CZĘŚĆ TEORETYCZNA

1. Przewodnictwo właściwe
- to zdolność przewodzenia prądu przez jednostkową objętość

elektrolitu umieszczonego między elektrodami o jednostkowej powierzchni efektywnej.

Silnie zależy od liczby jonów, czyli od stężenia.

,

gdzie:

R - opór,

k=
(k - stała naczynka)

s - powierzchnia efektywna,

l - odległość między elektrodami.

2. Przewodnictwo molowe
- to zdolność przewodzenia prądu przez objętość roztworu

zawierającą 1 mol ładunków dowolnego znaku, znajdującą się między elektrodami o

jednostkowej powierzchni efektywnej.

,

gdzie:

c - stężenie roztworu

- współczynnik wynikający z przeliczania jednostek przewodnictwa i stężenia.

3. Ruchliwość jonów
- to szybkość poruszania się jonu w polu elektrycznym o natężeniu

1 V/m.

4. Liczba przenoszenia
- to stosunek wielkości ładunku przeniesionego przez dany jon do

wielkości ładunku przeniesionego przez wszystkie jony.

,

-2-

5. Miareczkowanie konduktometryczne.

Przewodnictwo roztworu silnie zależy od stężenia jonów w próbce i może być wykorzystane do oznaczenia stężenia roztworu elektrolitu i jego zmian wskutek dodania odczynnika miareczkującego.

a) Miareczkowanie mocnych kwasów mocną zasadą.

Podczas miareczkowania mocnych kwasów mocnymi zasadami dodanie niewielkich porcji zasady powoduje znaczne zmiany przewodnictwa. Przed osiągnięciem punktu równoważnikowego miareczkowania dodanie mocnej zasady do roztworu mocnego kwasu nie zmienia całkowitej liczby jonów w roztworze, natomiast bardzo ruchliwe jony H⁺ są zastępowane przez jony Na⁺ o znacznie mniejszym przewodnictwie molowym. Jednocześnie roztwór miareczkowany ulega rozcieńczeniu, gdyż zwiększa się jego objętość. Skutkiem obu zjawisk jest spadek przewodnictwa roztworu. Po przekroczeniu punktu równoważnikowego przewodnictwo wzrasta, gdyż wzrasta całkowita liczba jonów w roztworze, w tym bardzo ruchliwych jonów OH^-.

b) Miareczkowanie słabych kwasów mocną zasadą.

Skutkiem słabej dysocjacji kwasu octowego jest niewielki stężenie jonów w roztworze i małe przewodnictwo. W wyniku miareczkowania powstaje octan sodu, który jest elektrolitem jonoforowym, złożonym z jonów. Efektem miareczkowania jest początkowe nieznaczne obniżenie przewodnictwa, a następnie wyraźny, stopniowy wzrost przewodnictwa. Nieznaczne obniżenie przewodnictwa odzwierciedla cofnięcie dysocjacji elektrolitu jonogennego - kwasu octowego, spowodowane obecnością wspólnego jonu, anionu octanowego, pochodzącego z elektrolitu jonoforowego - octanu sodu. Po osiągnięciu punktu równoważnikowego następuje silny wzrost przewodnictwa wskutek wzrostu stężenia ruchliwych jonów OH^-.

c) Miareczkowanie mieszaniny kwasów mocną zasadą.

Miareczkując mieszaninę kwasów o różnej mocy mocną zasadą otrzymuje się krzywą miareczkowania konduktometrycznego z dwoma punktami załamania. Pierwszy z nich odpowiada zobojętnieniu kwasu mocniejszego, a drugi zobojętnieniu słabego kwasu.

CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

I CEL I METODA ĆWICZENIA.

Celem ćwiczenia jest wykorzystanie pomiaru przewodnictwa roztworu kwasu do oznaczenia zawartości tego kwasu w próbce. Metoda oparta jest na pomiarach przewodnictwa roztworu kwasu w miarę dodawania kolejnych objętości titranta, czyli mocnej zasady NaOH. Pomiary wykonywane są dla następujących roztworów kwasów: mocnego HCl, słabego CH₃COOH, oraz mieszaniny kwasów o różnej mocy (HCl i CH₃COOH).

-3-

III TABELE Z WYNIKAMI POMIARÓW.

