Ćwiczenie nr 1
REFRAKTOMETRIA
Celem ćwiczenia jest sprawdzenie właściwości addytywnych refrakcji na
przykładzie prostych substancji organicznych oraz układu dwuskładnikowego 
- wodnego roztworu chlorku potasowego.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
Refraktometr, aceton, chloroform, toluen,
Piknometr, n- butanol, metanol,
Kroplomierze KCl  stały,
Kolba miarowa o poj. 100 cm3 roztwór KCl o nieznanym stę\
eniu,
alkohol etylowy do przemywania
pryzmatów refraktometru
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Przeprowadzić pomiary współczynnika załamania światła dla toluenu, acetonu,
chloroformu, n-butanolu i metanolu. Dla danej substancji pomiar nale\
y wykonać
trzykrotnie i do obliczeń wziąć wartość średnią.
2. Wysuszoną kolbę miarową zwa\
yć na wadze analitycznej, wsypać ok. 15 g KCl
i ponownie zwa\
yć. Rozpuścić sól w wodzie destylowanej, uzupełnić wodą do kreski i
zwa\
yć.
3. Zwa\
yć: pusty piknometr; napełniony wodą destylowaną; napełniony
sporządzonym roztworem KCl; napełniony roztworem KCl o nieznanym stę\
eniu.
4. Przeprowadzić pomiary współczynnika załamania światła dla wody
destylowanej, sporządzonego roztworu KCl oraz roztworu KCl o nieznanym stę\
eniu.
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
1. Obliczyć stę\
enie procentowe sporządzonego roztworu KCl.
2. Obliczyć gęstość tego roztworu oraz roztworu o nieznanym stę\
eniu ze wzoru:
g2 - g0
d =
d0 ,
g1 - g0
gdzie: go  cię\
ar pustego piknometru,
g1  cię\
ar piknometru z wodą,
g2  cię\
ar piknometru z roztworem,
do  gęstość wody w temperaturze pomiaru.
3. Obliczyć wartość refrakcji dla sporządzonego roztworu KCl ze wzoru:
n2 -1 1
(1)
rr =
n2 + 2 d
gdzie: n  współczynnik załamania światła,
d  gęstość .
W analogiczny sposób obliczyć refrakcję właściwą dla wody i roztworów
o nieznanym stę\
eniu.
4. Dla roztworu o znanym stę\
eniu obliczyć wartość refrakcji właściwej KCl
ze wzoru:
P 100 - P
rr = rs +
rw , (2)
100 100
gdzie: P  procent wagowy KCl w roztworze,
rr  refrakcja właściwa roztworu,
rs  refrakcja właściwa KCl,
rw  refrakcja właściwa wody.
5. Znając wartość refrakcji właściwej KCl z równania (2), obliczyć stę\
enie
procentowe badanego roztworu.
6. Z równania (1) obliczyć wartości refrakcji właściwych badanych związków
organicznych, a następnie z równania:
R = r M ,
gdzie: R  refrakcja molowa,
M  masa cząsteczkowa,
obliczyć wartości refrakcji molowych. Gęstości związków podano w tabeli 1.
Porównać otrzymane wartości z wartościami obliczonymi z refrakcji atomowych,
podanych w tabeli 2.
Tabela 1
Związek organiczny Gęstość w 20oC,
[g/cm3]
Toluen 0,8600
Aceton 0,7960
Chloroform 1,4904
Alkohol n-butylowy 0,8080
Metanol 0,7920
Tabela 2
Rodzaj atomu Refrakcja atomowa
lub wiązania,
lub wiązania
[cm3/mol]
Węgiel 2,918
Wodór 1,100
Tlen 1,643
Tlen (w grupie CO) 2,211
Tlen (w grupie OH) 1,525
Chlor 5,967
Wiązanie podwójne 1,733
Wiązanie potrójne 2,398
Instrukcja obsługi refraktometru laboratoryjnego typu RL
1. Po odsłonięciu okienka oświetlającego (3) nale\
y odchylić całkowicie pryzmat
górny (4).
2. Watą zwil\
oną etanolem oczyścić powierzchnię pryzmatów.
3. Za pomocą wkraplacza nanieść na dolny pryzmat (5)  3-4 krople badanej cieczy.
4. Zamknąć pryzmat.
5. Zwierciadełko (6), znajdujące się pod dolnym pryzmatem, powinno być odsłonięte.
6. Okienko (3), oświetlające pryzmat nakrywkowy (górny), nale\
y skierować na
najbli\
sze z
ródło światła.
7. Odchylić zwierciadełko (7), znajdujące się na bocznej ściance refraktometru tak,
aby oświetlenie skali było jak najlepsze.
8. Przez obrót pokrętła (8) mo\
na uzyskać ostre i bezbarwne rozgraniczenie jasnego
i ciemnego pola widzenia.
9. Za pomocą pokrętła (9) naprowadzić linię podziału pola jasnego i ciemnego
dokładnie na środek skrzy\
owania nici pajęczych, widocznych w górnym okienku
okularu (1).
10. Pionowa linia skali wska\
e wynik pomiaru na podziałce górnej, przeznaczonej dla
wartości liczbowych współczynnika załamania.
11. Ostrość obrazu ustawić za pomocą pierścienia (2).
Refraktometr RL
Ćwiczenie nr 3
ADSORPCJA KWASU OCTOWEGO
NA W
GLU AKTYWNYM
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie izotermy adsorpcji kwasu octowego na
węglu aktywnym oraz występujących w równaniu Freundlicha stałych,
charakterystycznych dla układu CH3OOOH  węgiel aktywny.
Szkło: Odczynniki:
Kolby miarowe o poj. 100 cm3  6 szt., 3 N CH3COOH,
Butelki z korkami o poj. 200 cm3  6 szt., 0,1 N NaOH,
Erlenmajerki o poj. 100 cm3  12 szt., węgiel aktywny,
Lejki  6 szt., fenoloftaleina
Biureta o poj. 50 cm3
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. W sześciu kolbach miarowych o poj. 100 cm3 nale\
y przygotować roztwory kwasu
octowego o stę\
eniach: 0,3; 0,2; 0,15; 0,10; 0,08; 0,05 N, przez odpowiednie
rozcieńczenie 3 N CH3COOH. Dokładne stę\
enia roztworów wyznaczyć
miareczkując je mianowanym roztworem 0,1 N NaOH wobec fenoloftaleiny. Z
kolbek zawierających kwas o stę\
eniach: 0,3; 0,2; 0,15 N pobrać do
miareczkowania próbki o objętości 10 cm3, a z pozostałych o objętości
25 cm3.
2. Do sześciu butelek zawierających po 2 g, odwa\
onego wcześniej węgla aktywnego,
odpipetować po 50 cm3 ka\
dego z przygotowanych roztworów kwasu octowego.
Butelki zatkać korkami i wytrząsać ich zawartość przez 3-4 minuty. Po adsorpcji
roztwory przesączyć i pobrać do miareczkowania takie same ich ilości, jak przy
wyznaczaniu stę\
eń początkowych.
Wyniki zestawić w tabeli, której wzór zamieszczono poni\
ej.
Numer kolbki 1 2 3 4 5 6
Ilość CH3COOH pobrana do początkowego
miareczkowania, [cm3]
Ilość NaOH zu\
yta do początkowego
miareczkowania, [cm3]
Początkowe stę\
enie CH3COOH
[mol dm-3]
Ilość CH3COOH w 50 cm3 roztworu
przed adsorpcją  a, [g]
Ilość NaOH zu\
yta do miareczkowania
końcowego, [cm3]
Końcowe stę\
enie CH3COOH,
[mol dm-3]
Ilość CH3COOH w 50 cm3 roztworu
po adsorpcji  b, [g]
Ilość CH3COOH zaadsorbowana z 50 cm3
roztworu x = a  b, [g]
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
1. Na podstawie równania Freundlicha (1) wykreślić izotermę adsorpcji, czyli
zale\
ność x/m = f(c):
1
x
n
= k c ,
m
gdzie: x  masa substancji zaadsorbowanej,
m  masa adsorbenta,
c  stę\
enie roztworu,
k, n  stałe dla danego układu adsorbent  adsorbat.
2. Wyznaczyć stałe k i n metodą graficzną, korzystając ze zlogarytmowanej postaci
równania Freundlicha:
x 1
log = log k + log c
m n
3. Omówić otrzymane zale\
ności i wielkości.
Ćwiczenie nr 4
BADANIE RÓWNOWAGI FAZOWEJ
W UKA
ADZIE TRÓJSKA
ADNIKOWYM -
- CIEKA
YM (trójkąt Gibbsa)
Celem ćwiczenia jest zbadanie częściowej rozpuszczalności cieczy
o ograniczonej rozpuszczalności w układzie trójskładnikowym.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
Mieszadło magnetyczne CH3COOH  100 %
Erlenmajerki o poj. 100 cm3  7 szt. CHCl3
Biureta o poj. 50 cm3 H2O destylowana
Pipety o poj. 25 cm3  2 szt.
