Cel wykonania ćwiczenia :

Celem wykonania jest zmierzenie SEM zbudowanych ogniw i obliczenie iloczynu rozpuszczalności dla AgCl , AgBr i AgI .

Opis wykonania ćwiczenia :

Zbudowano 13 następujących ogniw galwanicznych :

A1 (-) Zn│0.5 M ZnSO₄ ║nas.KNO₃║nas.KCl │Hg₂Cl₂│Hg (+)

B1 (-) Hg│Hg₂Cl₂│ nas.KCl ║nas.KNO₃║0.5 M CuSO₄│Cu (+)

C1 (-) Zn │0.5 M ZnSO₄ ║nas.KNO₃║ 0.5 M CuSO₄│Cu (+)

A2 (-) Zn│0.05 M ZnSO₄ ║nas.KNO₃║nas.KCl │Hg₂Cl₂│Hg (+)

B2 (-) Hg│Hg₂Cl₂│ nas.KCl ║nas.KNO₃║0.05 M CuSO₄│Cu (+)

C2 (-) Zn │0.05 M ZnSO₄ ║nas.KNO₃║ 0.05 M CuSO₄│Cu (+)

D (-) Ag │AgCl │0.1 M KCl ║nas.KNO₃║0.1 M AgNO₃│Ag (+)

E (-) Ag │AgBr │0.1 M KBr║nas.KNO₃║0.1 M AgNO₃│Ag (+)

F (-) Ag │AgI │0.1 M KI║nas.KNO₃║0.1 M AgNO₃│Ag (+)

G (-) Hg │Hg₂Cl₂│ nas.KCl ║nas.KNO₃║0.1 M AgNO₃│Ag (+)

H (-)Hg │Hg₂Cl₂│ nas.KCl ║nas.KNO₃║0.1 M KCl │AgCl │Ag (+)

I (-) Ag │AgBr │0.1 M KBr ║nas.KNO₃║ nas.KCl│Hg₂Cl₂│Hg (+)

K F (-) Ag │AgI │0.1 M KI║nas.KNO₃║ nas.KCl│Hg₂Cl₂│Hg (+)

oraz zmierzono wartość SEM poszczególnych ogniw uzyskując następujące wyniki doświadczalne:

Siła elektromotoryczna [ V ]

A1	B1	C1	D	F
0,9834	0,0685	1,062	0,4638	0,8103
0,9876	0,0688	1,0617	0,4644	0,8081
0,9844	0,0687	1,0607	0,4642	0,8079
0,9832	0,07	1,0605	0,4646	0,8074
0,9798	0,0692	1,0599	0,464	0,808
0,9824	0,0693	1,0603	0,4642	0,8077	średnie
A2	B2	C2	E	G
1,0195	0,063	1,08	0,5868	0,4837
1,0186	0,0632	1,079	0,5854	0,4929
1,0208	0,0633	1,0802	0,586	0,4932
1,0211	0,0634	1,0812	0,587	0,4933
1,0213	0,0636	1,0813	0,5875	0,4926
1,021	0,0634	1,0809	0,5868	0,493	średnie
H	I	K
0,0319	0,114	0,3201
0,033	0,1093	0,3195
0,0339	0,1059	0,3192
0,0354	0,1046	0,319
0,0357	0,1038	0,3187
0,035	0,1047	0,3189			średnie

Obliczenia :

Tabela nr 1 :

	Ogniwo A ( ZnSO4)		Ogniwo B ( CuSO4)		Ogniwo C ( Cu - Zn )
C [ mol/dm^3]	0,5	0,05	0,5	0,05	0,5	0,05
SEM [V]	0,9824	1,021	0,0693	0,0634	1,0603	1,0809
E^0Me	-0,7371	-0,7757	0,176	0,1819	---------------	---------------
SEM ogniwa C z danych dla ogniw A i B					0,9131 V	0,9576 V

gdzie E⁰_Me oznacza potencjał standardowy elektrody miedziowej lub cynkowej

Tabela nr 2 :

sól	SEM [V]	R	log R	0,058logR	0,058logR-SEM	log L	L
AgCl	0,4642	5,537e-3	-2,256	-0,1308	-0,595	-10,2600	5,51e-11
AgBr	0,5868	5,59e-3	-2,252	-0,1306	-0,7174	-12,3690	4,27e-13
AgI	0,8077	5,76e-3	-2,240	-0,1299	-0,9376	-16,1655	6,83e-17

Na podstawie SEM ogniw D,E,F i poniższych wzorów obliczono L dla AgCl, AgBr, AgI

Równanie (1)

gdzie
, c - stężenie

f - średni jonowy współczynnik aktywności

X - halogenek

L - iloczyn rozpuszczalności

,
,

Tabela nr 3 :

sól	SEM[V]	Q				Z	LogL	L
AgCl	0,0350	-0,490	0,0769	-1,1500	-0,0650	-0,556	-9,586	2,59E-10
AgBr	0,1047	-0,630	0,0777	-1,1096	-0,0644	-0,694	-11,966	1,08E-12
AgI	0,3189	-0,845	0,0800	-1,0969	-0,0636	-0,909	-15,672	2,13E-16

Wzory na podstawie których dokonano obliczeń do tabeli nr 3 :

Równanie (2)

gdzie :

Z - oznacza wyrażenie Q+0,058log(c_KXf_KX)

dla AgCl ( ogniwo H ) Q = 0,2453-E⁰_Ag+ SEM

dla AgI i AgBr ( ogniwa I i K ) : Q=0,2453-E⁰_Ag-SEM

Tabela nr 4

sól	L ( wg literatury )(*)	L ( wg r-nia (1)	L ( wg r-nia (2)
AgCl	1,110e-10	5,51e-11	2,59E-10
AgBr	5,310e-13	4,27e-13	1,08E-12
AgI	8,310e-17	6,83e-17	2,13E-16

(*) Dane z książki : „Ćwiczenia rachunkowe z podstaw chemii” H.Kowalczyk-Dembińska

Wnioski :

Wartości potencjałów standardowych poszczególnych elektrod jak i iloczynów rozpuszczalności soli są bliskie wartościom literaturowych .Wynikające różnice mogą być wynikiem niedokładności przyrządów pomiarowych lub niedokładności mianowania roztworów elektrolitów, co za tym idzie wykorzystania błędnych danych .Ma to bezpośredni wpływ na obliczenia. Pomiar siły elektromotorycznej ogniw można wykorzystać do wielu innych pomiarów chemicznych jak chociażby do wyznaczania pH roztworów lub oznaczania stężeń innych jonów .

---