Numer ćwiczenia: 2	Temat ćwiczenia: Wyznaczanie stałej dysocjacji słabego kwasu z pomiarów przewodnictwa. Oznaczanie rozpuszczalności soli metodą pomiaru przewodnictwa.	Data wykonania doświadczenia: 24.03.09r.
				Data oddania sprawozdania: 07.04.09r.
Grupa: C2	Imię i nazwisko: Katarzyna Sarnek	Nazwisko sprawdzającego: mgr L. Zaraska
Uwagi:		Ocena:

1. Cel doświadczenia:

Celem przeprowadzonego doświadczenia było wyznaczenie termodynamicznej stałej dysocjacji słabego kwasu CH₂ClCOOH oraz rozpuszczalności i iloczynu rozpuszczalności trudno rozpuszczalnej soli(siarczanu(VI) wapnia) na podstawie pomiarów przewodnictwa.

2. Przebieg doświadczenia:

Wykonanie:

● Zmierzono przewodnictwo wody destylowanej oraz 0,01 M roztworu KCl.

● Przygotowano cztery roztwory CH₂ClCOOH o stężeniach 0,00035; 0,00030; 0,00025 i 0,00020 M przez odpipetowanie kolejno 3.5, 3, 2.5 oraz 2 cm³ 0,01M CH₂ClCOOH do kolby miarowej na 100 cm³ i dopełnienie wodą destylowaną do kreski.

● Następnie zmierzono przewodnictwo wszystkich sporządzonych roztworów zaczynając od najmniej stężonego.

● Przygotowano nasycony roztwór
przez zagotowanie ok. 0,05g soli w 250 cm³ wody destylowanej. Następnie roztwór schłodzono i zmierzono jego przewodnictwo.

3. Zestawienie wyników:

Roztwór	c [mol/dm^3]	L [mS]
H2O	0,00	0,00187
KCl	0,01	1,342
CH2ClCOOH	0,000350	0,1123
		0,000300	0,0944
		0,000250	0.0821
		0,000200	0.0651
	-	1,537

● Temperatura pomiaru: 20,3 ºC.

4.Opracowanie wyników:

Stała naczyńka

Skorzystano ze wzoru:

gdzie k - stała naczyńka;

κ_KCl - przewodnictwo właściwe wzorcowego 0,01M r-ru KCl;

L_KCl - przewodnictwo wzorcowego 0,01M r-ru KCl.

Wartość przewodnictwa właściwego dla roztworu wzorcowego odczytano z tablic.

- w temperaturze 293 K.

Przewodnictwa sporządzonych roztworów CH₂ClCOOH

Skorzystano ze wzoru:

gdzie L_i' - wartość przewodnictwa wskazana przez konduktometr

- wartość przewodnictwa wody destylowanej mierzona przed serią pomiarów.

Wyniki obliczeń zebrano w tabeli 1.

Przewodnictwa właściwe (κ_i) oraz równoważnikowe (Λ_i) sporządzonych roztworów

Skorzystano ze wzorów:

gdzie c_i - stężenie badanego roztworu [mol/dm³].

Wyniki obliczeń zebrano w tabeli 1.

Tabela 1.

Roztwór	ci [mol/dm^3]	Li [S]	κ [S/cm]	Λ [Scm^2/val]	1/Λ [mol/Scm^2]	cΛ [S/cm^2]
CH2ClCOOH	0,000350	0,000110	0,000105	300,47	0,00333	0,1052
		0,000300	0,000093	0,000088	293,72	0,00340	0,0881
		0,000250	0,000080	0,000076	305,62	0,00327	0,0764
		0,000200	0,000063	0,000060	301,07	0,00332	0,0602

Na podstawie powyższych danych sporządzono wykres zależności cΛ_i od 1/Λ_i .

Odrzucono dane dla roztworu o stężeniu 0,00035 mol/dm³, ze względu na znaczne odstępstwa od przewidywanych wyników.

Klasyczna stała dysocjacji

Skorzystano z zależności: (OX)(OY)= -K_{c ,} dla c=0 OX=1/₀

OY=-K_c

OY = -0,306

OX = 0,00268

K_c= 0,000820

₀ = 1/OX

₀ = 373,229[Scm²mol^-1]

Wartości F oraz W

Skorzystano ze wzorów:

gdzie: A, B - stałe (A=60,65, B=0,23)

₀ = 373,229[Scm²mol^-1]

_c - przewodnictwa równoważnikowe dla sporządzonych roztworów

c - stężenie [mol/dm³]

Wyniki obliczeń zebrano w tabeli 2.

