Ćwiczenie 10
Miareczkowanie konduktometryczne
ATH Bielsko-Biała
WNoMiŚ
rok 2012/13 sem. 3
gr 6, sekcja 6
Ewa Tatoń
Katarzyna Romik
Dominika Wolska
I Wstęp teoretyczny
Metody konduktometryczne to metody oparte na pomiarze przewodnictwa roztworów. Znajdują one zastosowanie w przypadku roztworów rozcieńczonych, zabarwionych lub mętnych, dla których przeprowadzenie analizy innymi metodami jest trudne lub niemożliwe.
Jeżeli do roztworu elektrolitu o stałej temperaturze wprowadzimy dwie elektrody platynowe
$$I = \frac{E}{R}$$
$$R = \rho \bullet \frac{l}{a}$$
Odwrotność oporu nazywamy przewodnictwem [om-1]:
$$\frac{1}{R} = \frac{a}{\rho} = \frac{\aleph \bullet a}{l}$$
$$\aleph = \frac{1}{\rho}$$
W roztworach rozcieńczonych przewodnictwo właściwe rośnie liniowo ze wzrostem stężenia elektrolitu:
$$\aleph = \frac{\lambda \bullet c_{rown}}{1000}$$
λ- przewodnictwo równoważnikowe elektrolitu
crówn- stężenie wyrażone w równoważnikach
A więc otrzymujemy:
$$\frac{1}{R} = \frac{\lambda \bullet c_{rown} \bullet a}{1000 \bullet l}$$
Dokładne wyznaczenie wielkości a oraz l nie jest możliwe, dlatego wyznacza się doświadczalnie 1/a posługując się roztworami o znanym przewodnictwie właściwym. Wielkość 1/a=k nazywamy stałą konduktometryczną naczyńka.
Kilka typowych krzywych miareczkowania konduktometrycznego:
W każdym przypadku końcowy punkt miareczkowania otrzymuje się jako wynik przecięcia się dwóch linii prostych.
II Pomiary i obliczenia
Na początku ćwiczenia sporządziłyśmy roztwór, składający się z mieszaniny kwasów i wody destylowanej. Następnie miareczkowałyśmy roztworem NaOH (0,1 M), dodając po 1 cm3, po czym odczytywałyśmy perzewodnictwo w roztworze. Zebrane dane umieściłyśmy w tabeli.
Lp. | Przewodnictwo roztworu [mS] |
Objętość NaOH V [cm3] |
Lp. | Przewodnictwo roztworu [mS] |
Objętość NaOH V [cm3] |
---|---|---|---|---|---|
1 | 18,4 | 0 | 27 | 29,7 | 26 |
2 | 14,4 | 1 | 28 | 30,6 | 27 |
3 | 11,4 | 2 | 29 | 30,9 | 28 |
4 | 9,1 | 3 | 30 | 32,0 | 29 |
5 | 6,4 | 4 | 31 | 32,7 | 30 |
6 | 5,1 | 5 | 32 | 33,4 | 31 |
7 | 5,6 | 6 | 33 | 34,2 | 32 |
8 | 6,9 | 7 | 34 | 34,9 | 33 |
9 | 8,5 | 8 | 35 | 35,3 | 34 |
10 | 9,5 | 9 | 36 | 36,0 | 35 |
11 | 11,4 | 10 | 37 | 36,6 | 36 |
12 | 12,9 | 11 | 38 | 37,4 | 37 |
13 | 14,1 | 12 | 39 | 38,1 | 38 |
14 | 15,5 | 13 | 40 | 38,4 | 39 |
15 | 16,7 | 14 | 41 | 38,7 | 40 |
16 | 17,8 | 15 | 42 | 39,1 | 41 |
17 | 18,6 | 16 | 43 | 39,7 | 42 |
18 | 19,5 | 17 | 44 | 40,4 | 43 |
19 | 22,1 | 18 | 45 | 40,7 | 44 |
20 | 24,2 | 19 | 46 | 41,2 | 45 |
21 | 24,7 | 20 | 47 | 41,8 | 46 |
22 | 25,5 | 21 | 48 | 42,1 | 47 |
23 | 26,4 | 22 | 49 | 42,7 | 48 |
24 | 26,9 | 23 | 50 | 42,9 | 49 |
25 | 27,9 | 24 | 51 | 43,4 | 50 |
26 | 28,7 | 25 |
Wykres:
Obliczenia
Stężenie roztworu:
- dla pierwszego punktu przegięcia:
Stężenie roztworu NaOH - Stężenie mieszaniny kwasów
Objętość zużytego NaOH - Objętość mieszaniny kwasów
0,1$\frac{\text{mol}}{\text{dm}^{3}}$ - x
5 ml - 5 ml
C1 = 0,1 $\frac{\mathbf{\text{mol}}}{\mathbf{\text{dm}}^{\mathbf{3}}}$
- dla drugiego pkt. przegięcia
0,1$\frac{\text{mol}}{\text{dm}^{3}}$ - x
19 ml - 5 ml
C2=0,026 $\frac{\mathbf{\text{mol}}}{\mathbf{\text{dm}}^{\mathbf{3}}}$
III Wnioski
Ćwiczenie pozwoliło na wyznaczenie punktów przegięć miareczkowania oraz na wykreślenie krzywej miareczkowania mieszaniny kwasu solnego i kwasu octowego wodorotlenkiem sodu. Powstały wykres wydaje się być zgodny z teoretyczną krzywą miareczkowania słabego kwasu i mocnego kwasu mocną zasadą. Początkowe zmniejszenie przewodnictwa spowodowane jest wprowadzeniem do roztworu mniej ruchliwych jonów Na+ w miejsce jonów H+ o największej ruchliwości. Wzrost przewodnictwa jest spowodowany tym, że rozpoczyna się neutralizacja CH3COOH (przy braku HCl), która prowadzi do zwiększenia przewodnictwa w wyniku zastąpienia słabo zdysocjowanego kwasu octowego całkowicie zdysocjowaną solą CH3COONa . Kolejny skok przewodnictwa spowodowany jest natomiast z dodania NaOH, który nie ulega neutralizacji. Ewentualne błędy mogły wynikać z niedokładnego odmierzania zużytych objętości NaOH, niedokładnego mieszania zawartości zlewki oraz z niedokładności pomiaru przewodnictwa.