Ćwiczenie 2

Przewodnictwo wody i słabych elektrolitów. Wyznaczanie stałej dysocjacji K_a słabych elektrolitów.

Wykonanie ćwiczenia:

1. Czynności wstępne:

Włączyć urządzenie termostatu (mieszadło, chłodnicę i grzałkę). Utrzymać w nim temperaturę 25 ± 0,5 °C. Każdy badany roztwór termostatować 10 minut.

Zapoznać się z instrukcją obsługi sprzętu pomiarowego (konduktometru).

2. Przewodnictwo słabego kwasu.

Naczyńko pomiarowe przemyć wodą destylowaną i dokładnie wysuszyć.

Do naczyńka odmierzyć pipetą 50 cm³ wody destylowanej i umieścić w nim sondę konduktometryczną.

Naczyńko z wodą destylowaną termostatować 10 min., po czym zmierzyć przewodnictwo wody destylowanej. Jeśli przewodnictwo będzie większe niż 5 [μS], pomiary powtórzyć.

Następnie przy pomocy pipety automatycznej dodać 1 cm³ roztworu kwasu i termostatować naczyńko z roztworem aż do ustalenia się przewodnictwa. Zanotować dodaną objętość kwasu oraz przewodnictwo roztworu.

Dodać kolejną porcję 1 cm³ kwasu, po wytermostatowaniu się roztworu zanotować przewodnictwo roztworu. Pomiary zakończyć po dodaniu w sumie 7 cm³ kwasu.

Po wykonaniu pomiarów naczyńko i sondę konduktometryczną dokładnie wymyć wodą destylowaną.

3. Pojemność oporowa naczynka.

Przygotować 100 cm³ 0,1000 molowego roztworu KCl. W tym celu odważkę 0,7456 g KCl rozpuścić w kolbie miarowej na 100 cm³ i dopełnić do kreski wodą destylowaną. Z roztworu tego, przez odpowiednie rozcieńczenie w kolbie na 50 cm³, sporządzić roztwory KCl o stężeniach: 0,0100; 0,0200; 0,0400 i 0,1000 mol/dm³.

Wykonać pomiary przewodnictwa roztworów KCl, rozpoczynając od roztworu najbardziej rozcieńczonego (0,0100 mol/dm³).

4. Przewodnictwo wody.

Umyte i wypłukane naczyńko pomiarowe napełnić wodą destylowaną i wykonać pomiar przewodnictwa. Podobnie zmierzyć przewodnictwo wody wodociągowej.

Po zakończeniu pomiarów naczyńko dokładnie wymyć wodą destylowaną, a elektrody zostawić zanurzone również w wodzie destylowanej.

Podstawowe zależności matematyczne:

,

,

,

.

Wnioski:

Jak widać na wykresie zależności przewodnictwa właściwego od stężenia słabego kwasu, przewodnictwo właściwe rośnie wykładniczo wraz ze wzrostem stężenia kwasu, od wartości początkowej równej przewodnictwu właściwemu wody destylowanej (1,963 × 10^-6 Ω^-1cm^-1). Przewodnictwo molowe natomiast (wykres zależności przewodnictwa molowego od stężenia słabego kwasu) maleje wykładniczo od wartości przewodnictwa molowego przy rozcieńczeniu nieskończenie wielkim równej 390,7 cm²/(Ω×mol).

Średnia wartość stałej dysocjacji badanego kwasu octowego wynosi (1,916 ± 0,015) × 10^-5 mol/dm³, natomiast literaturowa wartość tej stałej wynosi 1,754 × 10^-5 mol/dm³. Ponieważ różnica nie mieści się w granicach błędu, można wnioskować o błędach popełnianych przez eksperymentatora podczas wykonywania ćwiczenia (niedokładne odmierzanie objętości) lub też o błędnych wskazaniach konduktometru.

---