Numer ćwiczenia: 1	Temat ćwiczenia: Zależność przewodnictwa od stężenia.	Data wykonania doświadczenia:17.03.09r.
				Data oddania sprawozdania:31.03.09r.
Grupa: C2	Imię i nazwisko: Katarzyna Sarnek	Nazwisko sprawdzającego: mgr L. Zaraska
Uwagi:		Ocena:

1. Cel doświadczenia:

Celem przeprowadzonego doświadczenia było zbadanie zależności przewodnictwa od stężenia dla roztworów chlorku potasu i kwasu octowego.

2. Przebieg doświadczenia:

Wykonanie:

● Przygotowano siedem roztworów NaCl. Pierwszy sporządzono przez odpipetowanie 50cm³ 0,1-molowego roztworu NaCl oraz 50cm³ wody destylowanej. Kolejny przez odpipetowanie 50cm³ sporządzonego wcześniej roztworu oraz 50cm³ wody destylowanej. Analogicznie postępowano w przypadku napełniania pozostałych buteleczek (w ostatniej, siódmej buteleczce znajdowało się w sumie 100cm³ roztworu).

● Następnie przygotowano siedem roztworów CH₃COOH. Postępowano tak samo jak w przypadku sporządzania serii roztworów NaCl.

● Zmierzono przewodnictwa 0,01-molowego roztworu KCl, wody destylowanej oraz dwóch serii sporządzonych roztworów, rozpoczynając pomiary od najbardziej rozcieńczonego.

3. Zestawienie wyników:

Roztwór	Stężenie [mol/dm^3]	Przewodnictwo [mS]
H­2O	0,00	0,00229
NaCl	0,050000	6,53
		0,025000	3,19
		0,012500	1,69
		0,006250	0,851
		0,003125	0,435
		0,001563	0,222
		0,000781	0,1137
H­2O	0,00	0,002
CH3COOH	0,050000	0,417
		0,025000	0,316
		0,012500	0,224
		0,006250	0,1491
		0,003125	0,1092
		0,001563	0,0743
		0,000781	0,0522
H­2O	0,00	0,00238
KCl	0,01	1,567

● Temperatura pomiaru: 21,6 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 295 K.

Przewodnictwa sporządzonych roztworów NaCl i CH₃COOH (L_i)

Skorzystano ze wzoru:

gdzie L_i' - wartość przewodnictwa wskazana przez konduktometr

- wartość przewodnictwa wody destylowanej mierzona przed daną 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 [val/dm³].

Wyniki obliczeń zebrano w tabeli 1.

Tabela 1

Roztwór	i	ci [val/dm^3]	ci^1/2 [val/dm^3]	Li [S]	κi [S/cm]	Λi [Scm^2/val]
NaCl	1a	0,0500	0,22	0,00653	0,00555	110,98
		2a	0,0250	0,16	0,00319	0,00271	108,39
		3a	0,0125	0,11	0,00169	0,00143	114,77
		4a	0,0063	0,08	0,00085	0,00072	115,43
		5a	0,0031	0,06	0,00043	0,00037	117,70
		6a	0,0016	0,04	0,00022	0,00019	119,53
		7a	0,0008	0,03	0,00011	0,00009	121,22
	CH3COOH	1b	0,0500	0,22	0,00042	0,00035	7,06
		2b	0,0250	0,16	0,00031	0,00027	10,68
		3b	0,0125	0,11	0,00022	0,00019	15,10
		4b	0,0063	0,08	0,00015	0,00013	20,01
		5b	0,0031	0,06	0,00011	0,00009	29,16
		6b	0,0016	0,04	0,00007	0,00006	39,33
		7b	0,0008	0,03	0,00005	0,00004	54,62

Na podstawie powyższych danych sporządzono wykresy zależności Λ_i od
dla roztworu NaCl oraz CH₃COOH.

Dla silnego elektrolitu (NaCl) drogą ekstrapolacji wyznaczono graniczne stężenie równoważnikowe ₀. Z wykresu odczytano wartość współczynnika kierunkowego prostej a.

Teoretyczna wartość granicznego przewodnictwa równoważnikowego ₀^teor dla roztworu NaCl

Obliczono na podstawie granicznych przewodnictw jonowych ₀

Skorzystano ze wzorów:

gdzie:
;

;

T = 22 ºC

.

