ANALIZA TECHNICZNA – LABORATORIUM

TEMAT ĆWICZENIA: OZNACZANIE KRYTYCZNEGO STĘŻENIA MICELARNEGO Z POMIARÓW PRZEWODNICTWA.

1. CEL ĆWICZENIA.

Celem przeprowadzanego ćwiczenia jest wyznaczenie krytycznego stężenia micelarnego (cmc) jonowego związku powierzchniowo czynnego za pomocą pomiarów przewodnictwa wodnych roztworów tego związku. Krytyczne stężenie micelarne jest określane na podstawie wykresu zależności przewodnictwa od stężenia roztworu surfaktantu.

1. ODCZYNNIKI I ROZTWORY.

• Sól sodowa siarczanu dodecylu SDS o masie molowej równej M = 238,38 g/mol.

• Woda destylowana potrzebna przygotowania odpowiednich stężeń.

1. SPRZĘT LABORATORYJNY.

• Kolba o objętości 500 cm³

• 14 małych kolb do przygotowania kolejnych próbek

• Naczynko termostatowe do pomiarów przewodnictwa.

1. PRZEBIEG ĆWICZENIA.

• Przygotowujemy roztwór wyjściowy SDS o stężeniu c = 2∙10^-2 mol/dm³ w dużej kolbie o objętości 500 cm³ oraz obliczamy rozcieńczenia SDS potrzebne do pomiarów przewodnictwa. Wyniki zapisujemy w tabeli zamieszczonej poniżej.

• W 14 małych kolbach przygotowujemy kolejno odpowiednio rozcieńczone próbki SDS według wyników obliczeń zamieszczonych w tabeli.

• Wykonujemy pomiary przewodnictwa kolejnych próbek za pomocą naczynka termostatowego i elektrody. Każdy roztwór termostatujemy 2 minuty.

• Wyniki pomiarów przewodnictwa umieszczamy w tabeli i na ich podstawie wykreślamy zależność przewodnictwa od stężenia roztworu surfaktantu.

• Punkt załamania na krzywej odpowiada krytycznemu stężeniu micelarnemu naszego roztworu.

1. WYNIKI POMIARÓW.

lp	Stężenie c [mol/dm^3]	Rozcieńczenie [cm^3]	Przewodnictwo [S]
1.	2,00∙10^-2	-	768,70
2.	1,75∙10^-2	43,75	661,30
3.	1,50∙10^-2	37,50	634,20
4.	1,25∙10^-2	31,25	564,40
5.	1,00∙10^-2	25,00	490,30
6.	9,50∙10^-3	23,75	460,30
7.	9,00∙10^-3	22,50	433,90
8.	8,50∙10^-3	21,25	428,80
9.	8,00∙10^-3	20,00	399,70
10.	7,50∙10^-3	18,75	377,40
11.	7,00∙10^-3	17,50	364,50
12.	6,50∙10^-3	16,25	335,20
13.	6,00∙10^-3	15,00	308,70
14.	5,50∙10^-3	13,75	307,00
15.	5,00∙10^-3	12,50	269,00

1. WYKRES ZALEŻNOŚCI PRZEWODNICTWA OD STĘŻENIA ROZTWORU SDS.

Przewodnictwo [S]

Stężenie c [mol/dm³]

Jak wynika w wykresu krytyczne stężenie micelarne wynosi 0,015 mol/dm³.

1. PRZYKŁADOWE OBLICZENIA.

• Obliczamy kolejne rozcieńczenia SDS.

C₀ = 2,00∙10^-2 stężenie początkowe roztworu SDS

M = 238,38 g/mol masa molowa SDS

2,00∙10^-2 mola - 1 dm³

X mola - 0,5 dm³

X = 1,00∙10^-2 mola - liczba moli SDS w 0,5 dm³ roztworu

n = $\frac{\mathbf{m}}{\mathbf{M}}$ → m = n ∙ M

m = 1,00∙10^-2 mola ∙ 238,38 g/mol = 2,3838 g - naważka SDS

• Rozcieńczenie SDS do stężenia C₁ = 1,75∙10^-2 mol/dm³:

C₀ ∙ V₀ = C₁ ∙ V₁ → V₀ = $\frac{\mathbf{C}_{\mathbf{1}}\mathbf{V}_{\mathbf{1}}}{\mathbf{C}_{\mathbf{0}}}$

V₀ = $\frac{\mathbf{1,75 \bullet}\mathbf{10}^{\mathbf{- 2}}\mathbf{\bullet 50}}{\mathbf{2 \times 10}^{\mathbf{- 2}}}$ = 43,75 cm³

• Rozcieńczenie SDS do stężenia C₂ = 1,50∙10^-2 mol/dm³:

C₀ ∙ V₀ = C₂ ∙ V₂ → V₀ = $\frac{\mathbf{C}_{\mathbf{2}}\mathbf{V}_{\mathbf{2}}}{\mathbf{C}_{\mathbf{0}}}$

V₀ = $\frac{\mathbf{1,50 \bullet}\mathbf{10}^{\mathbf{- 2}}\mathbf{\bullet 50}}{\mathbf{2 \times 10}^{\mathbf{- 2}}}$ = 37,50 cm³

• W ten sam sposób obliczamy pozostałe rozcieńczenia według kolejnych stężeń podanych w tabeli powyżej.

1. WNIOSKI.

• Krytyczne stężenie micelarne SDS według naszych pomiarów wynosi 0,015 mol/dm³.

• Ze względu na błędy popełniane podczas termostatowania kolejnych roztworów, wyniki pomiarów nie są idealne.

• Powyżej krytycznego stężenia micelarnego związek powierzchniowo czynny jakim jest sól sodowa siarczanu dodecylu (SDS) posiada zdolność tworzenia agregatów (miceli) w roztworach wodnych.

• Jak wynika z otrzymanych parametrów, im wyższe jest stężenie roztworu związku powierzchniowo czynnego tym wyższe jego przewodnictwo.