KONDUKTOMETRIA
Konduktometria
Metoda elektroanalityczna oparta na pomiarze przewodnictwa
elektrolitycznego, którego wartość ulega zmianie wraz ze
zmianÄ… stÄ™\
enia jonów zawartych w roztworze.
Przewodnictwo elektrolityczne
Zjawisko skierowanego przenoszenia Å‚adunku elektrycznego
przez dodatnie i ujemne jony znajdujÄ…ce siÄ™ w roztworze
elektrolitu pod wpływem przyło\
onego zewnętrznego pola
elektrycznego.
Przewodnictwo elektrolityczne zale\
y od:
" ruchliwości jonów  limitowana wielkością i ładunkiem
jonów oraz rodzajem rozpuszczalnika,
" stÄ™\
enia elektrolitu,
" temperatury roztworu,
" obecności innych związków zdysocjowanych.
Przewodnictwo roztworów rozcieńczonych
Przewodnictwo roztworów stę\
onych
Wpływ temperatury na przewodnictwo właściwe roztworu NaCl
W wodnych roztworach o du\
ym rozcieńczeniu w temperaturze
25oC ruchliwość jonów niewiele się ró\
ni od siebie i wynosi:
~5‡10-4
- +
Ruchliwość jonów OH i H3O :
OH- = 20,5‡10-4 ; H3O+ = 36,2‡10-4
Ruchliwość jonów mo\
na zapisać w szeregu:
dowolny jon < OH- < H3O+
Miarą przewodnictwa elektrolitu jest przewodnictwo właściwe,
które definiujemy jako przewodnictwo 1 cm3 roztworu.
Większość konduktometrów mierzy przewodnictwo właściwe,
które mo\
na obliczyć ze wzoru:
,gdzie: à  konduktywność (przewodność wÅ‚aÅ›ciwa), R  opór
elektrolitu [&!] o przekroju S [m2] i dÅ‚ugoÅ›ci l [m]; Á  opór
wÅ‚aÅ›ciwy [&!‡m].
Rzadziej stosuje się przewodność elektryczną roztworu ():
,gdzie: R  opór roztworu [&!].
Miareczkowanie konduktometryczne:
Miareczkowanie w układzie kwas  zasada:
a) Miareczkowanie mocnego kwasu HX mocnÄ… zasadÄ… MOH lub
odwrotnie.
Przykład: miareczkowanie kwasu solnego za pomocą
wodorotlenku potasu.
H+ + Cl- + K+ + OH- "! H2O + K++ Cl-
Krzywa miareczkowania mocnego kwasu przy u\
yciu mocnej zasady
Podczas miareczkowania mocnego kwasu mocnÄ… zasadÄ…
ruchliwe jony hydroniowe (H3O+) zostajÄ… zwiÄ…zane w
niezdysocjowane czÄ…steczki wody. Na ich miejsce pojawiajÄ…
siÄ™ mniej ruchliwe jony metalu. Po przekroczeniu punktu
końcowego miareczkowania (PK) zaczyna rosnąć
przewodnictwo ze względu na wzrost stę\
enia jonów
wodorotlenkowych (OH-).
b) Miareczkowanie słabego kwasu mocną zasadą.
Przykład: Reakcja kwasu octowego z wodorotlenkiem sodu.
CH3COOH + Na+ + OH- "! CH3COO- + Na+ + H2O
Krzywa miareczkowania słabego kwasu mocną zasadą
PoczÄ…tkowe zmniejszenie przewodnictwa spowodowane jest
wiązaniem niewielkiej ilości jonów hydroniowych
pochodzących ze słabo dysocjowanego kwasu. Następnie
wzrost przewodności jest wynikiem tworzenia dobrze
dysocjujÄ…cej soli (octanu sodu). Po przekroczeniu PK
następuje silny wzrost przewodnictwa w wyniku pojawienia się
jonów wodorotlenkowych.
c) Miareczkowanie słabego kwasu słabą zasadą lub odwrotnie.
Przykład: Miareczkowanie kwasu octowego wodorotlenkiem
amonu.
CH3COOH + NH4OH "! NH4+ + CH3COO- + H2O
Krzywa miareczkowania kwasu octowego, zasadÄ… amonowÄ…
PoczÄ…tkowe zmniejszenie przewodnictwa spowodowane jest
wiązaniem niewielkiej ilości jonów hydroniowych
pochodzących ze słabo dysocjowanego kwasu. Potem
przewodność rośnie na skutek tworzenia się jonu amonowego
(NH4+), a po przekroczeniu PK ustala siÄ™ na pewnym poziomie
gdy\
przewodność trudno dysocjującego NH4OH jest
niewielka.
d) Miareczkowanie mocnego kwasu słabą zasadą.
Przykład: Reakcja kwasu solnego z wodorotlenkiem amonu.
H+ + Cl- + NH4OH "! NH4+ + Cl-
+ H2O
Krzywa miareczkowania mocnego kwasu przy u\
yciu słabej zasady
Podczas miareczkowania mocnego kwasu słabą zasadą
ruchliwe jony hydroniowe (H3O+) zostajÄ… zwiÄ…zane w
niezdysocjowane czÄ…steczki wody. Po neutralizacji kwasu
przewodność właściwa ustala się na pewnym poziomie gdy\

przewodność trudno dysocjującego NH4OH jest niewielka.
e) Miareczkowanie mieszaniny mocnego i słabego kwasu przy
u\
yciu mocnej zasady.