Po wyliczeniu otrzymano:

Wartość a^teor

Skorzystano ze wzoru:

Doświadczalne i teoretyczne wartości granicznych przewodnictw równoważnikowych oraz współczynników kierunkowych prostej różnią się od siebie, ale różnice te nie są bardzo znaczne.

Druga wartość granicznego przewodnictwa równoważnikowego dla roztworu NaCl.

Wykreślono funkcję Shedlovsky-ego danej wzorem:
i jej ekstrapolację do c = 0.

Współczynniki przewodnictwa dla roztworów mocnego elektrolitu

Skorzystano ze wzoru:

Wyniki obliczeń zebrano w tabeli 2.

Otrzymane wyniki porównano z wielkościami uzyskanymi teoretycznie na podstawie tego samego równania, lecz po podstawieniu do niego wartości Λ_i^teor , który wyraża się wzorem:

Tabela 2

Wartości	Λi [Scm^2/val]	Λ^0 [Scm^2/val]	g
doświadczalne	110,98	121,167	0,92
			108,39		0,89
			114,77		0,95
			115,43		0,95
			117,70		0,97
			119,53		0,99
			121,22		1,00
	teoretyczne		99,20	118,880	0,83
			104,97		0,88
			109,04		0,92
			111,92		0,94
			113,96		0,96
			115,40		0,97
			116,42		0,98

Na podstawie powyższych danych można zauważyć, że wartości współczynnika przewodnictwa g zbliżają się do jedności w miarę spadku stężenia badanego roztworu. Wniosek ten jest zgodny z prawem niezależnego ruchu jonów Kohlrauscha.

Teoretyczna wartość granicznego przewodnictwa równoważnikowego ₀^teor dla roztworu CH₃COOH.

Obliczono na podstawie granicznych przewodnictw jonowych ₀

Skorzystano ze wzorów:

gdzie:

T = 22 ºC

Po wyliczeniu otrzymano:

Stopień dysocjacji każdego z badanych roztwór kwasu octowego

Skorzystano z metody kolejnych przybliżeń.

Zapisano wyrażenie na przewodnictwo części zdysocjowanej słabego elektrolitu:

W pierwszym przybliżeniu założono, że wartość Λ_i' występująca w powyższym wyrażeniu pod pierwiastkiem jest równa przewodnictwu granicznemu Λ₀^teor.

W ten sposób obliczono przybliżone wartości Λ_i' sporządzonych roztworów kwasu. Te przybliżone wartości Λ_i' następnie wstawiano pod pierwiastek w powyższym wzorze i otrzymywano poprawione wartości Λ_i'. Obliczenia przeprowadzano do momentu, aż Λ_i' osiągnęło wartość stałą.

Λi [Scm^2/val]	Λi' [Scm^2/val]	Λi' [Scm^2/val]	Λi' [Scm^2/val]	Λi' [Scm^2/val]	Λi' [Scm^2/val]
7,06	368,67135	368,64393	368,64366	368,64376	368,64376
10,68	369,25753	369,23681	369,23670	369,23670	369,23670
15,10	369,88105	369,86642	369,86635	369,86635	369,86635
20,01	368,89530	370,47818	370,48395	370,48397	370,48397
29,16	370,88604	370,87899	370,87897	370,87897	370,87897
39,33	371,29521	371,29046	371,29044	371,29044	371,29044
54,62	371,60864	371,60534	371,60533	371,60533	371,60533

Stopień dysocjacji oraz stała dysocjacji CH₃COOH dla każdego
z roztworów

Skorzystano ze wzorów:

ci [val/dm^3]	Λi [Scm^2/val]	Λi' [Scm^2/val]	i	Ki [val/dm^3]
0,0500	7,06	368,64	0,02	0,0000197
0,0250	10,68	369,24	0,03	0,0000149
0,0125	15,10	369,87	0,04	0,0000197
0,0063	20,01	370,48	0,05	0,0000204
0,0031	29,16	370,88	0,08	0,0000192
0,0016	39,33	371,29	0,11	0,0000161
0,0008	54,62	371,61	0,15	0,0000178
				0,0000202

5. Dyskusja wyników:

---