Ćwiczenie 6 : Wyznaczanie stałej dysocjacji pKa słabego kwasu metodą konduktometryczną.
Dysocjacja jest to proces rozpadu substancji na jony w wodzie lub innych rozpuszczalnikach polarnych. Na podstawie równań dysocjacji wyznaczamy stałe dysocjacji. Stałą dysocjacji nazywamy inaczej stałą równowagi. Opisuje ona stan równowagi dysocjacji elektrolitycznej i jest ona równa stosunkowi iloczynu stężeń molowych jonów do stężenia molowego formy niezdysocjowanej danego elektrolitu.
Do wyznaczania stałej dysocjacji metodą konduktometryczną używa się konduktometru, urządzenia służącego do pomiaru przewodności roztworów elektrolitów. Jest to przyrząd pomiarowy używany w miareczkowaniu konduktometrycznym. Przy miareczkowaniu konduktometrycznym mierzy się przewodność elektrolitu, czyli badanego słabego kwasu z zasadą, szukając punktu równoważnikowego. Punkt równoważnikowy wyznacza się z przecięcia prostych przechodzących przez punkty pomiarowe.
Prawo rozcieńczeń Ostwalda, jest to takie prawo, które wyraża zależność między stałą dysocjacji a całkowitym stężeniem molowym elektrolitu i jego stopniem dysocjacji. Prawo te jest słuszne dla elektrolitów słabych.
Opracowanie wyników
Przykładowe obliczenie zmiany stężenia roztworu po rozcieńczeniu:
50cm3- 25cm3= 25cm3 = 0,025dm3
Cm= n÷V
0,025dm3 0,004mol/dm3 = 0,0001mola
0,0001mola ÷ 0,05dm3 = 0,002mol/dm3
Metoda I
Przykładowe obliczenie przewodnictwa molowego:
= 1000÷C
0,004mol/dm3=4*10-6mol/cm3
1000 0,083 ÷ 4*10-6 = 2,07*107[Ω-1cm2mol-1]
Przykładowe obliczenie odwrotności przewodnictwa molowego:
1/λ = 1/20750000 = 4,8*10-8
Przykładowe obliczenie iloczynu cλ:
4*10-6 * 20750000 =83
|
Nr roztworu |
Stężenie C |
Przewodnictwo właściwe [Ω-1cm-1] |
Przewodnictwo molowe λ [Ω-1cm2mol-1] |
1/λ |
c*λ |
|
1 |
0.004 |
0.083 |
20750000 |
4.82*10-8 |
83 |
|
2 |
0.002 |
0.058 |
29000000 |
3.45*10-8 |
58 |
|
3 |
0.001 |
0.04 |
40000000 |
2.5*10-8 |
40 |
|
4 |
0.0005 |
0.025 |
50000000 |
2*10-8 |
25 |
|
5 |
0.00025 |
0.018 |
72000000 |
1.39*10-8 |
18 |
|
6 |
0.000125 |
0.012 |
96000000 |
1.04*10-8 |
12 |
1/λ∞= 5*10-9
λ∞= 1÷ 5*10-9 = 2*108
p1 = (60; 3,6*10-8)
p2 = (20; 1,6*10-8)
y = ax + b
3,6*10-8 = a * 60 + b
1,6*10-8 = a * 20 + b
a
= 5-10
b = 0,6 * 10-8
Ka = 1/ [5-10 * (2*108)2] = 2,44-10
|
Metoda IIXNr roztworu |
Stężenie C |
Öc |
Przewodnictwo właściwe |
Przewodnictwo molowe |
|
CH3COONa |
|
|
|
|
|
1 |
0.004 |
0.06 |
0.306 |
76500000 |
|
2 |
0.002 |
0.04 |
0.149 |
74500000 |
|
3 |
0.001 |
0.03 |
0.082 |
82000000 |
|
4 |
0.0005 |
0.02 |
0.04 |
80000000 |
|
5 |
0.00025 |
0.02 |
0.019 |
76000000 |
|
6 |
0.000125 |
0.01 |
0.013 |
1.04*108 |
|
NaCl |
|
|
|
|
|
1 |
0.004 |
0.06 |
0.425 |
1.06*108 |
|
2 |
0.002 |
0.04 |
0.215 |
1.08*108 |
|
3 |
0.001 |
0.03 |
0.095 |
95000000 |
|
4 |
0.0005 |
0.02 |
0.065 |
1.3*108 |
|
5 |
0.00025 |
0.02 |
0.026 |
1.04*108 |
|
6 |
0.000125 |
0.01 |
0.014 |
1.12*108 |
|
HCl |
|
|
|
|
|
1 |
0.004 |
0.06 |
1.57 |
3.93*108 |
|
2 |
0.002 |
0.04 |
0.8 |
4*108 |
|
3 |
0.001 |
0.03 |
0.39 |
3.9*108 |
|
4 |
0.0005 |
0.02 |
0.186 |
3.72*108 |
|
5 |
0.00025 |
0.02 |
0.101 |
4.04*108 |
|
6 |
0.000125 |
0.01 |
0.047 |
3.76*108 |
Przykład obliczenia przewodnictwa molowego:
λ = 1000 * 0.306 / (0.004/1000) = 76500000
c = 0.004^(1/2) = 0.06
HCl λ∞ = 382000000
CH3COONa λ∞ = 93000000
NaCl λ∞ = 111000000
λ∞HA = 382000000 + 93000000 – 111000000 = 364000000
|
XNr roztworu |
Stężenie C |
Przewodnictwo właściwe |
Przewodnictwo molowe |
a |
Ka |
|
1 |
0.004 |
0.083 |
20750000 |
0.057 |
1.38*10-8 |
|
2 |
0.002 |
0.058 |
29000000 |
0.080 |
1.38*10-8 |
|
3 |
0.001 |
0.04 |
40000000 |
0.110 |
1.36*10-8 |
|
4 |
0.0005 |
0.025 |
50000000 |
0.137 |
1.09*10-8 |
|
5 |
0.00025 |
0.018 |
72000000 |
0.198 |
1.22*10-8 |
|
6 |
0.000125 |
0.012 |
96000000 |
0.264 |
1.18*10-8 |
Przykładowe obliczenie :
20750000÷364000000 = 0.057
Przykładowe obliczenie Ka :
(207500002 (0.004 ÷1000)) ÷ 364000000 (364000000 – 20750000) = 1.38*10-8
Średnia Ka : (1.38*10-8 + 1.38*10-8 + 1.36*10-8 + 1.09*10-8 + 1.22*10-8 + 1.18*10-8) : 6 =1.27*10-8
Obliczanie pKa:
Z I metody
pKa= -logKa
pKa = -log 2,44-10 = 3.87
Z II metody
pKa = -log (1.27*10-8) = 7.9
Według danych tablicowych stała dysocjacji kwasu octowego wynosi 4,8. Najbliższy tej wartości był wynik z I metody, gdzie pKa wyniosła 3,87. Różnica w wyniku mogła być spowodowana złym odczytaniem wartości z wykresu oraz odchylenia w wartościach mierzonego przewodnictwa właściwego.
x = |x1-x0|
|3.87 – 4.8| = 0.93
|7.9 - 4.8| = 3.1
= (x ÷ x) 100%
0.93 : 4.8 100% = 19.4%
3.1 : 4.8 100% = 64.6%
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
więcej podobnych podstron