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. W suchych erlenmajerkach przygotować mieszaniny chloroformu i kwasu
octowego. W tym celu odmierzyć, odrębnymi pipetami (za pomocą gruszki lub
pompki wodnej), wskazane w tabeli objętości tych cieczy i wymieszać je przez
wstrząsanie.
2. Zawartość kolbek miareczkować wodą destylowaną, a\
do pojawienia się trwałego
zmętnienia.
Wyniki miareczkowań notować w tabeli:
Objętość, [cm3] % wag. w roztworze % molowy w roztworze
Nr
CH3COOH CHCl3 H2O CH3COOH CHCl3 H2O CH3COOH CHCl3 H2O
1
21 2
2
19 4
3
15 6
4
11 9
5
8 11
6
5 13
7
2 15
dH O = 1,00 g/cm3
2
dCHCl = 1,50 g/cm3
3
dCH OOH = 1,06 g/cm3
3
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
Uzupełnić tabelę i, na podstawie otrzymanych wyników, sporządzić diagram
Gibbsa oraz wykreślić izotermę ograniczającą zakres częściowej mieszalności w
badanym układzie.
Przeprowadzić dyskusję diagramu fazowego.
Ćwiczenie nr 5
PRAWO PODZIAA
U NERNSTA
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika podziału kwasu octowego
między dwa nie mieszające się rozpuszczalniki  wodę i rozpuszczal- nik organiczny
(chloroform).
Szkło: Odczynniki:
Biureta o poj. 50 cm3 1 M CH3COOH
Kolby miarowe o poj. 50 cm3  3 szt. 0,1 M NaOH lub KOH
Rozdzielacze  4 szt. CHCl3
Erlenmajerki o poj. 100 cm3  4 szt. fenoloftaleina
Pipety
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Rozcieńczając odpowiednio 1 M roztwór kwasu octowego, przygotować, w
kolbkach miarowych o poj. 50 cm3, roztwory o stę\
eniach: 1,0; 0,75; 0,5; 0,25 M.
2. Do rozdzielaczy, ustawionych w statywie, odpipetować, z ka\
dej kolbki, po 20 cm3
roztworu, dodać po 20 cm3 rozpuszczalnika organicznego (chloroformu) i tak
przygotowane mieszaniny wytrząsać przez ok. 5 minut następnie odstawić do
rozdzielenia.
3. Z pozostałych (w kolbkach miarowych) wyjściowych roztworów kwasu octowego
odpipetować po 2 cm3 i miareczkować 0,1 M roztworem zasady (NaOH lub KOH)
wobec fenoloftaleiny.
4. Analogiczne miareczkowania wykonać dla warstwy wodnej kwasu octowego z
rozdzielaczy.
Wyniki zestawić w tabeli 1:
Tabela 1
Przybli\
one stę- Objętość zu\
ytej Warstwa wodna
\
enie CH3COOH, Pomiar zasady, Objętość zu\
ytej zasady,
[mol/dm3] [cm3] [cm3]
1 1
2
0,75 1
2
0,5 1
2
0,25 1
2
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
12.Obliczyć dokładne stę\
enie kwasu octowego [mol/dm3] w wyjściowych
roztworach i w warstwie wodnej układu: CH3COOH  H2O  CHCl3 .
13.Na podstawie równania:
c1
K =
n
c2
gdzie: c1  stę\
enie substancji rozpuszczonej (CH3COOH) w wodzie,
c2 - stę\
enie substancji rozpuszczonej (CH3COOH) w chloroformie,
n - liczba wskazująca ile razy masa cząsteczkowa M1 substancji
rozpuszczonej w pierwszym rozpuszczalniku jest większa od masy
cząsteczkowej M2 tej samej substancji, rozpuszczonej w drugim
rozpuszczalniku: n = M1/M2 ,
obliczyć współczynnik podziału K.
Wartość stałej dla tego układu nale\
y znalez
ć z wykresu zlogarytmowanej
postaci równania Nernsta:
log c1 = log K + n log c2 ,
sporządzając zale\
ność log c1 = f(log c2). Wyniki obliczeń przedstawić w
tabeli 2:
Tabela 2.
c1
K =
c2 Kg ra f.
c1 c2 log c1 log c2
DYSKUSJA WYNIKÓW:
Przedyskutować otrzymane wyniki i przeprowadzić analizę błędów.
Ćwiczenie nr 6
WYZNACZANIE STAA
EJ DYSOCJACJI WSKAZNIKA
KWASOWO - ZASADOWEGO
Celem ćwiczenia jest oznaczenie stałej dysocjacji wskaz
nika  błękitu
bromotymolowego  na podstawie widm absorpcyjnych.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
Spekol błękit bromotymolowy
Kolby miarowe o poj. 50 cm3  10 szt. 0,1 M KH2PO4
Pipety 0,1 M Na2HPO4
4 M NaOH
HCl  stę\
ony
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Do kolbki miarowej o poj. 50 cm3 wlać 2 cm3 błękitu bromotymolowego, kilka
cm3 wody destylowanej, 8 kropli stę\
onego roztworu HCl i dopełnić wodą
destylowaną do kreski. Tak przygotowany roztwór ma pH równe 1 jednostce.
Zmierzyć wartość absorpcji roztworu dla następujących długości fal: 400, 420, 440,
460 480, 500, 550, 600, 700 nm. Sporządzić wykres A = f().
2. Do kolbki miarowej o poj. 50 cm3 wlać 2 cm3 błękitu bromotymolowego, 10
cm3 0,1 M Na2HPO4, 10 cm3 0,1 M KH2PO4 i uzupełnić wodą destylowaną do kreski.
pH tego roztworu wynosi 6,9.
Wykonać pomiar absorpcji (jak wy\
ej) i nanieść widmo na wcześniej otrzymany
wykres.
3. Do kolbki miarowej o poj. 50 cm3 wlać 2 cm3 błękitu bromotymolowego, 1 cm3
4 M NaOH, uzupełnić wodą destylowaną do kreski i mierzyć absorpcję
przygotowanego roztworu (o pH = 13), dla wymienionych wy\
ej długości fal. Nanieść
widmo na wcześniej otrzymany wykres.
Na podstawie sporządzonych widm wybrać długość fali, dla której absorpcja ma jednostkową wartość dla ró\
nych pH
(punkt izozbestyczny).
4. W siedmiu kolbkach o poj. 50 cm3 sporządzić roztwory o następujących składach:
Nr Wskaz
nik 0,1 M KH2PO4 0,1 M Na2HPO4 pH
[cm3] [cm3] [cm3]
4 2,0 10,0 0 4,5
5 2,0 10,0 2,0 6,2
6 2,0 20,0 10,0 6,6
7 2,0 10,0 20,0 7,2
8 2,0 2,0 10,0 7,6
9 2,0 2,0 20,0 7,9
10 2,0 0 10,0 9,1
Wykonać pomiar absorpcji dla wybranych długości fali: 460, 540 nm.
Przedstawić na wykresie zale\
ność absorpcji od pH roztworu [A = f(pH0)] i odczytać
wartość pH, dla której następuje przejście formy kwasowej w zasadową błękitu
bromotymolowego (punkt przegięcia krzywej).
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
Błękit bromotymolowy jest wskaz
nikiem jednozasadowym i dysocjuje zgodnie z równaniem:
HIn �! H+ + In-
fo rma k wa s o wa fo rma za sa d o wa
Stała dysocjacji dana jest wzorem:
cH cs
+
K = , (1)
ck
gdzie: cs  stę\
enie formy zasadowej;
ck  stę\
enie formy kwasowej.
cs
pK = -log (2)
ck
Po zlogarytmowaniu równania (1) otrzymuje się:
cs
log K = log cH + log
+
ck
cs
lub - log K = -log cH - log .
+
ck
Z równania (2) wynika, \
e dla cs =ck - pK = pH, a więc na podstawie wartości
pH, przy której następuje przejście formy kwasowej w zasadową (znalezionej z
wykresu A = f(pH), mo\
emy obliczyć stałą dysocjacji błękitu bromotymolowego:
K = 10-p H .
OBSA
UGA KOLORYMETRU  SPEKOL
Wykonanie ćwiczenia na kolorymetrze:
1. Włączyć aparat do gniazdka prądu zmiennego.
2. Przełącznik (1) w zasilaczu ustawić w pozycji I  powinna zapalić się \
arówka
umieszczona z tyłu aparatu, w oprawie (7). Aparat nale\
y włączyć 30 minut przed
rozpoczęciem pomiarów.
3. Ustawić odpowiednią długość fali (w nm) bębnem (4).
4. Umieścić przed szczeliną, w saneczkach (8), roztwór badany z prawej strony
i roztwór odnośnikowy (woda destylowana) z lewej strony.
