Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest wyznaczenie rozpuszczalności soli trudno rozpuszczalnej oraz obliczenie iloczynu rozpuszczalności tej soli w wodzie.

Wstęp teoretyczny:

Naczyńko koduktometryczne - specjalne naczynie stosowane do pomiaru przewodnictwa elektrycznego; zawiera wtopione elektrody platynowe pokryte czernią platynową, co powoduje zwiększenie ich powierzchni efektywnej. Pomiar przewodnictwa odbywa się poprzez podłączenie elektrod naczyńka do konduktometru.

Dla każdego naczyńka stosunek odległości między elektrodami (l) do efektywnej powierzchni elektrody (s) jest wielkością stałą i nazywany jest stałą naczyńka (k). Ponieważ nie znamy powierzchni efektywnej elektrody, stałą naczyńka wyznacza się doświadczalnie poprzez pomiar przewodnictwa (Γ) dla roztworu wzorcowego, o znanym przewodnictwie właściwym (najczęściej KCl)

Mostek Wheatstone'a - najprostszy układ elektryczny stosowany do pomiarów konduktometrycznych

, a stąd:

Wartość oporu R₃ można zmieniać aż do uzyskania braku przepływu prądu przez galwanometr.

Przewodnictwo elektryczne roztworu, Γ [S] - odwrotność oporu stawianego przez roztwór elektrolitu.

,

gdzie:

s - powierzchnia efektywna elektrody

l - odległość między elektrodami (długość słupa elektrolitu)

κ - przewodnictwo właściwe elektrolitu

k - stała naczyńka konduktometrycznego

Przewodnictwo właściwe elektrolitu, κ [S/m] - zdolność przewodzenia prądu przez jednostkową objętość roztworu znajdującą się pomiędzy elektrodami o jednostkowej powierzchni efektywnej. Zależy ono silnie od liczby jonów zawartych w tej jednostkowej objętości, a więc od stężenia elektrolitu.

Przewodnictwo molowe, λ [S/mol] - przewodnictwo słupa roztworu umieszczonego między elektrodami o jednostkowej powierzchni efektywnej, który zawiera 1 mol ładunków dowolnego znaku - dodatnich lub ujemnych

,

gdzie:

κ - przewodnictwo właściwe elektrolitu

c - stężenie ładunków dowolnego znaku

Zależność Kohlrauscha - doświadczalna zależność opisująca wpływ stężenia na przewodnictwo molowe dla elektrolitów jonoforowych

,

gdzie:

λ⁰ - molowe przewodnictwo graniczne

Molowe przewodnictwo graniczne - przewodnictwo 1 mola ładunków dowolnego znaku w roztworze nieskończenie rozcieńczonym

λ⁰ = lim λ

^{c → 0}

Można je wyznaczyć przez ekstrapolację doświadczalnej zależności λ = f(√c) lub z prawa niezależnej wędrówki jonów.

Prawo niezależnej wędrówki jonów - sformułowane przez Kohlrauscha, ważne dla wszystkich elektrolitów - jonoforowych i jonogennych, pozwala obliczyć przewodnictwo graniczne elektrolitu, które jest sumą przewodnictwa graniczego dla anionów i kationów:

Elektrolity jonoforowe - w cząsteczce elektrolitu występują wiązania jonowe, skutkiem rozpuszczenia elektrolitu jest zmiana odległości pomiędzy solwatowanymi jonami;

Na⁺Cl^- + nS → Na⁺_solv +Cl^-_solv

Elektrolity jonogenne - w cząsteczce elektrolitu występują wiązania kowalencyjne, które pod wpływem rozpuszczalnika ulegają zerwaniu; pod wpływem rozpuszczalnika zachodzi reakcja chemiczna - dysocjacja;

CH₃COOH + :S → CH₃COO^- + SH⁺

Rozpuszczalność soli trudno rozpuszczalnej - stężenie nasyconego roztworu tej soli. Można ją wyznaczyć, mierząc przewodnictwo właściwe tego roztworu, uwzględniając, że zmierzone przewodnictwo właściwe roztworu jest sumą przewodnictw wszystkich składników roztworu:

κ_roztw = κ_sol + κ_rozp

Zakładając, że przewodnictwo molowe roztworu jest równe przewodnictwu granicznemu, można obliczyć stężenie roztworu nasyconego.

---