Numer ćwiczenia: 12	Temat ćwiczenia: Efekt nasycenia	Data wykonania doświadczenia:19.05.09r.
				Data oddania sprawozdania:26.05.09r.
Grupa: C2	Imię i nazwisko: Katarzyna Sarnek	Nazwisko sprawdzającego: dr B. Gzyl-Malcher
Uwagi:		Ocena:

1. Cel doświadczenia:

Celem przeprowadzonego doświadczenia było zbadanie efektu nasycenia czyli zmniejszającego się wpływu podstawników w łańcuchu węglowodorowym. Wpływ ten badano przez porównanie stałych dysocjacji kwasów: octowego, chlorooctowego i dichlorooctowego. Stałe dysocjacji wyżej wymienionych kwasów wyznaczono metodą miareczkowania potencjometrycznego.

2. Przebieg doświadczenia:

Wykonanie:

● Przygotowano zestaw do miareczkowania potencjometrycznego.

● Następnie miareczkowano kolejno po 50cm³ badanych kwasów za pomocą
0,1 molowego roztworu NaOH, dodając porcjami po 0,2 cm³.

3. Zestawienie wyników:

Tabela1. Dane uzyskane podczas wykonywania doświadczenia.

CH3COOH			CH2ClCOOH			CHCl2COOH
VNaOH [ml]	pH	ΔpH/ΔV	VNaOH [ml]	pH	ΔpH/ΔV	VNaOH [ml]	pH	ΔpH/ΔV
0,0000	3,040	0,505	0,0000	2,057	0,010	0,0000	1,553	0,100
0,2000	3,141	0,485	0,2000	2,055	0,115	0,2000	1,533	0,095
0,4000	3,238	0,440	0,4000	2,078	0,050	0,4000	1,552	0,000
0,6000	3,326	0,405	0,6000	2,088	0,060	0,6000	1,552	0,000
0,8000	3,407	0,385	0,8000	2,100	0,060	0,8000	1,552	0,000
1,0000	3,484	0,350	1,0000	2,112	0,070	1,0000	1,551	0,000
1,2000	3,554	0,325	1,2000	2,126	0,075	1,2000	1,551	0,000
1,4000	3,619	0,280	1,4000	2,141	0,080	1,4000	1,551	0,000
1,6000	3,675	0,265	1,6000	2,157	0,065	1,6000	1,551	0,000
1,8000	3,728	0,200	1,8000	2,170	0,070	1,8000	1,551	0,000
2,0000	3,768	0,240	2,0000	2,184	0,070	2,0000	1,550	0,000
2,2000	3,816	0,205	2,2000	2,198	0,080	2,2000	1,550	0,000
2,4000	3,857	0,080	2,4000	2,214	0,075	2,4000	1,550	0,005
2,6000	3,873	0,275	2,6000	2,229	0,060	2,6000	1,551	0,000
2,8000	3,928	0,090	2,8000	2,241	0,075	2,8000	1,551	0,005
3,0000	3,946	0,240	3,0000	2,256	0,075	3,0000	1,552	0,010
3,2000	3,994	0,070	3,2000	2,271	0,075	3,2000	1,554	0,005
3,4000	4,008	0,155	3,4000	2,286	0,070	3,4000	1,555	0,010
3,6000	4,039	0,145	3,6000	2,300	0,075	3,6000	1,557	0,010
3,8000	4,068	0,125	3,8000	2,315	0,070	3,8000	1,559	0,015
4,0000	4,093	0,200	4,0000	2,329	0,075	4,0000	1,562	0,015
4,2000	4,133	0,090	4,2000	2,344	0,080	4,2000	1,565	0,015
4,4000	4,151	0,115	4,4000	2,360	0,080	4,4000	1,568	0,010
4,6000	4,174	0,110	4,6000	2,376	0,070	4,6000	1,570	0,015
4,8000	4,196	0,135	4,8000	2,390	0,070	4,8000	1,573	0,015
5,0000	4,223	0,130	5,0000	2,404	0,075	5,0000	1,576	0,010
5,2000	4,249	0,100	5,2000	2,419	0,075	5,2000	1,578	0,015
5,4000	4,269	0,095	5,4000	2,434	0,070	5,4000	1,581	0,010
5,6000	4,288	0,150	5,6000	2,448	0,080	5,6000	1,583	0,015
