Tabela 1. Przewodnictwo roztworu wzorcowego KCl
Stężenie roztworu wzorcowego KCl [M] | Przewodnictwo roztworu wzorcowego [mS] |
---|---|
L1 | |
0,1 | 19,58 |
0,01 | 2,27 |
Temperatura pomiaru [°C]: 25
$$k_{0,1} = \frac{\kappa_{\text{KCl}}}{L_{\text{KCl}}} = \frac{128,8 \bullet 10^{- 4}\frac{S}{\text{cm}}}{19,62 \bullet 10^{- 3}S} = 65,647\frac{1}{m}$$
$$k_{0,01} = \frac{14,13 \bullet 10^{- 4}\frac{S}{\text{cm}}}{2,26 \bullet 10^{- 3}S} = 62,522\frac{1}{m}$$
$$k_{sr} = 0,5 \bullet \left( 65,647 + 62,522 \right)\frac{1}{m} = \mathbf{64,084}\frac{\mathbf{1}}{\mathbf{m}}$$
Załącznik 1.
$$\mathbf{\Lambda}_{\mathbf{M}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{L \bullet k}}{\mathbf{c}_{\mathbf{M}}}$$
Tabela 2. Przewodnictwo molowe roztworu NaCl
Stężenie roztworu NaCl [mol/m3] | Przewodnictwo, L [S] | Przewodnictwo molowe [(S*m2)/mol] |
---|---|---|
100 | 0,01637 | 0,01049 |
50 | 0,00885 | 0,01134 |
25 | 0,00464 | 0,01189 |
12,5 | 0,00234 | 0,01199 |
6,25 | 0,001232 | 0,01263 |
Tabela 3. Przewodnictwo molowe roztworu NaOH
Stężenie roztworu NaOH [mol/m3] | Przewodnictwo, L [S] | Przewodnictwo molowe [(S*m2)/mol] |
---|---|---|
100 | 0,03447 | 0,02209 |
50 | 0,01808 | 0,02317 |
25 | 0,00946 | 0,02425 |
12,5 | 0,00480 | 0,02461 |
6,25 | 0,00241 | 0,02471 |
Tabela 4. Przewodnictwo molowe roztworu CH3COOH
Stężenie roztworu CH3COOH [mol/m3] | Przewodnictwo, L [S] | Przewodnictwo molowe [(S*m2)/mol] |
---|---|---|
100 | 0,000850 | 0,0005447 |
50 | 0,000591 | 0,0002717 |
25 | 0,000419 | 0,0010740 |
12,5 | 0,000298 | 0,0015278 |
6,25 | 0,000212 | 0,0021737 |
3,125 | 0,000147 | 0,0030145 |
1,5625 | 0,000103 | 0,0042244 |
Wykres 1. Zależność przewodnictwa molowego od pierwiastka stężenia dla NaCl
Wykres 2. Zależność przewodnictwa molowego od pierwiastka stężenia dla NaOH
Wykres 3. Zależność przewodnictwa molowego od pierwiastka stężenia dla CH3COOH
Λ0(NaCl) = λ0(Na+) + λ0(Cl−)
dla realnej temperatury, uwzględniając wpływ temperatury na przewodnictwo korzystając z danych literaturowych:
λ0, t = λ0, 25[1+β(t−25)]
β − poprawka temperaturowa
λ0, t − graniczne jonowe przewodnictwo w danej temperaturze t
λ0, 25 − graniczne jonowe przewodnictwo w 25
Λ0NaOHodczytane z wykresu | Λ0; NaOH tablicowe | Λ0; NaOH obliczone | Λ0; NaCl odczytane z wykresu | Λ0; NaCl tablicowe | Λ0; NaCl obliczone |
---|---|---|---|---|---|
0, 02584 |
0,02179 | 0, 02482 |
0, 01315 |
0,0109 | 0,012645 |
Obliczenia dla NaOH
$$\Lambda_{M} = \Lambda_{0} - K\sqrt{c}$$
$$\Lambda_{M} = 0,02584 + 0,0003696\sqrt{c}$$
λ0, t = λ0, 25[1+β(t−25)]