5. Po wprowadzeniu, przy zamkniętej fotokomórce [przełącznik (2) w pozycji 0], w
bieg wiązki światła (na wprost szczeliny) kuwety z roztworem odnośnikowym,
ustawić pokrętłem (3) wskazówkę w pozycji 0 z lewej strony dolnej skali (6) .
6. Umieścić przełącznik (2) w pozycji I i pokrętłem wzmacniacza (5) ustawić na
skali (6) 100% przepuszczalności (skala dolna) lub 0 ekstynkcji (górna skala
logarytmiczna).
7. Zamknąć fotokomórkę, umieszczając przełącznik (2) w pozycji 0.
8. W bieg wiązki światła wprowadzić kuwetę z roztworem badanym.
9. Odsłonić szczelinę, umieszczając przełącznik (2) w pozycji I.
10. Odczytać wynik na górnej skali logarytmicznej 0  2 (czytać od strony prawej).
11. Ustawić następną długość fali bębnem (4).
12. Powtórzyć czynności od 5 do 10 punktu.
Ćwiczenie nr 7
LEPKOŚĆ
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie zale\
ności lepkości cieczy od temperatury.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
Wiskozymetr Hepplera 50 % roztwór gliceryny
Ultratermostat
Piknometr
Stoper
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Do rury pomiarowej wiskozymetru (wypoziomowanego i podłączonego do
termostatu), wlać roztwór gliceryny oraz umieścić w niej odpowiednią kulkę.
Termometr kontaktowy termostatu ustawić na \
ądaną temperaturę (kolejno: 25, 30,
35, 40 i 45 oC).
2. Oznaczyć gęstości gliceryny w poszczególnych temperaturach. W tym celu zwa\
yć
(na wadze analitycznej) pusty (dokładnie wysuszony) oraz napełniony wodą
destylowaną piknometr, po czym wlać do piknometru roztwór gliceryny (ten,
którym wypełniona jest rura pomiarowa wiskozymetru). Tak przygotowany
piknometr umieszczać w termostacie i, po podgrzaniu gliceryny do temperatury
pomiaru (obserwować wskazania termometru zanurzonego w piknometrze), wa\
yć
piknometr. Obliczyć masę gliceryny w danej temperaturze.
3. Wykonać pomiar czasu opadania kulki między zaznaczonymi na rurze pomiarowej
kreskami. W tym celu, po osiągnięciu przez roztwór gliceryny w wiskozymetrze
o
zadanej temperatury pomiaru (25 C), odwrócić wiskozymetr o 180o, po
przemieszczeniu się kulki  na górę wrócić do pierwotnego poło\
enia
wiskozymetru i mierzyć stoperem czas opadania kulki. Ka\
dy pomiar powtórzyć 3
 4 razy i obliczyć średni czas opadania kulki.
o
4. Po dokonaniu w temp. 25 C pomiarów czasu opadania kulki i masy gliceryny,
nastawiać termometr kontaktowy termostatu na kolejną temperaturę i powtórzyć
wszystkie dotychczasowe czynności, czyli mierzyć czas opadania kulki i
wyznaczyć masę gliceryny w tej temperaturze. Pomiary wykonać we wszystkich
wskazanych temperaturach (30, 35, 40, 45 oC).
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
14.Wyniki bezpośrednich odczytów czasu opadania kulki oraz masy cieczy w
piknometrze przedstawić w tabeli:
Temp. Czas opadania kulki, Średni czas Masa
[0C] [s] opadania kulki, gliceryny,
[g]
1 2 3 4 [s]
15.Obliczyć gęstość roztworu w poszczególnych temperaturach wg wzoru:
g2 - g0
d =
d0
g1 - g0
gdzie: go  masa pustego piknometru,
g1  masa piknometru z wodą destylowaną,
g2  masa piknometru z gliceryną,
do  gęstość wody w temperaturze pomiaru.
16.Obliczyć lepkość (metodą Stockesa) ze wzoru:
� = t (d1  d2) K
gdzie: � - lepkość dynamiczna, [cP],
t  czas opadania kulki,
d1  gęstość kulki,
d2  gęstość roztworu badanego (gliceryny),
K  stała, zale\
na od rodzaju kulki.
Parametry kulki szklanej: masa  4,4575 g,
gęstość kulki  2,228 g cm-3,
stała K  0,074568.
17.Wyniki pomiarów przedstawić w tabeli:
T d2 d1  d2
1 log �
�
103
[K] [g cm-3] [g cm-3]
[cP]
T
18.Wykreślić na papierze milimetrowym zale\
ność: log � = f(1/T).
19.Metodą najmniejszych kwadratów obliczyć parametry prostej log � = f(1/T), a
stąd stałe równania Ahreniusa-Guzmana:
B
T
� = A e
20.Określić  energię aktywacji lepkości mno\
ąc stałą B przez R (stała gazowa).
21.Przeprowadzić dyskusję otrzymanych wyników.
Ćwiczenie nr 8
NAIP
CIE POWIERZCHNIOWE
(Metoda stalagmometryczna)
Celem ćwiczenia jest zbadanie wpływu alkoholi o ró\
nych długościach
łańcucha węglowego i ró\
nych stę\
eniach na napięcie powierzchniowe wody.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
Stalagmometr, 1 M CH3OH,
Kolbki miarowe o poj. 50 cm3  2 szt., 1 M C2H5OH,
Zlewki o poj. 50 cm3  3 szt., 1 M C3H7OH,
Pipeta o poj. 25 cm3, 1 M C4H9OH
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Starannie umyty stalagmometr umocować w statywie w pozycji pionowej.
2. Do stalagmometru zassać wodę destylowana tak, aby jejpoziom sięgał powy\
ej
górnej kreski. Następnie pozwolić wodzie swobodnie wyciekać ze stalagmometru.
Od momentu, w którym menisk wody mija górna kreskę, liczyć krople do chwili,
gdy menisk wody mija dolną kreskę. Pomiar powtórzyć 3 razy (ró\
nica pomiędzy
pomiarami nie powinna być większa ni\
2  3 krople).
3. W analogiczny sposób przeprowadzić pomiar ilości kropel wypływających ze
stalagmometru dla czterech 1 M alkoholi.
4. Z 1 M alkoholu butylowego przygotować roztwory o stę\
eniach: 0,5; 0,25; 0,125
M (przez kolejne rozcieńczenia 1 M C4H9OH). Następnie przeprowadzić pomiar
ilości kropel wypływających ze stalagmometru (jak wy\
ej) dla ka\
dego stę\
enia.
Wyniki zamieścić w tabeli, której przykład przedstawiono poni\
ej.
Stę\
enie, Liczba Gęstość w 20 oC, Napięcie
[mol/dm3] kropel [g/cm3] powierzchniowe,
[dyna/cm]
Woda 0,9982
Metanol 1 0,9898
Etanol 1 0,9860
Propanol 1 0,9837
Butanol 1 0,9821
0,5 0,9890
0,25 0,9896
0,125 1,0000
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
22.Obliczyć napięcie powierzchniowe roztworów alkoholi ze wzoru:
d n0�
0
� =
,
d0n
gdzie: �, �0  napięcie powierzchniowe cieczy badanej i wzorcowej,
n, n0  liczba kropel cieczy badanej i wzorcowej,
d, d0  gęstość cieczy badanej i wzorcowej.
23.Dla alkoholi o ró\
nej długości łańcucha, ale o jednakowym stę\
eniu, sporządzić
wykres zale\
ności napięcia powierzchniowego � od liczby atomów węgla w
cząsteczce alkoholu. Na podstawie wykresu przedyskutować regułę Traubego.
24.Dla alkoholu butylowego obliczyć nadmiar powierzchniowy �, z równania Gibbsa:
c �
� = - ( )
RT c
metodą graficznego ró\
niczkowania.
Ćwiczenie nr 10
KONDUKTOMETRIA
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej dysocjacji kwasu octowego z
pomiarów przewodnictwa elektrycznego.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
Konduktometr 0,1 M KCl
Cylinder miarowy do pomiarów 1/16 M CH3COOH
Kolbki miarowe o poj. 50 cm3  2 szt. 1/32 M CH3COONa
Pipety o poj. 25 cm3  2 szt.
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Kalibrowanie konduktometru przed pomiarem
Przyrząd włączyć do sieci. Przełącznik zakresów pomiaru  RANGE ustawić w pozycji 500 �S i nacisnąć przycisk
 CAL . Wskazówka aparatu powinna znalez
ć się na podziałce oznaczonej kolorem czerwonym. Je\
eli wychyla się inaczej,
nale\
y ustawić ją na tej podziałce przy pomocy potencjometru  CALIBRATION .
2. Wykonanie pomiaru (zasada ogólna):
Oznaczany roztwór umieścić w cylindrze pomiarowym i zanurzyć w nim
elektrodę konduktometru. Nale\
y uwa\
ać, aby roztwór całkowicie pokrył wszystkie
trzy pierścienie platynowe elektrody. Przełącznik zakresów pomiaru ustawić w
pozycji umo\
liwiającej dokonanie odczytu na skali (wychylenie wskazówki mo\
liwie
najdalej w prawo).