5,8000	4,318	0,055	5,8000	2,464	0,075	5,8000	1,586	0,020
6,0000	4,329	0,150	6,0000	2,479	0,080	6,0000	1,590	0,020
6,2000	4,359	0,075	6,2000	2,495	0,075	6,2000	1,594	0,025
6,4000	4,374	0,130	6,4000	2,510	0,125	6,4000	1,599	0,030
6,6000	4,400	0,070	6,6000	2,535	0,030	6,6000	1,605	0,035
6,8000	4,414	0,125	6,8000	2,541	0,070	6,8000	1,612	0,045
7,0000	4,439	0,055	7,0000	2,555	0,075	7,0000	1,621	0,055
7,2000	4,450	0,115	7,2000	2,570	0,085	7,2000	1,632	0,065
7,4000	4,473	0,115	7,4000	2,587	0,075	7,4000	1,645	0,070
7,6000	4,496	0,085	7,6000	2,602	0,110	7,6000	1,659	0,065
7,8000	4,513	0,065	7,8000	2,624	0,045	7,8000	1,672	0,065
8,0000	4,526	0,140	8,0000	2,633	0,110	8,0000	1,685	0,060
8,2000	4,554	0,060	8,2000	2,655	0,040	8,2000	1,697	0,060
8,4000	4,566	0,110	8,4000	2,663	0,070	8,4000	1,709	0,050
8,6000	4,588	0,085	8,6000	2,677	0,135	8,6000	1,719	0,050
8,8000	4,605	0,100	8,8000	2,704	0,030	8,8000	1,729	0,050
9,0000	4,625	0,075	9,0000	2,710	0,075	9,0000	1,739	0,050
9,2000	4,640	0,080	9,2000	2,725	0,075	9,2000	1,749	0,055
9,4000	4,656	0,125	9,4000	2,740	0,085	9,4000	1,760	0,055
9,6000	4,681	0,045	9,6000	2,757	0,075	9,6000	1,771	0,055
9,8000	4,690	0,140	9,8000	2,772	0,130	9,8000	1,782	0,060
10,0000	4,718	0,050	10,0000	2,798	0,040	10,0000	1,794	0,695
10,2000	4,728	0,085	10,2000	2,806	0,075	10,2000	1,933	0,015
10,4000	4,745	0,095	10,4000	2,821	0,080	10,4000	1,936	0,010
10,6000	4,764	0,075	10,6000	2,837	0,085	10,6000	1,938	0,020
10,8000	4,779	0,100	10,8000	2,854	0,075	10,8000	1,942	0,030
11,0000	4,799	0,090	11,0000	2,869	0,085	11,0000	1,948	0,025
11,2000	4,817	0,115	11,2000	2,886	0,080	11,2000	1,953	0,035
11,4000	4,840	0,080	11,4000	2,902	0,110	11,4000	1,960	0,035
11,6000	4,856	0,105	11,6000	2,924	0,070	11,6000	1,967	0,045
11,8000	4,877	0,100	11,8000	2,938	0,090	11,8000	1,976	0,050
12,0000	4,897	0,080	12,0000	2,956	0,090	12,0000	1,986	0,035
12,2000	4,913	0,100	12,2000	2,974	0,100	12,2000	1,993	0,085
12,4000	4,933	0,100	12,4000	2,994	0,080	12,4000	2,010	0,465
12,6000	4,953	0,095	12,6000	3,010	0,105	12,6000	2,103	0,060
12,8000	4,972	0,145	12,8000	3,031	0,085	12,8000	2,115	0,075
13,0000	5,001	0,060	13,0000	3,048	0,090	13,0000	2,130	0,070
13,2000	5,013	0,075	13,2000	3,066	0,095	13,2000	2,144	0,070
13,4000	5,028	0,015	13,4000	3,085	0,145	13,4000	2,158	0,085
13,6000	5,031	0,005	13,6000	3,114	0,075	13,6000	2,175	0,095
13,8000	5,032	0,000	13,8000	3,129	0,085	13,8000	2,194	0,130
14,0000	5,032	0,050	14,0000	3,146	0,160	14,0000	2,220	0,045
14,2000	5,042	0,070	14,2000	3,178	0,110	14,2000	2,229	0,115
14,4000	5,056	0,140	14,4000	3,200	0,060	14,4000	2,252	0,105
14,6000	5,084	0,110	14,6000	3,212	0,110	14,6000	2,273	0,145
