Wykonanie ćwiczenia

1. Na wadze analitycznej odważono cztery naważki kwasu benzoesowego o danych masach.

2. Każdą naważkę przeniesiono ilościowo do butelki z doszlifowanym korkiem i rozpuszczono w 25 cm

³ toluenu.

3. Po dodaniu do każdej butelki 250 cm

³ wody destylowanej wytrząsano zawartość na wytrząsarce przez około godzinę.

4. Mieszaniny przeniesiono do rozdzielaczy i po kilkunastu minutach oddzielono fazę wodną od toluenowej

5. Oznaczono zawartość kwasu benzoesowego w fazach wodnych przez zmiareczkowanie 0,01 M roztworem NaOH wobec fenoloftaleiny. Do miareczkowania pobierano po dwie próbki w ilości 50 cm

³ w przypadku roztworów o niższych stężeniach i 25 cm³ w przypadku roztworów o wyższych stężeniach kwasu benzoesowego.

Wyniki

Nr	Masa naważki [g]	Ilość titranta zużytego na zmiareczkowanie roztworów [ml]
1	0,071	11,7/11,8
2	0,141	21,7/21,2
3	0,213	12,2/12,2
4	0,283	16,0/16,1

Opracowanie wyników

1. Opierając się na reakcji:

PhCOOH + NaOH = PhCOONa + H₂O

policzono masy kwasu benzoesowego zawartego w 250 cm³ wody destylowanej korzystając ze wzoru:

Gdzie: C_NaOH - Stężenie roztworu NaOH (0,01M)

V_NaOH - Objętość titranta zużyta na

zmiareczkowanie roztworu

M_PhCOOH - Masa molowa kwasu benzoesowego

(122 g/mol)

V_pr - Objętość próbki wziętej do

miareczkowania

Stężenie policzono korzystając ze wzoru:

Gdzie: m - masa kwasu w fazie toluenowej

M - masa molowa kwasu benzoesowego

Nr	Masa PhCOOH w fazach wodnych [g]	Stężenie PhCOOH w fazach wodnych [mol/dm^3]
1	0,071675	0,00235
2	0,130845	0,00429
3	0,14884	0,00488
4	0,19581	0,00642

2. Masy kwasu benzoesowego w fazach toluenowych policzono odejmując od całkowitej naważki masę kwasu w fazie wodnej.

Stężenie kwasu benzoesowego w fazie toluenowej policzono korzystając ze wzoru:

Gdzie: m - masa kwasu benzoesowego w fazie toluenowej

M - Masa molowa kwasu benzoesowego

Nr	Masa kwasu benzoesowego w fazach toluenowych [g]	Stężenie kwasu benzoesowego w fazach tolenowych [mol/dm^3]
1	0	0
2	0,010155	0,00333
3	0,06416	0,021036
4	0,08719	0,028587

W 1 próbce wartość przyjęto za równą zeru ponieważ wyliczona masa jest ujemna i wynosi
-0,00068 g.

3. Stopień dysocjacji kwasu benzoesowego w roztworze wodnym policzono korzystając z prawa rozcieńczeń Ostwalda:

Gdzie: K_d - Stała dysocjacji (6,46^.10^-5)

C_w - Stężenie kwasu benzoesowego w fazie wodnej

Nr	Stężenie PhCOOH w fazach wodnych [mol/dm^3]	Stopień dysocjacji
1	0,00235	0,180113
2	0,00429	0,130472
3	0,00488	0,121864
4	0,00642	0,105468

4. Zestawienie wyników i obliczeń

Nr	Masa naważki [g]	VNaOH [cm^3]	Cw [mol/dm^3]	mt [g]	mw [g]	Ct [mol/dm^3]		Cw(1- )	Ct/[Cw(1- )]
1	0,071	11,7/11,8	0,00235	0	0,071675	0	0,180113	0,180113	0,180113
2	0,141	21,7/21,2	0,00429	0,010155	0,130845	0,00333	0,130472	0,130472	0,130472
3	0,213	12,2/12,2	0,00488	0,06416	0,14884	0,021036	0,121864	0,121864	0,121864
4	0,283	16,0/16,1	0,00642	0,08719	0,19581	0,028587	0,105468	0,105468	0,105468

 

 5) Wykres zależności
od C_w(1- )




 Wartości nie ułożyły się liniowo co jest prawdopodobnie wynikiem nieścisłości związanych z rzeczywistym stężeniem kwasu benzoesowego w roztworach wynikających
z błędu ważenia, błędów podczas sporządzania roztworów oraz podczas miareczkowania (błąd odczytu, błąd kropli). Wartości wybrane są najbardziej prawdopodobne ponieważ odpowiadają największym stężeniom oraz - co ważniejsze - iloraz stężeń w fazie wodnej
i w toluenie dają prawie taki sam wynik równy współczynnikowi podziału Nernsta różny od wyników w pozostałych przypadkach C_w/C_t=0,228

Wartość współczynnika podziału Nernsta odczytana z wykresu wynosi:

K_N=0,212

Wartość stałej asocjacji obliczona na podstawie równania prostej wynosi:




---