3. Pomiar stałej konduktometru
W sposób opisany w punkcie 2 wykonać pomiar przewodnictwa dla 0,1 M roztworu KCl. W tablicy umieszczono
wybrane wartości przewodnictwa właściwego dla 0,1 M roztworu KCl:
Temperatura, Przewodnictwo właściwe,
[oC] [S cm-1]
18 0,01119
19 0,01143
20 0,01167
21 0,01191
22 0,01215
25 0,01288
Wartość stałej konduktometru obliczyć ze wzoru:
1
� = K
R
gdzie: � - przewodnictwo właściwe 0,1 M KCl,
1/R  wartość przewodnictwa dla 0,1 M KCl, zmierzona na
kondukrometrze,
K  stała konduktometru.
4. Pomiar przewodnictwa elektrycznego dla roztworów kwasu octowego i
octanu sodowego.
Pomiar przewodnictwa wykonać dla roztworów kwasu octowego i octanu sodowego o następujących stę\
eniach:
CH3COOH : 1/16 M; 1/32 M; 1/64 M; 1/128 M; 1/256 M; 1/512 M; 1/1024 M .
CH3COONa : 1/32 M; 1/64 M; 1/128 M; 1/256 M; 1/512 M; 1/1024 M.
Wyniki zestawić w tabeli:
Stę\
enie, CH3COOH CH3COONa
[mol/dm3]
1/R 1/R
�  � 
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
1. Obliczyć przewodnictwo właściwe � i przewodnictwo równowa\
nikowe r dla
roztworów kwasu octowego i octanu sodowego, według wzorów:
1 �
� = K ;  = 1000 ,
R c
gdzie: c  stę\
enie roztworu KCl.
2. Wykreślić zale\
ność r = f( c ) dla roztworów CH3COOH i CH3COONa. Dla
octanu sodowego znalez
ć wartość przewodnictwa granicznego, ekstrapolując
otrzymany wykres do c = 0 (wtedy r = ").
3. Przewodnictwo graniczne dla kwasu octowego obliczyć z równania:
" = k + a ,
znając przewodnictwa graniczne:
"(H3O+) = 325,1 &!-1 cm2
"(Na+) = 45,27 &!-1 cm2
oraz wartość przewodnictwa granicznego dla CH3COONa (z wykresu)
4. Obliczyć stopień i stałą dysocjacji kwasu octowego.
Ćwiczenie nr 13
KATALITYCZNY ROZKA
AD H2O2
Celem ćwiczenia jest zbadanie katalitycznego wpływu MnO2 na reakcję rozkładu
wody utlenionej.
Szkło laboratoryjne: Odczynniki:
Kolby miarowe o poj.: 100, 200, NaOH  stały
250  2 szt., 500 cm3 Na2B4O7  stały
Erlenmajerki o poj. 100 cm3  4 szt. KMnO4 - r-r 0,1 N
Biureta o poj. 25 cm3 H2O2  r-r 33%
Zlewka o poj. 50 cm3 H2SO4  r-r 1:1
WYKONANIE ĆWICZENIA
1. W kolbie miarowej o poj. 200 cm3 przygotować bufor boranowy: w tym celu
odwa\
yć 1 g boraksu, 2 g zasady sodowej i uzupełnić wodą destylowaną do kreski.
2. W kolbie miarowej o poj. 500 cm3 przygotować 0,02 N KMnO4 przez pięciokrotne
rozcieńczenie 0,1 N KMnO4.
3. W kolbie miarowej o poj. 100 cm3 przygotować 2% roztwór H2O2 : odmierzyć
6,8 cm3 33% roztworu H2O2 i uzupełnić wodą destylowaną do kreski.
4. Do dwóch suchych kolb miarowych o poj. 250 cm3 wlać po 100 cm3 wody
destylowanej i po 50 cm3 buforu boranowego. Następnie, do jednej (pierwszej)
z nich dodać 5 cm3 0,02 N KMnO4 , do drugiej 5 cm3 wody destylowanej i do
ka\
dej po 5 cm3 wody utlenionej 2 %. UWAGA: z chwilą dodania wody utlenionej
rozpoczyna się reakcja rozkładu (nale\
y włączyć stoper). Wymieszać roztwory w
kolbach, a po upływie 3 minut (od początku reakcji, pobrać z ka\
dej (oddzielną
pipetą próbkę o objętości 5 cm3 i umieścić je w erlenmajerkach
zawierających ju\
kilka (2-3) cm3 kwasu siarkowego (1:1). Miareczkować 0,02 N
KMnO4 do słabo ró\
owego (trwałego) zabarwienia. Kolejne próbki pobierać z
roztworu z katalizatorem co 5 minut, przez okres 1 godziny, a z roztworu bez
katalizatora dopiero po upływie 1 godziny (od początku reakcji).
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
Dla obu reakcji wykonać wykresy zale\
ności logarytmu objętości roztworu
KMnO4, zu\
ytego do zmiareczkowania próbki, od czasu trwania rozkładu wody
utlenionej i na ich podstawie wyznaczyć graficznie stałe szybkości reakcji.
Ćwiczenie nr 16
WYZNACZANIE CIEPEA
ROZPUSZCZANIA TRUDNO
ROZPUSZCZALNYCH WODOROTLENKÓW
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie ciepeł rozpuszczania wodorotlenków wapnia,
magnezu i cynku.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
kalorymetr, termometr Beckmanna, MgO, ZnO, CaO  stałe,
stoper, cylinder miarowy, szkiełko zegarkowe, 2 N HCl
ły\
eczka
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Do kalorymetru wlać, odmierzone cylindrem miarowym, 400 cm3 roztworu HCl.
W roztworze tym zanurzyć termometr Beckmanna i mieszadło. Włączyć mieszadło i
tak przygotowany zestaw kalorymetryczny pozostawić na co najmniej 15 minut, dla
wyrównania temperatur. Wtedy rozpocząć pomiary (okres I), odczytując wskazania
termometru Beckmanna co 30 sekund, przez 5 minut. Następnie, nie przerywając
mieszania i odczytów temperatury co 30 s, wprowadzić do roztworu 2 g (wcześniej
odwa\
onego) MgO i notować zmiany tempratury a\
do momentu jej ustalenia się
(okres główny) i potem jeszcze przez 3  4 minuty (co 30 s).
2. W sposób analogiczny, do opisanego w pkt. 1, wykonać pomiary dla 4 g ZnO.
3. Do kalorymetru wlać, odmierzone cylindrem miarowym, 400 cm3 wody
destylowanej, zanurzyć mieszadło i termometr Beckmanna i, po ustaleniu się
temperatury, rozpocząć pomiary, odczytując wskazania termometru co 30 s, przez
5 min (okres I). Następnie, nie przerywając mieszania i odczytów temperatury co 30
s, wprowadzić do wody 0,25 g CaO (odwa\
onego wcześniej na wadze analitycznej).
Po zakończeniu okresu głównego notować odczyty temperatury jeszcze przez co
najmniej 3  4 minuty, po czym wprowadzić do roztworu dodatkowo 5 g CaO
(odwa\
onego na wadze laboratoryjnej) i w taki sam sposób wyznaczyć efekt cieplny
tej reakcji.
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
25.Na wykresach przedstawić przebieg zmian temperatury w czasie dla
poszczególnych pomiarów i określić (graficznie) przyrost "T.
26.Korzystając ze wzoru (1), wyliczyć ciepła zmierzone w kalorymetrze:
 Q1 = (mcw + K) "T, (1)
gdzie: K  wartość wodna kalorymetru  30 cal/oC,
"T  przyrost temperatury,
m  masa roztworu,
cw  ciepło właściwe roztworu.
27. Wodorotlenki magnezu, cynku i wapnia nale\
ą do trudno rozpuszczalnych związków chemicznych. Dodatkową
trudność stanowi uzyskanie ich w postaci umo\
liwiającej dokładne odwa\
enie (w czasie suszenia mo\
e nastąpić częściowy
rozkład). Trudności tych unikamy, wyznaczając ciepła rozpuszczania wodorotlenków na drodze pośredniej, w oparciu o
pomiar ciepła reakcji odpowiedniego tlenku z roztworem kwasu.
Przebieg reakcji tlenku z wodnym roztworem kwasu mo\
na przedstawić za pomocą dwóch schematów:
I MO + 2HCl(r) = MCl2 + H2O Q1
II MO + H2O = M(OH)2(st) Q2
III M(OH)2(st) = M(OH)2(r) Q3
IV M(OH)2(r) + 2HCl = MCl2 + 2H2O Q4
Q3 = Q1  ( Q2 + Q4 ) ,
gdzie: Q1  ciepło, które wyznaczono na drodze pomiarów kalorymetrycznych,
Q2  ciepło, które mo\
na wyliczyć, znając ciepła tworzenie substancji reagujących,
Q3  ciepło rozpuszczania wodorotlenków,
Q4  ciepło reakcji zobojętniania (-13,92 kcal/mol) .