HCl
VNaOH, ml	Γ, mS
0	2,57
0,5	2,23
1	1,83
1,5	1,50
2	1,14
2,5	0,77
3	0,89
3,5	1,13
4	1,41
4,5	1,67
5	1,89
5,5	2,15
6	2,38
6,5	2,62
7	2,85

CH3COOH
VNaOH, ml	Γ, mS
0	0,16
0,2	0,14
0,4	0,16
0,5	0,16
0,6	0,17
0,7	0,18
0,8	0,20
0,9	0,21
1	0,23
1,1	0,24
1,2	0,26
1,3	0,30
1,4	0,31
1,5	0,34
1,6	0,35
1,7	0,36
1,8	0,37
1,9	0,40
2	0,42
2,1	0,44
2,2	0,46
2,3	0,49
2,4	0,51
2,5	0,52
2,6	0,53
2,7	0,56
2,8	0,57
2,9	0,61
3	0,63
3,1	0,65
3,2	0,67
3,3	0,69
3,4	0,70
3,5	0,72
3,6	0,74
3,7	0,76
3,8	0,77
3,9	0,79
4	0,82

-4-

HCl + CH3COOH
VNaOH, ml	Γ, mS
0	2,69
0,1	2,63
0,2	2,57
0,3	2,49
0,4	2,40
0,5	2,36
0,6	2,28
0,8	2,14
1,1	1,94
1,2	1,83
1,4	1,68
1,6	1,52
1,8	1,38
2	1,25
2,2	1,09
2,4	0,98
2,6	0,88
2,8	0,86
3	0,87
3,2	0,91
3,4	0,95
3,6	0,99
3,8	1,02
4	1,05
4,2	1,10
4,4	1,18
4,6	1,30
4,8	1,40
5	1,50
5,5	1,76
6	2,04
6,5	2,30
7	2,55
7,5	2,83
8	3,09
8,5	3,34
9	3,58
9,5	3,83
10	4,06
10,5	4,29
11	4,53
11,5	4,76

IV WYKRESY ZALEŻNOŚCI PRZEWODNICTWA Γ OD

OBJĘTOŚCI DODANEJ ZASADY V .

Wykres I : miareczkowanie mocnego kwasu, odczytany punkt zobojętnienia:

V = 2,59 ml

Wykres II: miareczkowanie słabego kwasu, odczytany punkt zobojętnienia:

V = 0,97 ml

Wykres III: miareczkowanie mieszaniny kwasów, odczytane punkty zobojętnienia:

V
= 2,56 ml; V
= 4,13 ml

-5-

V OBLICZENIA.

1. Miareczkowanie mocnego kwasu HCl

a) Ilość moli zużytego kwasu HCl - n

n =
·V
=
·2,59 = 5,18·10
mola

b) Stężenie kwasu - c ( V = 5ml )

c =
=
= 0,1036

2. Miareczkowanie słabego kwasu CH
COOH

a) Ilość moli zużytego kwasu CH
COOH - n

n =
·0,97 = 1,94·10
mola

b) Stężenie kwasu - c ( V = 15ml )

c =
= 0,012

3. Miareczkowanie mieszaniny kwasów HCl i CH
COOH

a) Ilość moli zużytych kwasów

n
=
·2,56 = 5,12·10
mola

n
=
·4,13 = 8,26·10
mola

b) Stężenie kwasu - c ( V
= 5ml , V
= 5ml )

c =
= 0,133

VI WNIOSKI.

Na podstawie wykresów zmian przewodnictwa roztworu, od dodanej objętość zasady w toku miareczkowania oraz wykonanych na podstawie tych wykresów obliczeń można stwierdzić, że ćwiczenie zostało wykonane poprawnie. Na wykresie miareczkowania dla mocnego kwasu widać początkowy gwałtowny spadek przewodnictwa, następnie ostre

-9-

załamanie się krzywej i w końcu wyraźny, szybki wzrost przewodnictwa roztworu. Do miareczkowania słabego kwasu użyłam większej jego objętości, aby udało się zauważyć początkowy spadek wartości przewodnictwa na skutek cofnięcia dysocjacji. Na wykresie widać także punkt zobojętnienia, ale jest on słabo widoczny, prawdopodobnie na małe stężenie użytego w ćwiczeniu kwasu. Dla miareczkowania mieszaniny kwasów różnej mocy widać początkowy wyraźny spadek wartości przewodnictwa, następnie punkt przegięcia krzywej- zobojętnienie kwasu octowego, dalej łagodny wzrost przewodnictwa, punkt zobojętnienia kwasu solnego i w końcu wyraźny wzrost wartości przewodnictwa.

-10-

---