Zakład Chemii Fizycznej

Laboratorium Studenckie

SPRAWOZDANIE

Z

ĆWICZENIA 17

WYZNACZANIE PRZEWODNICTWAELEKTROLITÓW

WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI KWASU OCTOWEGO METODĄ KONDUKTOMETRYCZNĄ

Politechnika Szczecińska

Wstęp

Stopień dysocjacji słabych elektrolitów, do których zalicza się m, in. większość kwasów organicznych i zasad w przeciwieństwie do elektrolitów mocnych, które ulegają w roztworach wodnych całkowitej dysocjacji, zależy w wyraźny sposób od stężenia. Charakter tej zależności można określić na drodze rozważań termodynamicznych. Między cząsteczkami niezdysocjowanymi i powstałymi w wyniku dysocjacji jonami ustala się bowiem stan równowagi termodynamicznej z charakterystyczną dla danego elektrolitu stałą dysocjacji, która - co jest jej istotną właściwością - nie zależy od stężenia i jest tylko funkcją temperatury i ciśnienia.

Duże znaczenie praktyczne ma prawo rozcieńczeń Ostwalda

gdzie K­­_c jest tzw. przybliżoną stałą dysocjacji. Stałą tę można bardzo prosta wyznaczyć eksperymentalnie. Wystarczy w tym celu określić np. na podstawie pomiarów przewodnictwa elektrycznego roztworów, stopień dysocjacji danego elektrolitu.

W miarę rozcieńczania roztworu wzajemne oddziaływania między składnikami elektrolitu maleją i współczynniki aktywności przybierają wartości coraz bardziej zbliżone do jedności.

Przebieg pomiarów

Do przeprowadzenia ćwiczenia potrzebne są: konduktometr, termometr, naczyńko pomiarowe, zlewki, pipeta oraz odczynniki:0,0625 m roztwór CH₃COOH; 0,005 m roztwór KCl; 0,1 m NaCl; 0,1 m HCl; 0,1 m CH₃COONa. Przed przystąpieniem do pomiarów należy wykalibrować konduktometr i zmierzyć temperaturę wody a także r-ru CH₃COOH. Następnie należy pobrać do naczyńka pomiarowego 40 ml tego r-ru i odczytać wartość przewodnictwa. Po zakończeniu pierwszego pomiaru badany roztwór trzeba dwukrotnie rozcieńczyć. W analogiczny sposób należy przeprowadzić pomiary dla coraz bardziej rozcieńczonych roztworów CH₃COOH, NaCl, HCl, CH₃COONa aż do momentu, gdy uzyskane roztwory będą miały stężenie 0,001n.

Opracowanie wyników

Obliczanie srałej stałej elektrody - C_N

κ=711,4+11,6(t-25)=699,8 gdzie t=24

Obliczanie przewodnictw właściwych i równoważnkowych poszczególnych roztworów.

κ=C_N L

Λ₀=390,7+5,5(t-25)=385,2

Lp.	Stężenie r-ru C [mol/dm^3]	Przewodnictwo r-ru L [μS]	Przewodnictwo właściwe κ [μS/cm]	Przewodnictwo równoważnikowe Λ [Scm^2/mol]
KCl
1	0,005	830	699,8	139,96
CH3COOH
1	0,0625	500	421,56	6,754
2	0,0313	360	303,52	9,697
3	0,0156	131	110,45	7,08
4	0,0078	94	79,25	10,161
5	0,0039	67	56,49	14,485
6	0,002	43,5	36,67	18,338
7	0,001	30,2	25,46	25,463
NaCl
1	0,1	11900	10033	100,333
2	0,05	6400	5396	107,921
3	0,025	3400	2866,7	114,666
4	0,0125	1720	1450,2	116,015
5	0,0063	910	767,25	121,786
6	0,0032	462	389,52	121,727
7	0,0016	130	109,6	68,505
Lp.	Stężenie r-ru C [mol/dm^3]	Przewodnictwo r-ru L [μS]	Przewodnictwo właściwe κ [μS/cm]	Przewodnictwo równoważnikowe Λ [Scm^2/mol]
HCl
1	0,1	41200	34737	347,371
2	0,05	22200	18718	374,351
3	0,025	11600	9780,3	391,213
4	0,0125	5800	4890,2	391,213
5	0,0063	3000	2529,4	401,492
6	0,0032	1500	1264,7	395,218
7	0,0016	730	615,48	384,679
CH3COONa
1	0,1	7500	6323	63,235
2	0,05	4220	3558	71,16
3	0,025	2180	1838	73,521
4	0,0125	1150	969,6	77,568
5	0,0063	580	489,02	77,622
6	0,0032	151	127,3	39,785
7	0,0016	90	75,8	47,426

Wykresy zależności przewodnictwa właściwego od stężenia danego roztworu:

CH₃COOH

NaCl

HCl

CH₃COONa

Wykresy zależności przewodnictwa równoważnikowego od pierwiastka stężenia roztworu:

CH₃COOH

NaCl

HCl

CH₃COONa

Obliczanie klasycznej stałej dysocjacji kwasu octwego

c^e=1

Lp.	C [mol/dm^3]		x=Λ⋅C	x^2	xy	Kc
1	0,0625	0,148	0,422	0,178	0,062	2,04⋅10^-5
2	0,0313	0,103	0,304	0,092	0,031	2,05⋅10^-5
3	0,0156	0,141	0,11	0,012	0,016	5,35⋅10^-6
4	0,0078	0,098	0,079	6,28⋅10^-3	7,8⋅10^-3	5,47⋅10^-6
5	0,0039	0,069	0,056	3,19⋅10^-3	3,7⋅10^-3	5,53⋅10^-6
6	0,002	0,055	0,037	1,34⋅10^-3	2,1⋅10^-3	4,54⋅10^-6
7	0,001	0,039	0,025	6,48⋅10^-4	1⋅10^-3	4,37⋅10^-6
∑		0,654	1,033	0,294	0,124

Wykres zależności y=f(x) dla kwasu octowego

---