W przypadku wodorotlenku wapnia, łatwiej rozpuszczalnego ni\
Mg(OH)2 i Zn(OH)2 , bezpośrednio wyznaczamy
ciepło rozpuszczania. Je\
eli efekt cieplny rozpuszczanie 0,25 g CaO oznaczymy jako Q5:
V CaO + nH2O = Ca(OH)2(st) + (n-1)H2O Q5 ,
a efekt cieplny rozpuszczania 5 g CaO oznaczymy jako Q6:
VI CaO + Ca(OH)2(st) + nH2O = 2Ca(OH)2(r) + (n-1)H2O Q6 ,
to efekt cieplny reakcji rozpuszczania 1 mola Ca(OH)2  Q7  obliczamy:
1
Q7 = (Q6  Q5) .
2
Ćwiczenie nr 17
WYZNACZANIE RÓWNOWAśNIKA
ELEKTROCHEMICZNEGO MIEDZI
ORAZ STAA
EJ FARADAY A
Celem ćwiczenia jest przeprowadzenie procesu elektrolizy wodnego roztworu
siarczanu miedzi, wyznaczenie równowa\
nika elektrochemicznego i stałej Faraday a.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
elektrolizer, komplet elektrod platynowych, 1 N CuSO4
stoper, mieszadełko, zlewka o poj. 250 cm3
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Elektrody (katodę i anodę) zanurzyć na chwilę w roztworze kwasu azotowego
(1+1), następnie wypłukać wodą destylowaną i wysuszyć. Tak przygotowaną
elektrodę siatkową zwa\
yć na wadze analitycznej, z dokładnością do 0,1 mg . Uwaga!
Nie dotykać palcami!
2. Przełącznikiem  MAINS uruchomić elektrolizer, włączyć oświetlenie
(przełącznik  LAMP )
3. W uchwytach z zaciskami umieścić elektrody: zwa\
oną elektrodę siatkową
i spiralną, przełącznik biegunów ustawić tak, aby elektroda siatkowa była katodą, a
spiralna  anodą.
4. Przełącznik opatrzony napisem  ELEKTROCHEMICAL ANALYSIS ustawić
odpowiednio w pozycji  L lub  R , w zale\
ności od tego, w której głowicy
zamontowane zostały elektrody (lewej czy prawej).
5. Na podstawie umieścić umieścić zlewkę o poj. 250 cm3 napełnioną roztworem
siarczanu miedzi, wło\
yć mieszalnik i przełącznikiem  STARTING uruchomić
mieszanie.
6. Po włączeniu grzania (przełącznik  HEATING ustawić w pozycji 2  temp.
o
100 C ), opuścić elektrody, przesuwając przełącznik  ELEKTRODE HEADS tak,
aby zanurzone były w badanym roztworze do � powierzchni.
7. Proces rozpocząć, ustawiając, za pomocą przełącznika  ELEKTROLYSIS ,
natę\
enie prądu: 0,6 A (ostro\
nie!) i prowadzić elektrolizę przez 15 minut.
8. Po zakończeniu elektrolizy, elektrodę opłukać wodą zakwaszoną H2SO4,
przemyć wodą destylowaną i wysuszyć.
9. Tak przygotowaną elektrodę zwa\
yć i obliczyć masę wydzielonej miedzi.
10. Pomiar wykonać dwukrotnie (punkty od 1 do 9).
11. Elektrodę oczyścić z miedzi jak w punkcie 1.
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
28.Obliczyć równowa\
nik elektrochemiczny miedzi.
29.Obliczyć stałą Faraday a.
30.Podać błąd względny i bezwzględny.
Ćwiczenie nr 18
WYZNACZANIE STAA
EJ SZYBKOŚCI REAKCJI
I ENERGII AKTYWACJI
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie stałej szybkości oraz energii aktywacji reakcji
hydrolizy octanu etylu (metylu).
Aparatura i szkło: Odczynniki:
Termostat i czasza grzejna 1 N HCl
Termometr octan etylu (metylu)
Stoper 0,1 N NaOH lub KOH
Biureta fenoloftaleina
Erlenmajerki o poj. 250 cm3  4 szt.
Zlewki: 400 cm3  2 szt.; 150 cm3  2 szt.
Kolba miarowa o poj. 200 cm3
Pipety: 5 cm3 i 50 cm3
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Do ka\
dej erlenmajerki wlać po 150 cm3 wody destylowanej.
2. W kolbie miarowej o poj 200 cm3 przygotować roztwór zawierający 50 cm3 1N
HCl i 5 cm3 estru. UWAGA: moment zmieszania jest początkiem reakcji hydrolizy
 włączyć stoper!
3. Z otrzymanego roztworu pobrać (mo\
liwie szybko) próbkę o objętości 5 cm3,
przenieść ją do erlenmajerki z wodą destylowaną i miareczkować 0,1 N roztworem
zasady (NaOH lub KOH) wobec fenoloftaleiny.
4. Kolejne próbki o tej samej objętości (5 cm3) pobierać z mieszaniny reakcyjnej po
upływie odpowiednio 5, 10, 20, 30 minut od początku reakcji i oznaczać w nich
stę\
enie kwasu w sposób opisany wy\
ej.
5. Zmierzyć temperaturę mieszaniny reakcyjnej.
6. Pozostały roztwór (wyjściowy) podgrzać w zlewce do wrzenia, aby reakcja mogła
zajść do końca, następnie pobrać próbkę 5 cm3 i miareczkować 0,1 N NaOH. Ilość
zasady zu\
ytej do zmiareczkowania odpowiada stę\
eniu kwasu po całkowitej
hydrolizie.
7. W analogiczny sposób (punkty 1  5) wykonać pomiary dla temperatury 40oC
(u\
ywając termostatu).
8. Wyniki umieścić w tabelach:
Tab. 1 Tab. 2
T1 (zmierzona) T2 (40oC)
Lp. t [min] VNaO H [cm] Lp. t [min] VNa O H [cm]
Po podgrzaniu do wrzenia: VNa OH =
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
2,303 a
k = log
t c
W naszym przypadku wielkości a i c wyra\
amy za pomocą stę\
enia po całkowitej
hydrolizie  a; początkowego stę\
enia  ao ; oraz chwilowego stę\
enia  at .
Ostatecznie mamy:
2,303 a - ao
k = log
t a - at
Energię aktywacji obliczamy ze znajomości stałych szybkości reakcji w dwu
temperaturach. Wykorzystując wzór Arrheniusa, drogą prostych przekształceń,
dochodzimy do wyra\
enia na energię aktywacji:
2,303RT1T2 k2
E = log ,
T2 - T1 k1
gdzie: k1 i k2 oznaczają stałe szybkości reakcji w dwu temperaturach.
Ćwiczenie nr 20
JONITY
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie zdolności wymiennej kationu w stosunku do
jonów sodu.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
PH-metr HCl 1 : 4
Kolumna kationitowa HCl 1 : 9
Mieszadło magnetyczne NaCl 1 M
Biureta poj. 100 cm3 NaOH 2 M
Zlewka o poj. 400 cm3
Cylinder miarowy  100 cm3
Kolba sto\
kowa - 1 szt.
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Regeneracja kolumny:
Przed rozpoczęciem oznaczenia zdolności wymiennej jonitu nale\
y kolumnę
jonowymienną zregenerować, tzn. otrzymać jonit w formie wodorowej. Regeneracja
polega na powolnym przepuszczaniu przez kolumnę kwasu solnego. W tym celu
kolumnę przemyć 100 cm3 roztworu HCl rozcieńczonego w stosunku 1:4; szybkość
przepływu  8 cm3/min (160  170 kropli/min). Następnie przepuścić 150 cm3 wody
destylowanej i ponownie 100 cm3 kwasu solnego 1 : 9 (szybkość przepływu 8 cm3/min).
Kolumnę przemyć wodą destylowaną a\
do całkowitego usunięcia niezwiązanego kwasu.
Kwasowość wycieku badać papierkiem wskaz
nikowym.
2. Oznaczanie zdolności wymiennej kationitu:
Przez kolumnę jonitową przepuścić 150 cm3 1M NaCl tak, by szybkość przepływu
wynosiła 2,5 cm3/min (70 kropli/min). Jony Na+ wypierają z grup czynnych jony
wodorowe, które przechodzą do wycieku. Poniewa\
pierwsze partie wycieku zawierają
jeszcze czystą, wypartą z kolumny wodę, nale\
y badać jego odczyn. Właściwy etap
ćwiczenia rozpocznie się w chwili, gdy z kolumny zacznie wyciekać kwas. Po
przepuszczeniu przez kolumnę 150 cm3 NaCl przepuszczać przez kolumnę wodę
destylowaną, a eluat zbierać w zlewce o poj. 400 cm3do momentu, a\
wyciek będzie
miał odczyn obojętny.