Przykład: Reakcja kwasu solnego i kwasu octowego z
wodorotlenkiem sodu.
H+ + Cl- + CH3COOH + 2Na+ + 2OH- "! Na+ + CH3COO-
+ Na+ +Cl- + 2H2O
Krzywa miareczkowania mieszaniny kwasu solnego i octowego za
pomocÄ… wodorotlenku sodu
Przed PK1 wykres zachowujÄ™ siÄ™ jak przy miareczkowaniu
mocnego kwasu mocnÄ… zasadÄ…. Po punkcie PK1 krzywa
przyjmuje postać miareczkowania słabego kwasu mocną
zasadÄ….
Najpierw reaguje mocniejszy kwas o większej stałej dysocjacji.
Zadanie: obliczenie całkowitej zawartości kwasów
zawartych w soku owocowym w przeliczeniu na kwas
jabłkowy.
Na podstawie wykresu sporzÄ…dzonego z danych
doświadczalnych wyznacza się objętość trójetanoloaminy,
która odpowiada punktowi PK.
Krzywa miareczkowania kwasu jabłkowego, trójetanoloaminą.
mol
ZnajÄ…c stÄ™\
enie molowe trójetanoloaminy (0,5000 ) oraz
dm3
objętość jaka została zu\
yta do zobojętnienia (estryfikacji)
kwasu jabłkowego, mo\
emy napisać proporcję:
0,5000 mola trójetanoloaminy  1000 cm3 roztworu
x mola trójetanoloaminy  5 cm3 roztworu
x = 0,0025 mola trójetanoloaminy
czyli w 5 cm3 roztworu trójetanoloaminy, która została zu\
yta
do zmiareczkowania (zobojętnienia) kwasu jabłkowego
znajduje się 0,0025 mola trójetanoloaminy.
Na podstawie równania reakcji mo\
na stwierdzić, \
e do
zobojętnienia 3 moli kwasu jabłkowego potrzeba 2 moli
trójetanoloaminy. Z tego wynika:
3 mole kw. jabłkowego  2 mole trójetanoloaminy
x mola kw. jabłkowego  0,0025 mola trójetanoloaminy
x = 0,00375 mola kw. jabłkowego zostało zobojętnione przez
0,0025 mola trójetanoloaminy
tyle moli kwasu jabłkowego znajduje się w porcji wziętej do
analizy (10g soku), teraz pozostaje obliczyć:
ile gramów kwasu jabłkowego stanowi 0,00375 mola tego
kwasu ?
W tym celu nale\
y obliczyć masę cząsteczkową kwasu
jabłkowego.
Kwas jabłkowy zbudowany jest z 4 atomów C, 5 at. O i 6 at. H.
HOOC-CH2-CH(OH)-COOH
Masy molowe poszczególnych pierwiastków wynoszą:
MC = 12 ,
MO = 16 ,
MH = 1 ,
a zatem masa cząsteczkowa kwasu jabłkowego wynosi:
Mkw. jabÅ‚kowego = 4·12+5·16+6·1 = 134
Na podstawie znajomości ilości moli kwasu jabłkowego w 10 g
soku jabłkowego oraz znajomości masy cząsteczkowej tego
kwasu mo\
na wyliczyć masę kwasu jabłkowego w 10 g soku
owocowego.
1 mol kw. jabłkowego  134 g kw. jabłkowego
0,00375 mola kw. jabłkowego  x g kw. jabłkowego
x = 0,5025g kw. jabłkowego
Tyle gram kwasów znajduje się w 10g soku wziętego do analizy
w przeliczeniu na kwas jabłkowy.
Zwykle podaje się zawartość kwasów w przeliczeniu na kwas
jabłkowy w 100g produktu, dlatego uzyskany wynik nale\
y
przeliczyć na 100g soku:
w 10 g soku  0,5025 g kwasów
w 100g soku  x g kwasów
x = 5,025 g  zawartość kwasów w 100g soku
Odpowiedz
:
W badanym soku zawartość kwasów w przeliczeniu na
kwas jabłkowy stanowi ~5% wagowych produktu (soku).
Imię i nazwisko: Data wykonania ćwiczenia:
Grupa: Ocena: Data oddania sprawozdania:
Temat:
1. Wstęp teoretyczny:
Wyjaśnij pojęcia:
" konduktometria (definicja i zastosowanie)
" przewodnictwo elektrolityczne (def. i od czego zale\
y)
" miareczkowanie konduktometryczne (krzywe
miareczkowania konduktometrycznego wraz z
przykładowymi reakcjami chemicznymi)
2. Przebieg ćwiczenia:
Wszystkie etapy po kolei w punktach, jak było wykonywane
ćwiczenie.
3. Opracowanie wyników:
" uzyskane wyniki miareczkowania zanotować w tabeli,
" wykreślić zale\
ność przewodnictwa od objętości
dodawanego titranta,
" na podstawie wykresu zaznaczyć punkt końcowy
miareczkowania,
" obliczyć masę kwasu w badanym roztworze,
" zapisać reakcję zobojętniania.
4. Wnioski:
" ile kwasu (%) znajdujÄ™ siÄ™ w badanym roztworze,
" czy pomiar został prawidłowo wykonany  uzasadnij.