Obliczenia.
1.
Na podstawie SEM ogniw A i B obliczyłam potencjały elektrod cynkowej i miedziowej dla obu stężeń ZnSO4 i CuSO4. Wartości SEM ogniwa Daniella wyznaczone z bezpośredniego pomiaru ogniwa C oraz obliczone na podstawie wartości potencjałów elektrod cynkowej i miedziowej, zestawiłam w tabeli nr 1.
|
Ogniwo A |
Ogniwo B |
Ogniwo C |
|||
c [mol/dm3] |
0,5 |
0,05 |
0,5 |
0,05 |
0,5 |
0,05 |
SEM [V] |
1,0351 |
0,9769 |
0,0640 |
0,0492 |
1,0742 |
1,0212 |
E0Me [V] |
-0,7898 |
-0,7322 |
0,3093 |
0,2945 |
***** |
***** |
SEM ogniwa C z danych dla ogniw A i B |
1,0991 V |
1,0275 V |
||||
gdzie: E0Me oznacza potencjał standardowy elektrody cynkowej lub miedziowej.
2.
Na podstawie SEM ogniw D,E,F obliczyłam iloczyn rozpuszczalności L soli: AgCl, AgBr, AgI z równania:
logL = (0,058logR-SEM)/0,058
gdzie: R = cAgNO3, fAgNO3, cKX fKX
c - stężenie
f - średni jonowy współczynnik aktywności
X - halogenek
W obliczeniach przyjęłam:
fAgNO3 = 0,720 fKCl = 0,769
fKBr = 0,777 fKI = 0,800
3.
Obliczenia zestawiłam w tabeli nr 2
Sól |
SEM |
R |
logR |
0,058logR |
0,058logR-SEM |
logL |
L |
AgCl |
0,4719 |
0,0055 |
-2,2567 |
-0,1309 |
-0,6028 |
-10,3929 |
4,04*10-11 |
AgBr |
0,5965 |
0,0056 |
-2,2522 |
-0,1306 |
-0,7271 |
-12,5362 |
2,91*10-13 |
AgI |
0,8221 |
0,0058 |
-2,2396 |
-0,1299 |
-0,9520 |
-16,4138 |
3,86*10-17 |
4.
Znając współczynnik aktywności AgNO3 o stężęniu 0,1mol/dm3 oraz wiedząc, że potencjał nasyconej elektrody kalomelowej w temperaturze 298K wynosi +0,2453 V, obliczyłam na podstawie SEM ogniwa G potencjał normalny srebra E0Ag.
5.
Korzystając z obliczonej wartości E0Ag oraz podanych współczynników aktywności, obliczyłam iloczyn rozpuszczalności AgI, AgBr, AgCl z równania:
logL = (Q + 0,058logcKXfKX) / 0,058 = Z/0,058
gdzie: Z - oznacza wyrażenie Q + 0,058logcKXfKX
dla AgCl (ogniwo H): Q = 0,2453- E0Ag+ SEM
dla AgBr i AgI (ogniwa I,K): Q = 0,2453- E0Ag - SEM
6.
Obliczenia zestawiłam w tabeli nr 3
sól |
SEM |
Q |
cKXfKX |
log cKXfKX |
0,058 log cKXfKX |
Z |
logL |
L |
AgCl |
0,0209 |
-0,5322 |
0,0720 |
-1,1427 |
-0,0663 |
-0,5985 |
-10,319 |
4,80*10-11 |
AgBr |
0,1329 |
-0,6860 |
0,0777 |
-1,1096 |
-0,0644 |
-0,7504 |
-12,938 |
1,15*10-13 |
AgI |
0,3273 |
-0,8804 |
0,0800 |
-1,0969 |
-0,0636 |
-0,9440 |
-16,276 |
5,30*10-17 |
7.
Porównałam wartości L obliczone wg równania (1) i (2) z wartościami cytowanymi w literzturze i zestawiłam je w tabeli nr 4.
sól |
L (tablicowe) |
L (wg rów.1) |
L (wg rów.2) |
AgCl |
1,78*10-10 |
4,04*10-11 |
4,80*10-11 |
AgBr |
5,25*10-13 |
2,91*10-13 |
1,15*10-13 |
AgI |
8,32*10-17 |
3,86*10-17 |
5,30*10-17 |
„Małe tablice chemiczne” Witold Mizerski
Wnioski
Zarówno wartości potencjałów standardowych poszczególnych elektrod jak i iloczynów rozpuszczalności soli są porównywalne z ich wartościami tabelarycznymi. Niewielkie różnice, jakie występują mogą być wynikiem niedokładności przyrządów pomiarowych lub niewłaściwego miana roztworów elektrolitów, a co za tym idzie wykorzystania błędnych wartości współczynników aktywności, co ma bezpośredni wpływ na obliczenia. Pomiar siły elektromotorycznej ogniw można wykorzystać do wielu innych pomiarów chemicznych np. do wyznaczania pH roztworów lub oznaczania stężeń innych jonów przy wykorzystaniu elektrod jonoselektywnych.