Nale\
y pamiętać, \
e jonit ani przez chwilę nie mo\
e być  suchy . Nad jego
powierzchnią stale musi znajdować się 1-2 cm warstwa płynu (tak w czasie
wykonywania ćwiczenia, jak i po jego zakończeniu).
Do oznaczenia stę\
enia kwasu w eluacie stosujemy metodę miareczkowania
potencjometrycznego. W tym celu zlewkę z badanym roztworem umieścić na podstawie
mieszadła magnetycznego, zanurzyć w roztworze elektrodę kombinowaną oraz
mieszalnik. Miareczkować 2 M NaOH, wprowadzając do eluatu po 1 cm3 zasady do
chwili, gdy pH cieczy w zlewce przekroczy wartość 10 jednostek.
3. Opracowanie wyników:
Sporządzić dwa wykresy krzywej miareczkowania:
a) pH = f(V),
gdzie: V  objętość dodanej zasady,
"( pH )
b) = f(V),
"V
gdzie: "(pH)  zmiana pH spowodowana dodaniem V objętości zasady.
Z wykresu b) określić punk końcowy miareczkowania. Znając stę\
enie zasady
wyznaczyć całkowitą ilość gramorównowa\
ników kwasu w eluacie. Zdolność wymienną
jonitu (kationitu) obliczyć ze wzoru:
a
Z = ,
q
gdzie: a  ilość gramorównowazników kwasu w wycieku,
q - masa jonitu w kolumnie (q = 50 g).
Ćwiczenie nr 22
WYZNACZANIE SZYBKOŚCI HYDRATACJI
BEZWODNIKA OCTOWEGO
Z POMIARÓW PRZEWODNICTWA
Aparatura i szkło: Odczynniki:
Konduktometr, termostat, stoper, bezwodnik kwasu octowego
Kolbka miarowa o poj. 100 cm3,
Probówka o poj. 100 cm3
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Ustawić termostat na temperaturę 20 oC (ą 0,2 oC).
2. Przygotować zestaw do pomiaru przewodnictwa.
3. Do kolby miarowej wlać 12 cm3 bezwodnika octowego i uzupełnić wodą
destylowaną do kreski. W momencie dodawania wody włączyć stoper i nie wyłączać
a\
do końca pomiarów (do ustalenia się wartości przewodnictwa). Rozpuszczać
bezwodnik octowy w wodzie, silnie mieszając.
4. Wyznaczyć stoperem czas początku i końca rozcieńczania ( podczas dodawania
wody pojawia się granica rozdziału dwóch faz, a po wstrząśnięciu, zmętnienie 
- moment zniknięcia zmętnienia uznać za koniec rozcieńczania). Czas średni przyjąć
za moment początku reakcji.
5. Naczynie (probówkę) z elektrodą umieścić w termostacie, wlać otrzymany
roztwór i mierzyć przewodnictwo, początkowo częściej (trzy pomiary co 30 s, ok.
10 co 1 min), następnie jeden pomiar po upływie 5 min i jeden po 1 godz. (od
początku reakcji). Stałość wskazań konduktometru oznacza koniec reakcji.
6. Wykonać analogiczne pomiary (punkty 2  5) w temperaturze 40 oC.
7. Wyniki zestawić w tabeli:
Czas
1 1
-
T od początku
1 1 1 1 1
R" R0
- log( - )
Nr reakcji, �
R� R" R� R" R� log 1 1 K
[oC] [s] -
R" R�
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
Reakcja hydratacji bezwodnika octowego jest reakcją pierwszego rzędu, dlatego
obliczenia nale\
y przeprowadzić w oparciu o równanie:
1 coA 1 co
k = ln = ln (1)
� cA � co - cx
gdzie: co  początkowe stę\
enie bezwodnika octowego,
cx  stę\
enie powstającego kwasu octowego,
�  czas.
Wzrost przewodnictwa w czasie jest proporcjonalny do stę\
enie powstającego
kwasu octowego. Ilość powstającego kwasu octowego proporcjonalna jest do ilości
u\
ytego bezwodnika octowego:
(CH3CO)2O + H2O = 2CH3COOH,
dlatego wzrost przewodnictwa w czasie trwania reakcji będzie proporcjonalny
do początkowego stę\
enia kwasu octowego. Znając przewodnictwo roztworu
w momencie początkowym �o , w danym momencie �� i po czasie �" mamy:
co = const (�" - �o) (2)
(co  cx) = const(�" - �o)  const(�� - �o) = const(�" - �o - �" + �o) = const(�" - ��),
gdzie: �o  przewodnictwo właściwe roztworu w momencie zainicjowania reakcji,
�o  przewodnictwo właściwe roztworu po upływie czasu �,
�" - przewodnictwo właściwe po zakończeniu reakcji.
Z równań (1) i (2) wynika, \
e:
1 1
-
1 � - �ż 1 R" R0
"
k = ln (3)
= ln
1 1
� � -�� �
"
-
R" R�
Przewodnictwo roztworu 1/R, w momencie rozpoczęcia reakcji, wyznacza się
z ekstrapolacji zale\
ności: ln(1/R" - 1/R�) = f(�). Dla reakcji pierwszego rzędu
wykres takiej zale\
ności jest linią prostą. Wyliczyć stałe szybkości dla ka\
dego �
oraz obliczyć kś r. i porównać jej wartość z wartością otrzymaną z wykresu (tangens
kąta nachylenia prostej).
Znając wartości stałej szybkości w dwóch temperaturach, z równania:
kT E T2 - T1
2
ln = ( ) (4)
kT R T1T2
1
obliczyć energię aktywacji E tej reakcji, a z równania:
k = A e-E/ R T (5)
obliczyć wartość stałej A.
Ćwiczenie nr 25
CIEPA
O ROZPUSZCZANIA SUBSTANCJI
A
ATWO ROZPUSZCZALNYCH W WODZIE
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie integralnego i ró\
niczkowego ciepła
rozpuszczania NaOH w wodzie.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
Kalorymetr, termometr Beckmanna, NaOH  pastylki
mieszadło, stoper, cylinder miarowy
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Do naczynia Dewara w kalorymetrze wlać, odmierzone cylindrem miarowym,
400 cm3 wody destylowanej, zanurzyć mieszadło oraz termometr Beckmanna,
przykryć pokrywką. Włączyć mieszadło i tak przygotowany zestaw kalorymetryczny
pozostawić na co najmniej 15 minut, dla wyrównania temperatur. Wtedy rozpocząć
pomiary (okres I), odczytując wskazania termometru Beckmanna co 30 sekund, przez
5 minut. Następnie, nie przerywając mieszania i odczytów temperatury co 30 s,
wprowadzić do wody 1 g NaOH i notować zmiany temperatury a\
do momentu jej
ustalenia się (okres główny) i potem jeszcze przez 3  4 minuty (co 30 s).
2. Czynności opisane w punkcie 1 wykonać dla: 2, 3, 4, 5 g NaOH.
3. Wyniki przedstawić w tabeli:
Nr Masa wody, Masa NaOH, Stę\
enie molarne roztworu, "T
pomiaru [g] [g] [mol/kg]
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
1. Integralne ciepło rozpuszczania NaOH obliczyć ze wzoru:
Qrozp.
"Hi n t . = (1)
nNaOH
gdzie: n  liczba moli NaOH;
Qro zp .  ciepło pobrane z kalorymetru w trakcie rozpuszczania NaOH.
Qr o zp . = - (m cw + Ww) "T (2);
 gdzie: m  masa roztworu,
cw  ciepło właściwe,
Ww  wartość wodna kalorymetru równa 30 cal/deg,
"T  przyrost temperatury odczytany z wykresu T = f(t).
Uwaga! cw mo\
na przyjąć za równe ciepłu właściwemu wody.
2. Ró\
niczkowe ciepło rozpuszczania "H2 obliczyć ze wzoru:
d"Hint .
"H2 = "Hi n t . + m ( ) (3),
dm
gdzie: m  stę\
enie molarne roztworu [mol/kg]
d"Hint .
Pochodną obliczyć, ró\
niczkując graficznie wykres "Hi n t . = f(m), w
dm
punktach molarności przygotowanych roztworów. Obliczone wartości przedstawić
w tabeli:
m, "Hi n t . , "H2 ,
d"Hint .