14,8000	5,106	0,110	14,8000	3,234	0,195	14,8000	2,302	0,075
15,0000	5,128	0,145	15,0000	3,273	0,115	15,0000	2,317	0,115
15,2000	5,157	0,115	15,2000	3,296	0,125	15,2000	2,340	0,125
15,4000	5,180	0,095	15,4000	3,321	0,070	15,4000	2,365	0,170
15,6000	5,199	0,180	15,6000	3,335	0,190	15,6000	2,399	0,100
15,8000	5,235	0,135	15,8000	3,373	0,130	15,8000	2,419	0,180
16,0000	5,262	0,135	16,0000	3,399	0,100	16,0000	2,455	0,150
16,2000	5,289	0,130	16,2000	3,419	0,235	16,2000	2,485	0,205
16,4000	5,315	0,125	16,4000	3,466	0,070	16,4000	2,526	0,170
16,6000	5,340	0,165	16,6000	3,480	0,260	16,6000	2,560	0,210
16,8000	5,373	0,145	16,8000	3,532	0,070	16,8000	2,602	0,210
17,0000	5,402	0,235	17,0000	3,546	0,300	17,0000	2,644	0,230
17,2000	5,449	0,195	17,2000	3,606	0,025	17,2000	2,690	0,215
17,4000	5,488	0,195	17,4000	3,611	0,380	17,4000	2,733	0,295
17,6000	5,527	0,125	17,6000	3,687	0,045	17,6000	2,792	0,345
17,8000	5,552	0,290	17,8000	3,696	0,415	17,8000	2,861	0,440
18,0000	5,610	0,225	18,0000	3,779	0,085	18,0000	2,949	0,390
18,2000	5,655	0,305	18,2000	3,796	0,485	18,2000	3,027	0,605
18,4000	5,716	0,270	18,4000	3,893	0,335	18,4000	3,148	0,820
18,6000	5,770	0,360	18,6000	3,960	0,045	18,6000	3,312	1,290
18,8000	5,842	0,360	18,8000	3,969	0,775	18,8000	3,570	2,875
19,0000	5,914	0,460	19,0000	4,124	0,525	19,0000	4,145	11,120
19,2000	6,006	0,520	19,2000	4,229	0,660	19,2000	6,369	15,370
19,4000	6,110	0,700	19,4000	4,361	0,890	19,4000	9,443	3,440
19,6000	6,250	1,015	19,6000	4,539	1,375	19,6000	10,131	2,040
19,8000	6,453	1,575	19,8000	4,814	3,040	19,8000	10,539	1,050
20,0000	6,768	4,415	20,0000	5,422	9,000	20,0000	10,749	1,130
20,2000	7,651	8,110	20,2000	7,222	11,365	20,2000	10,975	0,700
20,4000	9,273	2,970	20,4000	9,495	2,930	20,4000	11,115	0,475
20,6000	9,867	2,065	20,6000	10,081	2,025	20,6000	11,210	0,350
20,8000	10,280	1,600	20,8000	10,486	1,365	20,8000	11,280	0,345
21,0000	10,600	1,150	21,0000	10,759	0,935	21,0000	11,349	0,320
21,2000	10,830	0,835	21,2000	10,946	0,710	21,2000	11,413	0,245
21,4000	10,997	0,595	21,4000	11,088	0,515	21,4000	11,462	0,235
21,6000	11,116	0,480	21,6000	11,191	0,425	21,6000	11,509	0,220
21,8000	11,212	0,395	21,8000	11,276	0,115	21,8000	11,553	0,170
22,0000	11,291	0,305	22,0000	11,299	0,505	22,0000	11,587	0,200
22,2000	11,352	0,290	22,2000	11,400	0,075	22,2000	11,627	0,145
22,4000	11,410	0,250	22,4000	11,415	0,420	22,4000	11,656	0,150
22,6000	11,460	0,210	22,6000	11,499	0,195	22,6000	11,686	0,125
22,8000	11,502	0,190	22,8000	11,538	0,195	22,8000	11,711	0,110
23,0000	11,540	0,030	23,0000	11,577	0,005	23,0000	11,733	0,020
23,0000	11,546		23,0000	11,578		23,0000	11,737

