| SPRAWOZDANIE | Data wykonania ćwiczenia: | |
|---|---|---|
Wyznaczanie stałej i stopnia dysocjacji słabego kwasu metodą pomiaru przewodnictwa Nr ćwiczenia: 16 |
Ocena: |
Wstęp teoretyczny
Cel ćwiczenia
Wyznaczenie stałej i stopnia dysocjacji słabego kwasu (kwasu mrówkowego HCOOH) przez pomiar przewodnictwa wodnych roztworów badanego kwasu, chlorku sodu i kwasu solnego o różnych stężeniach i zastosowanie prawa Kohlrauscha.
Wykonanie ćwiczenia
- Z roztworów o stężeniu C0=0,001 mol/dm3 kwasu mrówkowego, chlorku sodu i kwasu solnego przygotowano kolejno roztwory przez rozcieńczenie C0/2, C0/4, C0/8, C0/16, C0/32, C0/64
- dokonano pomiarów przewodnictwa sporządzonych roztworów
Wyniki i obliczenia:
tab.1. Zestawienie wyników pomiarów przewodności właściwej к dla mrówczanu sodu i przeprowadzonych na ich podstawie wyników obliczeń.
| mrówczan sodu |
|---|
| c0 |
| c/2 |
| c/4 |
| c/8 |
| c/16 |
| c/32 |
| c/64 |
wyk.1.
wyk.2.
wyk.3.
Przeprowadzono liniową ekstrapolację do c = 0 wykresu 3 w celu wyznaczenia granicznego przewodnictwa równoważnikowego Λ0 mrówczanu sodu:
Λ0, CH3COONa= 1,07 • 106 [μS•dm3/mol]
Wartość Λ0 dla mrówczanu sodu wg. tablic znajdujących się w „Chemii fizycznej”
P. W. Atkinsa wynosi 1,05 • 106 [μS•dm3/mol]. Wartość uzyskana doświadczalnie odznacza się wysoką zbieżnością z wartością stablicowaną.
Stopień dysocjacji obliczono według wzoru:
$$\alpha = \frac{\Lambda_{i}}{\Lambda_{0}}$$
Stałą dysocjacji obliczono według wzoru:
$$K_{c} = \frac{c_{i}\alpha_{i}^{2}}{1 - \alpha_{i}}$$
tab.2. Zestawienie wyników pomiarów przewodności właściwej к dla kwasu solnego i przeprowadzonych na ich podstawie wyników obliczeń.
| kwas solny |
|---|
| c0 |
| c/2 |
| c/4 |
| c/8 |
| c/16 |
| c/32 |
| c/64 |
wyk.4.
W wyniku ekstrapolacji wykresu 4 do c=0 wyznaczono Λ0 kwasu solnego:
Λ0,HCl = 4,48 • 106 [μS•dm3/mol]
Wartość tablicowa: Λ0,HCl = 4,26 • 106 [μS•dm3/mol]
tab.3. Zestawienie wyników pomiarów przewodności właściwej к dla chlorku sodu i przeprowadzonych na ich podstawie wyników obliczeń.
| chlorek sodu |
|---|
| c0 |
| c/2 |
| c/4 |
| c/8 |
| c/16 |
| c/32 |
| c/64 |
wyk.5.
W wyniku ekstrapolacji wykresu 5 do c=0 wyznaczono Λ0 chlorku sodu:
Λ0,NaCl = 1,26 •106 [μS•dm3/mol]
Wartość tablicowa: Λ0,NaCl = 1,26 • 106 [μS•dm3/mol]
tab.4. Zestawienie wyników pomiarów przewodności właściwej к dla chlorku sodu i przeprowadzonych na ich podstawie wyników obliczeń.
| kwas mrówkowy |
|---|
| c0 |
| c/2 |
| c/4 |
| c/8 |
| c/16 |
| c/32 |
| c/64 |
wyk.6.
wyk.7.
wyk.8.
Graniczną przewodność molową kwasu mrówkowego Λ0, CH3COOH wyznaczono na podstawie prawa Kohlrauscha:
Λ0, CH3COOH = Λ0, CH3COONa − Λ0, NaCl + Λ0, HCl
Λ0, CH3COOH = 1, 07 • 106 − 1, 26 • 106 + 4, 48 • 106 = 4, 29 • 106 [μS•dm3/mol]
Wartość tablicowa: Λ0, CH3COOH = 4, 042 • 106[μS•dm3/mol]
Wnioski
Graniczna przewodność molowa kwasu mrówkowego Λ0, CH3COOH wyznaczona na podstawie prawa Kohlrauscha nieznacznie różni się od wartości tablicowej, co może być spowodowane niedokładnością pomiarów. Dla mocnych elektrolitów wykres zależności przewodności równoważnikowej Λ chlorku sodu od pierwiastka ze stężenia c jest w przybliżeniu linią prostą, a dla słabych elektrolitów dąży asymptotycznie do pewnej wartości Λ0. Różnice w stałych Kc wynikają z niedokładności pomiaru przewodnictwa i błędu wynikającego z wielokrotnego rozcieńczania. Stopnie dysocjacji przekraczające wartość jeden również wynikają z wyżej wymienionych przyczyn.