[mol/kg] [J/mol] [J/mol]
dm
3. Maksymalny błąd wyznaczonego ciepła rozpuszczania "Qro zp . obliczamy
ze wzoru:
cw"T mcw + Ww
"Qro zp . = ą ( +
)
"m "("T )
4. Omówienie wyników
Ćwiczenie nr 27
POMIARY pH I MIARECZKOWANIE
POTENCJOMETRYCZNE
Celem ćwiczenia jest poznanie metod pomiaru pH i obsługi pH-metru oraz
oznaczenie stę\
enia kwasu solnego, octowego i fosforowego metodą miereczkowania
potencjometrycznego.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
pH-metr z kompletem elektrod, 0,1 N NaOH lub KOH,
mieszadło magnetyczne, 0,1 N HCl,
biureta, 0,1 N CH3COOH,
zlewki o poj. 150 i 250 cm3, 0,1 N H3PO4,
0,1 N KCl
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Przygotowanie pH-metru do pomiarów:
Przyrząd włączyć do sieci. Po upływie 30 minut podłączyć elektrodę kombinowaną
(albo szklaną i kalomelową) i zanurzyć w roztworze buforowym o pH = 7,1 .
Ustawić na skali wartość pH odpowiadającą temu buforowi; następnie zmienić
roztwór buforowy (np. na roztwór o pH = 3,56) i sprawdzić wychylenie wskazówki, a
w razie potrzeby skorygować je.
2. Pomiar pH:
Do zlewki o poj. 150 cm3 wlać, kolejno, 0,1 normalne roztwory: HCl, NaOH, KCl
oraz wodę destylowaną. Zmierzyć pH ka\
dego z tych roztworów.
3. Oznaczanie stę\
enia kwasu solnego:
Do zlewki o poj. 250 cm3 odpipetować 25 cm3 0,1 N roztworu HCl i rozcieńczyć
wodą destylowaną do objętości 100 cm3. Zlewkę umieścić na podstawie mieszadła
magnetycznego, zanurzyć elektrodę kombinowana, włączyć mieszanie i tak
przygotowany roztwór miareczkować 0,1 N NaOH (wprowadzanym z biurety),
odczytując wartość pH po dodaniu ka\
dego, kolejnego cm3 zasady do uzyskania
pięciu zbli\
onych wartości pH, świadczących o zakończeniu reakcji. Wyniki zestawić
w tabeli:
V NaOH pH V NaOH pH V NaOH pH
[cm3] [cm3] [cm3]
Na papierze milimetrowym wykreślić krzywą miareczkowania i określić graficznie
punkt końcowy miareczkowania. W tym celu wykreślić dwie równoległe proste
styczne do krzywej miareczkowania w punktach najmniejszego nachylenia, przed i po
punkcie przegięcia krzywej. W połowie odległości między dwiema prostymi wykreślić
trzecią prosta  punkt jej przecięcia z krzywą jest punktem końcowym
miareczkowania.
4. Oznaczanie stę\
enia kwasu octowego:
Do zlewki o poj. 250 cm3 odpipetować 25 cm3 0,1 N roztworu CH3COOH i
rozcieńczyć wodą destylowaną do objętości 100 cm3. Tak przygotowany roztwór
miareczkować 0,1 N roztworem NaOH, w sposób opisany w punkcie 3.
Określić graficznie punkt końcowy miareczkowania i obliczyć całkowite stę\
enie
kwasu octowego na początku miareczkowania. Opierając się na początkowej wartości
pH i obliczonym stę\
eniu CH3COOH, obliczyć stopień i stałą dysocjacji kwasu.
Otrzymaną wartość pKa porównać z wartością odczytaną z krzywej miareczkowania.
Wyniki zestawić w tabeli:
Początkowe Punkt Całkowite stę\
enie Stopień pKa
pH końcowy CH3COOH dysocjacji Obliczone Wyznaczone
[cm3] [mol/dm3] graficznie
5. Oznaczanie stę\
enia kwasu fosforowego:
Do zlewki o poj. 250 cm3 odpipetować 20 cm3 0,1 N roztworu H3PO4 i
rozcieńczyć wodą destylowaną do objętości 100 cm3. Zlewkę umieścić na podstawie
mieszadła magnetycznego, zanurzyć elektrodę kombinowana, włączyć mieszanie i tak
przygotowany roztwór miareczkować 0,1 N NaOH (wprowadzanym z biurety),
odczytując wartość pH po dodaniu ka\
dego, kolejnego cm3 zasady. Po dodaniu 18 cm3
roztworu NaOH zmniejszyć dodawane porcje do 0,5 cm3 (notować pH), a\
do
osiągnięcia objętości 21  22 cm3. Następnie roztwór NaOH dozować ponownie po
1 cm3, do chwili dodania 35 cm3, po czym znów dodawać po 0,5 cm3 do objętości 41
 42 cm3. Pozostały w biurecie roztwór dodawać po 1 cm3. Wyniki pomiarów
zestawić w tabeli.
Sporządzić wykres (na papierze milimetrowym), odkładając na osi odciętych
objętość (cm3) dodawanej zasady, a na osi rzędnych wartość pH. Napisać równanie
reakcji zobojętniania H3PO4 zasadą NaOH w pierwszej i drugiej części krzywej
miareczkowania.
Określić, na podstawie otrzymanego wykresu, pKa dla kwasu H3PO4 i H2PO4 Ż .
Ćwiczenie nr 28
WYZNACZANIE PUNKTU
IZOELEKTRYCZNEGO AMFOLITU
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie punktu izoelektrycznego amfolitu, czyli
wartości pH, przy której stę\
enie postaci RH2 + i R- amfolitu są równe.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
PH-metr z elektrodą kombinowaną 0.05 M NaOH
Mieszadło magnetyczne 0,05 M HCl
Biureta 0,005 M NH2CH2COOH
Zlewki o poj. 150 cm3
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Zmontować układ do miareczkowania pH-metrycznego.
2. Do zlewki o poj. 150 cm3 wlać 100 cm3 kwasu aminooctowego. Zlewkę z
roztworem umieścić na podstawie mieszadła magnetycznego, zanurzyć elektrodę
kombinowaną i mieszalnik i rozpocząć miareczkowanie roztworu, spuszczając z
biurety po 1 cm3 0,05 M HCl (łącznie 10 cm3). Po dodaniu kolejnej objętości titranta
odczytać wartość pH.
3. Roztwór amfolitu (przygotowany analogicznie jak w pkt. 2) miareczkować 0,05 M
NaOH, dodając po 1 cm3 z biurety (łącznie 10 cm3). Po dodaniu kolejnej objętości
titranta odczytać wartość pH.
Wyniki pomiarów i obliczeń zestawić w tabelach:
VNaO H lub VHC l [H+] 103 lub cA 103 cZ 103 lub
cK 103
[cm3] pH [OHŻ ] [mol dm-3] pK
[mol dm-3]
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
1. Na podstawie pomiarów pH kwasu aminooctowego, miareczkowanego roztworami
HCl i NaOH, obliczyć wartości pK1 i pK2 ze wzorów:
+
cK - [H ]
,
pK1 = pH + log
-
cA - cK + [OH ]
-
cA - cZ + [OH ]
pK2 = pH + log ,
-
cZ - [OH ]
gdzie: cA  całkowite stę\
enie amfolitu,
cK  stę\
enie kwasu (HCl),
[H+]  stę\
enie jonów wodorowych,
cZ  stę\
enie zasady (NaOH),
[OHŻ ]  stę\
enie jonów hydroksylowych.
Wyniki obliczeń zestawić w tabelach (jak wy\
ej).
Obliczyć pH punktu izoelektrycznego amfolitu według wzoru, podstawiając
średnie wartości pK1 i pK2 :
1
pHi zo e l. = (pK1 + pK2)
2
Przeprowadzić dyskusję otrzymanych wyników.
Ćwiczenie nr 29
WYZNACZANIE RZ
DU REAKCJI
METOD
CAA
KOW

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie rzędu reakcji utleniania jonów Fe2 + do Fe3 +
jonami ClO3 - w środowisku kwaśnym, zachodzącej według sumarycznego równania:
ClO3 - + 6H+ + 6 Fe2 + + Cl- + 3 H2O + 6 Fe3 +
Aparatura i szkło: Odczynniki:
spektrofotometr  Spekol Fe2+  0,01 M i 0,004 M
szkło laboratoryjne ClO3-  0,01 M i 0,004 M
HCl  0,1 N
HCl  2 N
NH4SCN  25%
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Zmieszać, w stosunku 1 : 1 (np. po 20 cm3), 0,004 molowe roztwory jonów Fe2+ i
ClO3- , włączając jednocześnie stoper.
2. Z tak przygotowanej mieszaniny reakcyjnej pobrać, w mo\
liwie najkrótszym czasie, próbkę o
objętości 2 cm3, rozcieńczyć 18 cm3 0,1 N HCl i dodać 2 cm3 rodanku. Uwaga: w momencie
rozcieńczania zanotować czas!  następuje wtedy gwałtowne zahamowanie biegu reakcji.
Zmierzyć ekstynkcję tego roztworu dla max = 500 nm.
3. Następnie po 10, 20, 30, 40, 50 minutach wykonać pomiary jak w punkcie 2.
4. Analogicznie do punktów 2 i 3 postępować z mieszaniną sporządzoną przez
zmieszanie 0,01 molowych roztworów jonów Fe2+ i ClO3-.