Tabela 2.

c [mol/dm^3]	Λc [Scm^2/mol]	F		W
0,000350	300,47	1,006551	0,999376	0,031974	302,436
0,000300	293,72	1,005997	0,999429	0,026164	295,486
0,000250	305,62	1,005584	0,999468	0,023587	307,322
0,000200	301,07	1,004957	0,999528	0,018292	302,565

Na podstawie powyższych danych sporządzono wykres zależności F od W.

Odrzucono dane dla roztworu o stężeniu 0,00035 mol/dm³, ze względu na znaczne odstępstwa od przewidywanych wyników.

Następnie wykres ekstrapolowano do zera i odczytano poprawioną wartość ₀':

₀'= 316,118 [Scm²/mol]

Poprawione wartości F' oraz W'

Do obliczenia nowych wartości F' i W' użyto poprawioną wartość ₀'

Wyniki obliczeń zebrano tabeli 3.

Tabela 3.

c [mol/dm^3]	Λc [Scm^2/mol]	F		W
0,000350	300,47	1,007650	0,978770	0,030736	302,766
0,000300	293,72	1,007003	0,980555	0,025235	295,781
0,000250	305,62	1,006521	0,981886	0,022806	307,608
0,000200	301,07	1,005789	0,983909	0,017754	302,816

Na podstawie powyższych danych sporządzono kolejny wykres zależności F od W.

Odrzucono dane dla roztworu o stężeniu 0,00035 mol/dm³, ze względu na znaczne odstępstwa od przewidywanych wyników.

Wykres ekstrapolowano do zera i odczytano kolejną poprawioną wartość ₀''

Obliczenia poprawionych wartości F'' i W'' powtarzano do momentu uzyskania stałej wartości ₀ . Już w trzecim podstawieniu uzyskano stałą wartość ₀ .

Wartość stałej dysocjacji

Obliczono z nachylenia prostej ostatniego wykresu.

Współczynnik kierunkowy prostej a = -653,799 = -1/(K₀ ).

zatem:

Przewodnictwo właściwe wody destylowanej i roztworu

Przyjęto że stała naczyńka i przewodnictwo wody mają takie same wartości jak w I części ćwiczenia.

Wartość granicznego przewodnictwa równoważnikowego dla roztworu

Obliczono na podstawie granicznych przewodnictw jonowych ₀

Skorzystano ze wzorów:

gdzie:

;

T = 20ºC

Po wyliczeniu otrzymano:

Rozpuszczalność badanej soli

Skorzystano ze wzoru:

Iloczyn rozpuszczalności badanej soli

x x

Teoretyczna zależność iloczynu rozpuszczalności w zależności od typu elektrolitu

● elektrolity 1 - 2 wartościowe:

● elektrolity 1-3 wartościowe:

● elektrolity 2-3 wartościowe:

5. Dyskusja wyników:

W wyniku przeprowadzonego doświadczenia wyznaczono stałą dysocjacji słabego kwasu CH₂ClCOOH oraz rozpuszczalność i iloczyn rozpuszczalności siarczanu(VI) wapnia na podstawie pomiarów przewodnictwa.

Wyznaczona z zależności[ c od (1/)] stała dysocjacji różni się od wartości tablicowej równej1,4*10^-3. Jednak większa rozbieżność występuje przy wyznaczaniu stałej dysocjacji na podstawie empirycznego równania Shedlovsky'ego. Powodem wystąpienia tak dużego błędu może być nieprawidłowo wyznaczona wartość granicznego przewodnictwa roztworu i późniejsze zastosowanie jej do kolejnych obliczeń prowadzących do wyznaczenia stałej dysocjacji kwasu organicznego. Ponadto powodem wystąpienia różnic mogło być nieprecyzyjne sporządzenie roztworów oraz różnica temperatury w której wykonywano pomiary i temperatury, dla których dane były stałe niezbędne do wykonania obliczeń.

Wyznaczona wartość iloczynu rozpuszczalności dla CaSO₄ również różni się od wartości oczekiwanej. Wynikać to może z faktu iż pomiary prowadzono w temperaturze ok. 20⁰C, zaś wartość stabelaryzowana odnosi się do temperatury 25⁰C.

---