1.Dane potrzebne do wykreślenia krzywej wzorcowej V o-Absorpcja

V 0,01-

nitrofenolu

Stężenie

molowego

Nr próby

o stężeniu

fenolanu

NaOH

Wartość

5*10-4mol/

[mol/ dm3]

I

II

III

[cm3]

średnia

dm3 [cm3]

1

1

9

0,00005

0,084

0,086

0,087

0,0857

2

2

8

0,0001

0,109

0,109

0,110

0,1093

3

3

7

0,00015

0,115

0,113

0,115

0,1143

4

4

6

0,0002

0,124

0,125

0,126

0,1250

5

5

5

0,00025

0,138

0,136

0,137

0,1370

6

6

4

0,0003

0,212

0,213

0,214

0,2130

7

7

3

0,00035

0,247

0,249

0,249

0,2483

8

8

2

0,0004

0,281

0,280

0,283

0,2813

9

9

1

0,00045

0,314

0,324

0,323

0,3203

10

10

0

0,0005

0,361

0,368

0,364

0,3643

Średnie

0,000275

Ā

0,199867

stężenie

Wyznaczenie równania regresji dla wykresu f(c)=A, gdzie regresja ma wartość liniową y=ax+b.

- obliczenie współczynnika regresji a z następującego wzoru dla ẍ=0,000275 ỹ= 0,199867

∑ (x - x)⋅ (y- y)

a =

∑

2

(x - x)

a = 638,(30)

b = 0,024(3)

- równanie regresji ma postać: y=638,(30)x+0,024(3) 2. Obliczenie ilości jonów fenolanowych wg wzoru: y

A

C

− b

−0,0243

= x=

→ C =

B''

a

B' '

638,3

próba 1 (pH=7,8) A= 0,280 CB-= 4,006*10-4

próba 2 (pH=7,4) A= 0,279 CB-= 3,990*10-4

próba 3 (pH=7,0) A= 0,219 CB-= 3,050*10-4

próba 4 (pH=6,6) A= 0,157 CB-= 2,079*10-4

próba 5 (pH=6,2) A= 0,164 CB-= 2,189*10-4

próba 6 (10cm3 0,01-molowego NaOH pH=12) A=0,281 CB-= 4,022*10-4

3. Obliczenie stopnia dysocjacji dla poszczególnych prób: c

B-

α = c 0

Gdzie: c0-stężenie początkowe o-nitrofenolu c0=1/11 X 5*10-3 = 4,545*10-4 mol*dm-3

próba 1 α = 0,8814

1

próba 2 α = 0,8779

próba 3 α = 0,6711

próba 4 α = 0,4574

próba 5 α = 0,4816

próba 6 α = 0,8849

4. Obliczenie stopnia dysocjacji za pomocą wartości absorpcji.

= A

α

, gdzie A∞ = 0,281

∞

A

próba 1 α = 0,996

próba 2 α = 0,992

próba 3 α = 0,779

próba 4 α = 0,559

próba 5 α = 0,584

5. Obliczenie wartości stałej dysocjacji.

A. Obliczenie wartości C H O+¿ stosując wzór: 3

1

C

=

H O+❑

3

10 pH

1. C H O+¿ = 1.58*10-8

3

2. C H O+¿ = 3.98*10-8

3

3. C H O+¿ = 1*10-7

3

4. C H O+¿ = 2,51*10-7

3

5. C H O+¿ = 6,31*10-7

3

B. Obliczenie stałej dysocjacji oraz jej wykładnika.

c

∗ α

H O

K

3

=

+

pKa = − lg K

a

a

1− α

1. Ka = 1,174 *10-7, pKa= 6,93

2. Ka = 2,862 *10-7, pKa = 6,54

3. Ka =2,04*10-7 ,pKa = 6,69

4. Ka = 2,116*10-7, pKa = 6,67

5. Ka = 5,862*10-7, pKa =6,23

2

Ocena statystyczna wyników.

1.

Odrzucenie wyników niepewnych za pomocą testu Q Dixona.

Z: {1,174; 2,862; 2,04; 2,116; 5,862} *10-7

x

x

2 −

Q1 =

1 = 0,3601

Qtab = 0,642 (dla P = 95%)

x

x

5 −

1

x

x

5 −

Q5 =

4 = =0,7991

x

x

5 −

1

 Q

Q

1 <



tab Wynik nr 5 jest wynikiem niepewnym, należy go odrzucić.

 Q

Q

5 >

tab

2.

Obliczenia poszczególnych wartości statystycznych:

◦ Średnia arytmetyczna dla Ka: {1,174; 2,862; 2,04; 2,116}*10-7

K a =2,048*10-7

◦ Wariancja

s2= 4,7705*10-15

◦ Odchylenie standardowe próby

s =

2

s = 6,9096*10-8

◦ Odchylenie standardowe średniej arytmetycznej s

s =

n

s = 3,4545*10-8

3.

Ocena przedziału ufności na podstawie poziomu istotności α=0,05

◦ Wartość krytyczna (dla α=0,05) testu t-Studenta (k=n-1) t α,k = 3,18

◦ x − s ⋅ t

< x < x + s⋅ t

α ,k

α ,k

s ⋅ tα = 1,099*10-7

,k

x − s ⋅ tα =0,949*10-7

,k

x + s ⋅ tα =3,147*10-7

,k

◦ 0,949*10-7<x<3,147*10-7

Wszystkie wyniki Ka: {1,174; 2,862; 2,04; 2,116}*10-7 mieszczą się w przedziale ufności.

4.

Współczynnik zmienności W.

s

W =

⋅ 1 %

00

x

W= 33,74%

5.

Odchylenie standardowe regresji.

s =

yx

√Σ( y− Y)2

n−2

syx= 0,0251

3

Wnioski

Stopień dysocjacji jak i stałą dysocjacji można oznaczyć przy pomocy spektrofotometru. Jest to możliwe dzięki temu że słaby kwas w formie zdysocjowanej absorbuje promieniowanie w innym zakresie widmowym niż forma niezdysocjowana. Jest to bardzo prosty i szybki sposób określenia stopnia dysocjacji z stosunku absorbancji (gdy zostanie spełnione prawo Lamberta-Beera) lub za pomocą wzoru określającego stosunek stężenia cząstek zdysocjowanych do całkowitego stężenia roztworu – potrzebne dane można było odczytać z wykresu f(c)=A. Następnie możliwe było obliczenie stopnia dysocjacji dla kwasów w środowiskach o różnym pH. Wartość stałej dysocjacji definiuje nam stan równowagi pomiędzy formą niezdysocjowaną a zdysocjowaną substancji i definiujemy w następujący sposób:

c ⋅ c

K = B' H o

3

c

.

HB

4