5. W czasie trwania wy\
ej opisanych pomiarów przygotować się do sporządzenia krzywej cechowania
stę\
enia jonów Fe2+ dla długości fali max = 500 nm. W tym celu, do pięciu kolbek o poj. 25 cm3 ,
odmierzyć odpowiednio: 1; 2,5; 5; 7,5; 10 cm3 roztworu wzorcowego Fe3+, dodać do ka\
dej z
nich po 1 cm3 2N HCl, po 2,5 cm3 25% roztworu rodanku amonu, uzupełnić wodą destylowaną do
kreski i wymieszać. Zmierzyć ekstynkcję poszczególnych roztworów (jako odnośnik stosować
wodę destylowaną). Na papierze milimetrowym wykonać wykres zale\
ności ekstynkcji od stę\
enia
jonów Fe3+.
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
 Odczytane wartości ekstynkcji dla próbek pobieranych mieszanin reakcyjnych w miarę postępu reakcji utleniania jonów
\
elaza(II) oraz wyniki znalezione z krzywej cechowania jonów Fe3+ przedstawić w tabeli wg wzoru:
t [s]
x  stę\
enie jonów Fe3+, odczytane z
wykresu
c  równe co  x
1/c
x2 = x/c
(x2  liczba postępu reakcji)
Na podstawie uzyskanych wyników sporządzić wykresy zale\
ności 1/c od czasu, w myśl równania reakcji II rzędu (dla
równych ilości substratów):
1 1
= + k2t
c c0
i na ich podstawie (z nachylenia prostych) odczytać, dla obu stę\
eń, wartości stałych szybkości reakcji.
Aby określić rząd reakcji metodą całkową, nale\
y wykonać wykres zale\
ności liczby postępu reakcji od czasu: x2 = f(t);
odczytać wartość t1 i t2 dla dowolnej wartości liczby postępu reakcji i wstawić do wzoru:
t1
log
t2
n = 1 + ,
a2
log
a1
gdzie: t1, t2  czas,
a  stę\
enie reagentów.
Przedstawić i przedyskutować otrzymane wyniki.
Ćwiczenie nr 30
ILOCZYN ROZPUSZCZALNOŚCI
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie iloczynu rozpuszczalności z pomiarów
przewodnictwa.
Aparatura i szkło: Odczynniki:
Konduktometr 0,1 M KCl
Wytrząsarka CaSO4 , PbCO3 , BaSO4 ,
Kolbki o poj. 100 cm3  6 szt. BaCO3 , PbSO4 , SrSO4
Cylinder do pomiaru przewodnictwa
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Kalibrowanie konduktometru przed pomiarem:
Przyrząd włączyć do sieci. przełącznik zakresów pomiarów  Range ustawić w
pozycji 500 �m i nacisnąć przycisk  Cal . Wskazówka aparatu powinna znalez
ć się
na podziałce oznaczonej czerwonym trójkątem. W przypadku innego wychylenia
nale\
y ustawić ją na tej podziałce za pomocą potencjometru  Calibration .
2. Wykonanie pomiaru (zasada ogólna):
Oznaczany roztwór umieścić w naczyńku pomiarowym i zanurzyć w nim
elektrodę konduktometru. Nale\
y uwa\
ać, aby roztwór całkowicie pokrył wszystkie
trzy pierścienie platynowe elektrody. Przełącznik zakresów pomiaru przełączyć
tak, aby wychylenie wskazówki (najdalej w prawo) umo\
liwiało odczyt na skali.
3. Pomiar stałej konduktometru:
W sposób opisany w pkt. 2 wykonać pomiar przewodnictwa dla 0,1 M r ru KCl.
Wartość stałej konduktometru obliczyć ze wzoru:
1
� = � ,
R
gdzie: �  przewodnictwo właściwe 0,1 M KCl,
1/R  wartość przewodnictwa dla 0,1 M KCl, mierzona na konduktometrze,
K  stała konduktometru.
Niektóre wartości przewodnictwa właściwego dla 0,1 M KCl zestawiono w tabeli 1:
Tabela 1.
Przewodnictwo
Tempetatura
właściwe
T [oC]
S [cm 1]
18 0,01119
19 0.01143
20 0,01167
21 0,02291
22 0,01215
25 0,01288
4. Wykonać pomiar przewodnictwa dla rozpuszczalnika.
5. Otrzymanie roztworów badanych soli:
Kilka gramów badanej substancji wprowadzić do kolbki o poj. 100 ml, uzupełnić
wodą destylowaną i wytrząsać na wytrząsarce przez 10 minut. Następnie roztwór
zdekantować, a pozostałość uzupełnić wodą destylowana i ponownie wytrząsać.
Czynności te powtarzać a\
do momentu uzyskania stałej wartości przewodnictwa.
Otrzymany wtedy roztwór ogrzewać w termostacie do temp. 25 oC. Po ustaleniu się
równowagi termicznej pobrać próbkę i zmierzyć wartość przewodnictwa.
Wyniki zestawić w tabeli:
1/R c L Błąd
�
Sól L
[mol dm 3] lit. pomiaru
[&! 1] [&! 1 cm 1]
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
W celu określenia przewodnictwa substancji rozpuszczonej nale\
y od ka\
dej
zmierzonej wartości przewodnictwa roztworu odjąć wartość przewodnictwa
rozpuszczalnika. Wtedy wartość przewodnictwa właściwego � mo\
na obliczyć ze wzoru:
1
� = K
R
Korzystając z literaturowych wartości przewodnictw równowa\
nikowych jonów oraz z wyznaczonej wartości �, wyliczyć
wartości stę\
eń roztworów nasyconych ze wzoru:
� = F (�+ + � ) ą+ z+ c = F (�+ + � ) ą z c
lub
� = ( + +  ) ą+ z+ c = ( + +  ) ą z c ,
gdzie: + ,   graniczne przewodnictwo równowa\
nikowe kationu i anionu,
�+ , �  ruchliwość kationu i anionu,
z+ , z  ładunek kationu i anionu,
c  stę\
enie,
F  stała Faraday a,
 ą+ , ą  liczba kationów lub anion ow otrzymanych w wyniku rozpuszczania
soli w wodzie.
Znając wartość stę\
enia soli c w roztworze nasyconym, mo\
na obliczyć iloczyn
rozpuszczalności L z równania:
+
ą+ą
+
L = = c(ą +ą- )
-
ą-ą
otrzymane wartości iloczynów rozpuszczalności L badanych soli nale\
y porównać z
iloczynami literaturowymi oraz obliczyć błąd pomiaru.
PRZEPROWADZIĆ DYSKUSJ
WYNIKÓW.
Ćwiczenie nr 31
WYZNACZANIE CZ
STKOWYCH OBJ
TOŚCI
MOLOWYCH
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie cząstkowych objętości molowych
składników w mieszaninie dwuskładnikowej o całkowitej mieszalności (np.
woda  metanol).
Aparatura i szkło: Odczynniki:
Termostat metanol cz.d.a.
Piknometr o poj. 50 cm3, wykalibrowany co 0,1 cm3 woda destylowana
Piknometr o poj. 25 cm3
Biurety o poj. 50 cm3  2 szt.
WYKONANIE ĆWICZENIA:
1. Kolejno sporządzić mieszaniny wody i metanolu przez zmieszanie objętości V1
jednego składnika i V2 drugiego, przy czym V1 i V2 wynoszą odpowiednio:
V1 V2 V
5 45
10 40
20 30
30 20
40 10
45 5
Objętość poszczególnych składników spuszczać z biuret do kalibrowanego
piknometru o poj. 50 cm3. Następnie piknometr przenieść do termostatu i, po
ustaleniu się temperatury, odczytać objętość całkowitą mieszaniny V.(Uwaga:
temperatura w termostacie ma być równa temperaturze otoczenia).
2. Metodą piknometryczną (piknometr o poj. 25 cm3) wyznaczyć, w temperaturze
otoczenia, gęstości czystych składników oraz ich mieszanin.
3. Odczytane wyniki zapisać w tabeli:
Nr V1 V2 V n1 n2 VM V1 V2
x1 x2
[cm3] [cm3] [cm3] [mol] [mol] [cm3/mol-1] [cm3/mol-1] [cm3/mol-1]
OPRACOWANIE WYNIKÓW:
1. Na podstawie objętości poszczególnych składników i ich gęstości obliczyć liczby
moli n1 i n2 , a następnie ułamki molowe x1, x2 oraz objętość molową mieszaniny
VM = V/n1+n2 .
2. Sporządzić wykres w układzie: objętość molowa mieszaniny VM  jej skład.
3. Z wykresu, na podstawie stycznych do krzywej zale\
ności objętości molowej
mieszaniny od składu, odczytać molowe objętości cząstkowe składników V1 i V2.
4. Sporządzić wykres zale\
ności cząstkowych objętości molowych V1 i V2 od składu.
5. Przeprowadzić dyskusję wyników.