Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej równowagi reakcji pomiędzy jodem cząsteczkowym a jonami jodkowymi w fazie wodnej.

Wstęp teoretyczny:

Faza - część układu, oddzielona od pozostałych wyraźnymi granicami, wykazująca w każdym punkcie jednakowe własności fizyczne i chemiczne. Liczbę faz w układzie oznaczamy zwykle litera β lub f.

Stan równowagi - taki stan, kiedy w każdej części układu panuje jednakowe ciśnienie i temperatura.

Każda reakcja (o ile nie są usuwane produkty reakcji) dąży do określonego stanu równowagi, w którym jej szybkość i szybkość reakcji odwrotnej jest jednakowa. Dla dowolnej reakcji:

aA + bB
pP + rR

Stała równowagi - współczynnik opisujący stan równowagi odwracalnych reakcji chemicznych. Stała ta jest równa ilorazowi reakcji w stanie doskonałej równowagi, tj. w sytuacji gdy szybkość reakcji w stronę od substratów do produktów i od produktów do substratów jest dokładnie taka sama.

A + B ↔ AB

K=

Prawo podziału Nernsta - jeżeli do dwóch cieczy A i B nie mieszających się ze sobą wprowadzimy trzeci składnik rozpuszczający się w obu cieczach, wówczas w danej temperaturze stosunek aktywności tego trzeciego składnika w obu cieczach jest stały:

K=
, gdzie:

K - stała podziału Nernsta

Dla roztworów rozcieńczonych aktywności można zastąpić stężeniami. Wówczas:

K=

Absorbancja - logarytm dziesiętny ilorazu natężenia monochromatycznej wiązki wchodzącej do ośrodka absorbującego i natężenia wiązki przepuszczonej przez ten ośrodek.

A= ln(Φ_i/Φ_e),

gdzie: Φ_i, Φ_e odpowiednio strumień padający i wychodzący z ośrodka.

Prawo Lamberta-Beera - absorbancja roztworu A jest wprost proporcjonalna do stężenia c substancji absorbującej i długości drogi optycznej I:

A=
, gdzie:

A₀ - molowy współczynnik absorpcji

Oznaczanie stałej równowagi reakcji I₂ + I^- → I₃^-

Jod źle rozpuszcza się w wodzie, a dobrze rozpuszcza się w wodnym roztworze KI. Zachodzi wtedy reakcja:

I₂ + I^- → I₃^-

Stała równowagi K_c =

Stałą równowagę reakcji obliczamy, wykorzystując różnice podziału jodku pomiędzy rozpuszczalnikiem organicznym i wodą K:

K =

Oraz pomiędzy rozpuszczalnikiem organicznym i wodnym roztworem KI, K₁:

K=

Po podzieleniu stronami otrzymujemy:

- 1 = K_c [I^-]_w

Po tej analizie możemy powiedzieć że stałą równowagi reakcji K_c, możemy obliczyć oznaczając współczynnik podziału jodku pomiędzy rozpuszczalnik organiczny i wodę K a także współczynniki podziału jodu K₁ pomiędzy rozpuszczalnik organiczny i wodne roztwory KI o różnych stężeniach [I^-].

---