5.Cel wykonania ćwiczenia:

Wyznaczenie doświadczalnego, teoretycznego i granicznego przewodnictwa molowego KCl(mocnego elektrolitu) oraz zależności tych przewodnictw elektrycznych od stężenia badanego elektrolitu.

6.Opis wykonania ćwiczenia:

*włączyłam urządzenie termostatu i utrzymałam w nim temperaturę 25+0.5^oC;

*przed rozpoczęciem pomiarów naczyńko pomiarowe przemyłam wodą destylowaną i dokładnie wysuszyłam, następnie do naczyńka odmierzyłam pipetą 50 cm³ wody destylowanej;

*nałożyłam pokrywkę naczyńka i umieściłam w odpowiednim otworze sondę konduktometryczną, po czym włączyłam mieszadło magnetyczne;

*naczyńko z wodą destylowaną termostatowałam przez 10 min i zmierzyłam przewodnictwo wody destylowanej;

*przy pomocy pipety automatycznej dodawałam po 1cm³ roztworu KCl i termostatowałam naczyńko z roztworem aż do ustalenia się stałej wartości przewodnictwa, po czym zanotowałam dodaną objętość KCl i przewodnictwo roztworu;

*pomiary powtarzałam, aż do dodania 15cm³ KCl. Wykonałam w ten sposób 15 pomiarów dla badanego roztworu KCl.

7.Obliczenia:

Algorytm obliczeń dla roztworu nr 1

DANE:

V_{H O}=50cm³=0,00005m³

V_KCl=1cm³=0,000001m³

K=1,238 cm^-1=123,8 m^-1←stała sondy konduktometrycznej

L=1,123mS=0,001123S←zmierzone przewodnictwo

c=0,3500mol/dm³= 350mol/m³←stężenie roztworu KCl dodanego do wody

c₁←stężenie powstałego roztworu(50cm³H₂O+1cm³KCl)

V₁=0,00005m³+0,000001m³=0,000051m³

C=n/V => n=c*V= 350mol/m³*0,000001m³=0,00035mola

c₁=0,00035mol/0,000051 m³=6,8627mol/m³

Doświadczalne przewodnictwo molowe /\_(dośw)obliczam ze wzoru:/\_(dośw)=K/c*L[S*m²*mol^-1]

/\_(dośw)=123,8m^-1/6,8627mol/m³ * 0,000921S = 0,01661442m²*S*mol^-1

=166,1431cm²*S*mol^-1

Teoretyczne przewodnictwo molowe /\ _(teor)obliczam ze wzoru:

/\ _(teor)= /\_o -( /\_o*B₁+ B₂)*√c ;gdzie: /\_o -przewodnictwo graniczne roztworu KCl

(/\_o=149,85[S*cm²*mol^-1]=0,014985[S*m²*mol^-1])

B₁,B₂ -wielkości stałe dla roztworów wodnych

(B₁=0,0007273[m^3/2*mol^-1/2]; B₂=0,0001918[Ω^-1m^7/2*mol^-3/2])

c₁ = 6,8627mol/m³ /\_(teor)=0,014985S*m²*mol^-1-(0,014985S*m²*mol^-1*0,0007273m^3/2*mol^-1/2+

+0,0001918Ω^-1m^7/2*mol^-3/2)* 2,6197 =0,01445400 S*m²*mol^-1=

= 144,5399 S*cm²*mol^-1

Graniczne przewodnictwo molowe /\' obliczam ze wzoru: /\' =(/\_(dośw)+ B₂*√c )/(1- B₁*√c)

/\' =(166,1442cm²*S*mol^-1+0,0001918Ω^-1m^7/2*mol^-3/2*2,6197)/

/(1-0,0007273m^3/2*mol^-1/2*2,6197)=166,4608cm²*S*mol^-1

W ten sam sposób wykonałam obliczenia dla pozostałych objętości KCl. Obliczenia zestawiłam w tabeli:

	Vi+0,00005[m^3]	ci,KCl[mol/m^3]	√ci,KCl	L[S]	/\(dośw)[cm^2*S*mol^-1]	/\(teor)[cm^2*S*mol^-1]	/\'[cm^2*S*mol^-1]
1	0,000001	6,8627	2,6197	0,000921	166,1431	144,5399	166,4608
2	0,000002	13,4615	3,6690	0,001826	167,9294	142,4130	168,3794
3	0,000003	19,8113	4,4510	0,0026	162,4728	140,8279	163,0013
4	0,000004	25,9259	5,0918	0,00331	158,0572	139,5291	158,6457
5	0,000005	31,8182	5,6408	0,004	155,6343	138,4163	156,2765
6	0,000006	37,5000	6,1237	0,00463	152,8517	137,4373	153,5367
7	0,000007	42,9825	6,5561	0,00522	150,3488	136,5609	151,0704
8	0,000008	48,2759	6,9481	0,00577	147,9675	135,7663	148,7204
9	0,000009	53,3898	7,3068	0,0063	146,0840	135,0391	146,8659
10	0,00001	58,3333	7,6376	0,0068	144,3154	134,3686	145,1230
11	0,000011	63,1148	7,9445	0,00726	142,4054	133,7467	143,2345
12	0,000012	67,7419	8,2305	0,00769	140,5366	133,1668	141,3845
13	0,000013	72,2222	8,4984	0,00811	139,0179	132,6239	139,8841
14	0,000014	76,5625	8,7500	0,00843	136,3114	132,1139	137,1861
15	0,000015	80,7692	8,9872	0,00881	135,0363	131,6331	135,9265

Na podstawie obliczonego c_i,KCl oraz /\' roztworu KCl metodą najmniejszych kwadratów wyznaczam przewodnictwo molowe graniczne /\' roztworu KCl z zależności Shedlovsky'ego:

/\' = /\_(dośw) + a*c_i

y = b+ a*x ;gdzie: b=/\_(dośw), a=a, x= c_i ,y=/\'

Nr	x=c	y=/\'	x*y	x^2
1	6,863	166,4608	1142,4204	47,1008
2	13,462	168,3794	2266,7236	181,2254
3	19,811	163,0013	3229,2184	392,4757
4	25,926	158,6457	4113,0486	672,1575
5	31,818	156,2765	4972,4055	1012,3851
6	37,500	153,5367	5757,6273	1406,2500
7	42,982	151,0704	6493,3072	1847,4523
8	48,276	148,7204	7179,6258	2330,5722
9	53,390	146,8659	7841,1696	2850,4921
10	58,333	145,1230	8465,4617	3402,7389
11	63,115	143,2345	9040,2459	3983,5032
12	67,742	141,3845	9577,6687	4588,9786
13	72,222	139,8841	10102,7103	5216,0173
14	76,563	137,1861	10503,3788	5861,8930
15	80,769	135,9265	10978,6486	6523,6314
SUMA:	698,772	2255,6958	101663,6605	40316,8734
ŚREDNIA:	46,5848	150,3797

a=
a=	-0,4401
b=yśr-a*xśr
b=	170,883049
y=a*x+b
y=-0,4401*x+170,883
Obliczam liczbę przenoszenia kationu K^+ :
/\exp=170,883[S*cm^2*mol^-1]
λoCl-=76,35[S*cm^2*mol^-1]
λoK+=149,85-76,35=73,5[S*cm^2*mol^-1]
tK+=73,5/170,883=0,4301

8.Wnioski:

*przewodnictwo molowe badanego elektrolitu-KCl zależy liniowo od pierwiastka kwadratowego stężenia, co zobrazowane jest na wykresie zależność /\_(teor) i /\_(dośw) w funkcji √c. Wyznaczone doświadczalnie wartości przewodnictw molowych nieznacznie odbiegają od wartości teoretycznych. Różnice wynikają prawdopodobnie z popełnionych błędów (szczególnie w pierwszej fazie doświadczenia);

*wraz ze wzrostem stężenia roztworu KCl maleją wartości przewodnictwa molowego /\. Zmiany przewodnictwa spowodowane są zmniejszeniem ruchliwości jonów następującym przy wzroście stężenia badanego elektrolitu (czyli zwiększenia się liczby jonów w jednostce objętości roztworu);

*badany roztwór to roztwór mocnego elektrolitu, w związku z czym wartość granicznego przewodnictwa molowego jest dość łatwo znaleziona, a mianowicie poprzez ekstrapolację wyznaczonej doświadczalnie linii /\'(c) do c=0 i wynosi 170,883 S*cm²*mol^-1;

*w roztworze KCl liczby przenoszenia obu jonów mają, w szerokim zakresie stężeń, wartości zbliżone do 0,5. Wyznaczona liczba przenoszenia kationu K⁺ ma wartość zbliżoną (t_K+=0,4301).

---