4.Opracowanie wyników:

Krzywe pH = f(V) oraz ΔpH/ΔV_NaOH = f(V)

Krzywe wykreślono na podstawie danych zawartych w tabeli 1.

Wykres 1. Zależność pH = f(V) uzyskana dla kwasu etanowego.

Wykres 2. Zależność ΔpH/ΔV_NaOH = f(V) uzyskana dla kwasu etanowego.

Wykres 3. Zależność pH = f(V) uzyskana dla kwasu chloroetanowego.

Wykres 4. Zależność ΔpH/ΔV_NaOH = f(V) uzyskana dla kwasu chloroetanowego.

Wykres 5. Zależność pH = f(V) uzyskana dla kwasu dichloroetanowego.

Wykres 6. Zależność ΔpH/ΔV_NaOH = f(V) uzyskana dla kwasu dichloroetanowego.

Na podstawie sporządzonych wykresów wyznaczono metodą graficzną punkty końcowe miareczkowania.

Miareczkowanie CH₃COOH: PK = 20,40[cm³] = 0,0204[dm³];

Miareczkowanie CH₂ClCOOH: PK = 20,40[cm³] = 0,0204 [dm³];

Miareczkowanie CHCl₂COOH: PK= 19,20[cm³] = 0,01920[dm³].

Z krzywej pH = f(V) odczytano wartości pH przy połowicznym zobojętnieniu badanego kwasu:

Dla CH₃COOH: V_1/2¹ = 10,20[cm³] = 0,01020[dm³] => pH₁ = 4,728

Dla CH₂ClCOOH: V_1/2² = 10,20[cm³] =0,01020 [dm³] => pH₂ = 2,806

Dla CHCl₂COOH: V_1/2³ = 9,60[cm³] = 0,00960[dm³] => pH₃ = 1,771

Przybliżone wartości stałych dysocjacji kwasów

Skorzystano ze wzoru:
=>

;

;

.

Wyjściowe stężenia kwasów

Obliczono na podstawie wyliczonych stałych dysocjacji oraz skorzystano ze wzorów:

gdzie:

- objętość NaOH w punkcie końcowym miareczkowania, wartość odczytano z wykresów

Wartości pH dla poszczególnych kwasów odpowiadające określonym ułamkom miareczkowania.

Skorzystano z definicji ułamka zmiareczkowania jako stosunku objętości dodanej zasady do objętości zasady w punkcie końcowym miareczkowania oraz ze wzorów:

=>

gdzie:;

- objętość NaOH w punkcie końcowym miareczkowania, wartość odczytano z wykresów

- objętość dodanej zasady

a - ułamek zmiareczkowania, dla kwasu etanowego oraz chloroetanowego wynosi: 0,3; 0,5; 0,7 natomiast dla kwasu dichloroetanowego: 0,5; 06; 0,7; 0,8

Wartości pH odpowiadające wartościom powyższego wyrażenia dla poszczególnych kwasów odczytano z tabeli 1, a na ich podstawie obliczono stężenie jonów H₃O⁺:

Dla CH₃COOH:

pH₁¹ = 4,359

pH₂¹ = 4,728

pH₃¹ = 5,042

Dla CH₂ClCOOH:

pH₁² = 2,495

pH₂² = 2,806

pH₃² = 3,178

Dla CHCl₂COOH:

pH₁³ = 1,771

pH₂³ = 1,967

pH₃³ = 2,158

pH₄³ = 2,365

Dla każdego z powyżej wymienionych ułamków zmiareczkowania obliczono wartości wyrażeń:

Dla CH₃COOH:

Dla CH₂ClCOOH:

Dla CH₂ClCOOH:

Średnie wartości logK dla miareczkowanych kwasów

Przy wyliczaniu log K_­śr­ dla CHCl₂COOH odrzucono wartość: -0,566 gdyż znacznie odbiegała od pozostałych.

Kwas	CHA^0 [mol/dm^3]	a	pH	cH3O+ [mol/dm^3]	X		logK	logKśr
CH3COOH	0,0408	0,3	4,359	4,38·10^-5	-0,366		-4,725	- 4,709
				0,5	4,728	1,87·10^- 5	7,82·10^-^4		-4,727
				0,7	5,042	9,08·10^-6	0,368		-4,674
		CH2ClCOOH	0,0408	0,3	2,495	3,20·10^-3	-0,216		-2,711	- 2,742
				0,5	2,806	1,56·10^-3	0,067		-2,739
				0,7	3,178	6,64·10^-^4	0,402		-2,776
		CHCl2COOH	0,0384	0,5	1,771	1,69·10^-2	1,205	-0,566		-1,245
				0,6	1,967	1,08·10^-2	0,869	-1,098
				0,7	2,158	6,95·10^-3	0,869	-1,289
				0,8	2,365	4,32·10^-3	1,018	-1,347

Ponadto obliczono wartości współczynników wyrażających wzrost kwasowości badanych kwasów:

5. Dyskusja wyników:

---