POLITECHNIKA OPOLSKA

WYDZIAŁ MECHANICZNY

Laboratorium Ochrony powietrza

„Miareczkowanie konduktometryczne kwasu solnego”

III IŚ L1

Wykonanie ćwiczenia

1 cm³ roztworu badanego kwasu solnego przenosi się do naczyńka konduktometrycznego, w którym umieszcza się mieszalnik. Do naczynia wprowadza się elektrodę konduktometryczną i dodaje taka ilość wody destylowanej, aby elektroda była całkowicie zanurzona w roztworze. Elektrodę przewodem łączy się z konduktometrem, włącza mieszadło regulując szybkość mieszania roztworu, uważając, aby wirujący mieszalnik nie uszkodził elektrody. Odczytuje się wartość przewodnictwa κ. Dodaje się z biurety stałe objętości roztworu wodorotlenku sodu (0,5 lub 1,0 cm³), mieszając roztwór po każdej dodanej porcji wodorotlenku. Wyniki notuje się zapisując sumaryczna ilość cm³ NaOH i odpowiadające jej wartości przewodnictwa. Miareczkowanie prowadzi się do 3 – 4 pkt pomiarowych po przekroczeniu punktu końcowego miareczkowania, co objawia się wzrastającymi wartościami przewodnictwa.

cm^3 NaOH	Κ [mS]
0	5,41
1	5,12
2	4,82
3	4,54
4	4,3
5	4,06
6	4,17
7	3,75
8	3,29
9	2,87
10	2,48
11	2,07
12	1,73
13	1,71
14	1,81
15	1,94
16	2,12
17	2,31

Wykreśla się krzywą miareczkowania konduktometrycznego odkładając na osi odciętych (X) objętość dodawanego roztworu wodorotlenku sodu, a na osi rzędnych (Y) wartości przewodnictwa.

Z wykresu znajduje się pkt końcowy miareczkowania konduktometrycznego (pkt przecięcia dwóch gałęzi krzywej miareczkowania) i odpowiadającą mu dokładnie objętość zużytego w oznaczeniu wodorotlenku sodu.

$$\left\{ \begin{matrix} y = - 0,2967x + 5,5176 \\ y = 0,151x - 0,287\ \ \ \ \ \ \ \ \\ \end{matrix} \right.\ $$

-0,2967x+5,5176=0,151x-0,287

0,4477x=5,8046

x=12,96

y=-0,2967*12,96+5,5176

y=1,67

$$\left\{ \begin{matrix} x = 12,96 \\ y = 1,67 \\ \end{matrix} \right.\ $$

Masa kwasu solnego w roztworze w miligramach wynosi:

m_HCl = V_NaOH * C_NaOH * M_HCl

V_NaOH- objętość roztworu wodorotlenku sodu [cm³]

C_NaOH-stężenie roztworu wodorotlenku sodu [mol/dm³]

M_HCl-masa molowa chlorowodoru [g/mol]

$$m_{\text{HCl}} = 12,96\text{cm}^{3}*0,1\frac{\text{mol}}{\text{dm}^{3}}*36,45\frac{g}{\text{mol}}$$

$$m_{\text{HCl}} = 12,96*0,001\text{dm}^{3}*0,1\frac{1}{\text{dm}^{3}}*36,45g$$

m_HCl = 0, 047g

Stężenie kwasu solnego oblicza się ze wzoru:

$$S = \frac{m_{\text{HCl}}}{V_{r}}$$

V_r-objętość roztworu HCl poddanego analizie

$$S = \frac{0,047g}{1\text{cm}^{3}} = 0,47\frac{g}{\text{cm}^{3}}$$

Niepewność pomiaru

$$u\left( Y \right) = \sqrt{\sum_{1}^{n}{\left( \frac{\partial f}{\partial X_{i}} \right)^{2}u^{2}(X_{i})}}$$

$$\frac{\partial f}{\partial m_{\text{HCl}}} = \frac{1}{V_{r}}$$

$$\frac{\partial f}{\partial V_{r}} = \frac{{- m}_{\text{HCl}}}{{V_{r}}^{2}}$$

$$u\left( Y \right) = \sqrt{\left( \frac{1}{V_{r}} \right)^{2}*u^{2}*\left( m_{\text{HCl}} \right) + \left( \frac{{- m}_{\text{HCl}}}{V_{r}^{2}} \right)^{2}*u^{2}*\left( V_{r} \right)}$$

$$u\left( Y \right) = \sqrt{1^{2}*\frac{0,01}{\sqrt{3}} + \left( \frac{- 0,0472}{1} \right)^{2}*\frac{0,1}{\sqrt{3}}}$$

u(Y) = 0, 0768

Dla k=2

U=k*u(Y)

U=2*0,0768

U=0,1536=0,15

S=0,47 ± 0,15 g/cm³

Wnioski

W przeprowadzonym doświadczeniu miareczkowaliśmy rozcieńczony kwas solny za pomocą roztworu wodorotlenku sodu. Podczas pomiarów, jeden z początkowych wyników odbiegał od tendencji malejącej, uznaliśmy go, zatem za gruby błąd pomiaru. Z uzyskanych wartości, sporządziliśmy wykres, aby wyznaczyć punkt końcowy miareczkowania. W punkcie tym przewodnictwo roztworu osiąga wartość minimalną, która wyniosła 1,67mS. W naczyńku konduktometrycznym stężenie kwasu solnego wyniosło S=0,47 ± 0,15 g/cm³