λ0, t; Na+ = 50, 1[1+0,0208(25−25)] = 50, 1
λ0, t; OH− = 198, 3[1+0,0196(25−25)] = 198, 3
Λ0(NaOH) = λ0(Na+) + λ0(OH−)
$$\Lambda_{0}\left( \text{NaOH} \right) = \left( 50,1 + 198,3 \right) = 248,4\ \left\lbrack \frac{S \bullet m^{2}}{\text{mol}} \right\rbrack$$
Obliczenia dla NaCL
$$\Lambda_{M} = \Lambda_{0} - K\sqrt{c}$$
$$\Lambda_{M} = 0,01315 + 0,0002646\sqrt{c}$$
λ0, t = λ0, 25[1+β(t−25)]
λ0, t; Na+ = 50, 1[1+0,0208(25−25)] = 50, 1
λ0, t; Cl− = 76, 35[1+0,0194(25−25)] = 76, 35
Λ0(NaCl) = λ0(Na+) + λ0(Cl−)
$$\Lambda_{0}\left( \text{NaCl} \right) = \left( 50,1 + 76,35 \right) = 126,45\ \left\lbrack \frac{S \bullet m^{2}}{\text{mol}} \right\rbrack$$
$$\frac{1}{\Lambda} = \frac{1}{\Lambda_{0}} + \frac{\Lambda \bullet c}{K \bullet {\Lambda_{0}}^{2}}$$
$$\frac{1}{\Lambda} = 15,44 + 33512\Lambda \bullet c$$
Λ0 = 0, 0648
Λ0(CH3COOH) = λ0(H+) + λ0(CH3COO−)
λ0, t; H+ = 349, 7[1+0,0142(22−25)] = 0, 0334803
λ0, t; CH3COO− = 40, 9[1+0,0206(22−25)] = 0, 003837238
$$\Lambda_{0}\left( \text{CH}_{3}\text{COOH} \right) = \left( 0,03496 + 0,0334803 \right) + \left( 0,00409 + 0,003837238 \right) = 0,076\left\lbrack \frac{S \bullet m^{2}}{\text{mol}} \right\rbrack$$
Λ0; CH3COOH odczytane z wykresu | Λ0; CH3COOH obliczone |
---|---|
0, 0648 |
0, 076 |
$$\mathbf{\alpha =}\frac{\mathbf{\Lambda}}{\mathbf{\Lambda}_{\mathbf{0}}}$$
Elektrolit | NaCl | NaOH | CH3COOH |
---|---|---|---|
Λ0 | Λ0=0,012645 | Λ0=0,02482 | Λ0=0,076 |
Stężenie | Λ | α | Λ |
100 | 0,01049 | 0,8296 | 0,02209 |
50 | 0,01134 | 0,8968 | 0,02317 |
25 | 0,01189 | 0,9403 | 0,02425 |
12,5 | 0,01199 | 0,9482 | 0,02461 |
6,25 | 0,01263 | 0,9988 | 0,02471 |
3,125 | - | - | - |
1,5625 | - | - | - |
Zarówno NaOH jak i NaCl są mocnymi elektrolitami, dlatego ich stopień jonizacji jest znacznie większy niż stopień jonizacji kwasu octowego, który jest słabym elektrolitem. W przypadku mocnych elektrolitów stopień jonizacji maleje ze wzrostem stężenia, natomiast dla kwasu octowego stopień jonizacji rośnie w miarę zmniejszania się stężenia roztworu.
$$K = \frac{\alpha^{2} \bullet c}{1 - c}$$
$$C_{M}\left\lbrack \frac{\text{mol}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$$ |
α |
K [M] |
Ksrednia [M] |
---|---|---|---|
0,1 | 0,00717 | 5,71x10-6 | 4,37x10-5 |
0,05 | 0,00358 | 1,28x10-5 | |
0,025 | 0,01413 | 5,12x10-6 | |
0,0125 | 0,0201 | 5,11x10-6 | |
0,00625 | 0,0286 | 5,14x10-6 | |
0,003125 | 0,0397 | 4,94x10-6 | |
0,0015625 | 0,0556 | 4,84x10-6 |
Tablicowa wartość K CH3COOH | Obliczona wartość K CH3COOH |
---|---|
1,8x10-5 | 4,37x10-5 |