Bartosz Puchalski 24.XI.2004

Ćwiczenie 11

Ebuliometryczne wyznaczanie:

A) Masy molowej nieelektrolitów lub

B) Współczynnika osmotycznego mocnych elktrolitów

Ebuliometria jest doświadczalną metodą fizykochemiczną, opartą na bardzo dokładnym pomiarze temperatury wrzenia. Znalazła ona zastosowanie głównie do oznaczania ciężaru cząsteczkowego związków chemicznych, przy czym pomiar polega na dokładnym określeniu temperatury wrzenia ich rozcieńczonych roztworów. W ebuliometrii wykorzystuje się prawo Raulta, z którego wynika zależność:

;gdzie M - ciężar cząsteczkowy substancji rozpuszczonej, s - masa substancji rozpuszczonej, l - masa rozpuszczalnika, Δt - podwyższenie temperatury wrzenia roztworu w stosunku do temperatury wrzenia czystego rozpuszczalnika, k - stała ebuliometryczna. Stała ebuliometryczna charakterystyczna dla danego rozpuszczalnika, niezależna od natury substancji rozpuszczonej. Wielkość podwyższenia temperatury wrzenia w ebuliometrii można zapisać jako (podstawowe równania ebuliometrii):

;gdzie K_E - to wspomniana już stała ebuliometryczna, m - stężenie molarne roztworu. Stałą tą można zapisać jako:

;gdzie T₀ - temperatura wrzenia czystego rozpuszczalnika, ΔH_W - molowe ciepło parowania, R - stała gazowa (8.314510 J/mol*K), M₁ - masa rozpuszczalnika.

Pomiar odbywa się w ebuliometrze Świętosławskiego. Jest on stosowany, ponieważ termometru pomiarowego nie można zanurzyć w wrzącym roztworze, gdyż jest on przegrzany. W tym ebuliometrze termometr jest umieszczony w gnieździe termometrycznym napełnionym rtęcią, a opłukiwanym przez wrzący roztwór. Do pomiaru temperatury w ebuliometrze stosuje się termometr różnicowy Beckmanna. Ten termometr mierzy jedynie zmiany temperatury z dokładnością 0.005 stopnia. Termometr ten może być stosowany zarówno do pomiarów w zakresie niskich ja i wysokich temperatur. Możliwe to jest dzięki dwóm zbiorniczkom z rtęcią. Współczynnik osmotyczny charakteryzujący mocne elektrolity można zapisać jako:

;gdzie b - masa wody [kg], a - masa substancji rozpuszczonej [kg], ΔT_W - zmiana temperatury wrzenia, M_t - teoretyczna masa molowa badanej substancji, K₀ - stała ebulioskopowa, ν - liczba jonów powstających z jednej cząsteczki danej substancji.

Literatura:

L. Sobczyk, A. Kisza, K. Gatner, A. Koll „Eksperymentalna chemia fizyczna” PWN Warszawa 1982 str. 263-271

Praca zbiorowa „Chemia Fizyczna” PWN Warszawa 1963 str. 437 - 443

K. Pigoń, Z. Ruziewicz „Chemia fizyczna” PWN Warszawa 1980 str.158-164, 185-193

Substancje chemiczne stosowane w ćwiczeniu:

• chlorek sodu

• azotan potasu

• azotan sodu

• siarczan sodu

• chlorek amonu

• siarczan amonu

• mocznik 57-13-6

• tiomocznik

Oświadczam, że zapoznałem się z kartami charakterystyk w/w substancji i znane mi są właściwości tych substancji, sposoby bezpiecznego postępowania z nimi oraz zasady udzielania pierwszej pomocy w nagłych wypadkach.

Celem tego ćwiczenia jest określenie masy molowej danej substancji za pomocą pomiaru ebuliometrycznego.

---