PK WIiTCh GR . 23 Zespół nr 8	ĆW . nr 5 Wyznaczanie stałej równowagi reakcji tworzenia kompleksów jodu z aromatami .	Data : 9.05.2000
1. Orzeł Krystyna 2. Trelińska Agnieszka 3. Kmieć Radosław 4. Prokurat Michał			Ocena :	Podpis :

1.Cząsteczki jodu tworzą połączenia z donorami elektronów, takimi jak związki aromatyczne. Są to kompleksy typu „charge transfer” ,czyli z przeniesieniem ładunku. Elektrony z pierścienia ulegają przesunięciu w kierunku bliższego atomu jodu. Stałe równowagi reakcji tworzenia tych kompleksów:

Ar +I₂ = ArI₂

K=

są niewielkie. W widmie w nadfiolecie pojawiają się jednak bardzo silne pasma pochłaniania przy około 300 nm. W obszarze tym nie absorbuje ani czysty jod , ani też związki aromatyczne, dzięki czemu można zastosować spektrofotometr do badania stężenia powstających kompleksów.

Dla roztworu jodu i aromatu absorbancja równa jest sumie absorbancji jodu , aromatu i powstałego kompleksu . A zgodnie z prawem Lamberta - Beera absorbancja dla każdego z tych składników równa jest iloczynowi absorbancji molowej a , szerokości kuwety b , oraz stężenia składnika :

A= a b [Ar] + a b [I₂] +a b [ArI₂]

Stężenie wolnego jodu jest równe różnicy stężenia początkowego [I₂] oraz stężenia kompleksu [ArI₂] (podobnie jest ze stężeniem wolnego aromatu).

Jeżeli zastosujemy duży nadmiar aromatu w stosunku do jodu , to jego stężenie zmieni się bardzo niewiele w stosunku do początkowego i wówczas możemy napisać : [Ar]
[Ar]₀

Stała równowagi i wyrażenie na absorbancję przybierają postać :

K=

a wyrażenie na absorbancję:

A= a_Ar b[Ar] + a_I b([I₂]₀-[ArI₂]) + a_ArI2 b[ArI₂]

Jeśli z obu wyrażeń obliczymy [ArI₂] i porównamy otrzymane wartości , to :

Równanie to ma postać równania linii prostej y = a x + b , gdzie x to odwrotność stężenia aromatu, a i b to stałe.

2. Cel ćwiczenia:

Wyznaczanie stałej równowagi reakcji tworzenia kompleksów jodu z aromatami.

3. Parametry i wyniki pomiarów.

Przygotowanie roztworów :

a) odczynniki - wykorzystujemy roztwory: 0,0004 molowy roztwór jodu w n-heptanie, 2 molowy roztwór o-ksylenu w n-heptanie.

b) roztwory jodu z aromatem przygotowujemy w kolbkach 10 próbek przez wymieszanie roztworu jodu i aromatu w odpowiednich stosunkach objętościowych. Objętość całkowita nie przekracza 3-3,5 cm³

Pomiar prowadzono:

• dla kuwet napełnionych n-heptanem

• dla kuwet napełnionych roztworem jodu

• dla kuwet napełnionych roztworem aromatu w poszczególnych próbkach

Próbka	Transmitancja T [%]	Absorbancja A	Aśr
Roztwór jodu w n-heptanie 0,0004 m	86,3 86,3	0,0639 0,0639	0,0639
Roztwór o-ksylenu w n-heptanie 2 m	92,4 92,5	0,03431 0,03387	0,03409
Roztwór 1 (I2:Ar) 1:0,05	64,8 65,0	0,1884 0,1871	0,1877
Roztwór 2 1:0,30	36,3 35,6	0,4365 0,4486	0,4425
Roztwór 3 1:0,50	30,2 29,8	0,5200 0,5258	0,5229
Roztwór 4 1:1,75	28,8 28,0	0,5406 0,5528	0,5467
Roztwór 5 1:2,20	38,5 38,6	0,4145 0,4134	0,4139
Roztwór 6 1:4,1	46,9 47,1	0,3288 0,3270	0,3279
Roztwór 7 1:5,5	51,7 51,5	0,2865 0,2882	0,2873
Roztwór 8 1:8,5	59,5 59,0	0,2255 0,2291	0,2273
Roztwór 9 1:9	71,5 71,9	0,1457 0,1433	0,1445
Roztwór 10 1:10	41,9 41,7	0,3778 0,3799	0,3788

Obliczenia absorbancji molowej „a”

a =

gdzie:

A - absorbancja średnia z tabeli

b - szerokość kuwety [ b = 0,998 cm ]

c - stężenie molowe

Absorbancja molowa	a [dm^3/mol cm]
Roztwór jodu w n-heptanie	160,07
Roztwór o-ksylenu w n-heptanie	0,0170

f(A,[I₂]₀,[Ar]₀ ) =

Wartość [I₂]₀ oraz [Ar]₀ obliczamy ze znanych stężeń roztworów wyjściowych ich objętości użytych do przygotowania próbki.

Numer roztworu	Objętość roztworu jodu [cm^3]	Objętość roztworu aromatu [cm^3]	Stężenie jodu w próbce [I2]o [mol/dm^3]⋅10^- 4	Stężenie aromatu w próbce [Ar]o [mol/dm^3].	Aśr	1/[Ar]o	f(A,[I2]o,[Ar]o)
1.	2,66	0,14	3,8	0,1	0,2790	3,584	0,005806
2.	2,15	0,65	3,07	0,46	0,4815	2,077	0,005808
3.	1,86	0,94	2,65	0,67	0,5302	1,886	0,005811
4.	1,02	1,78	4,08	1,27	0,4437	2,254	0,005812
5.	0,87	1,93	3,48	1,37	0,3650	2,739	0,005813
6.	0,54	2,26	0,77	1,61	0,2989	3,346	0,005813
7.	0,43	2,37	0,61	1,69	0,1911	5,233	0,005812
8.	0,29	2,51	0,41	1,79	0,1710	5,848	0,005813
9.	0,28	2,52	0,40	1,80	0,1805	5,540	0,005816
10.	0,25	2,55	0,36	1,82	0,1201	8,326	0,005812

Obliczenie stałej równowagi K:

Z wykresu odczytujemy wartość funkcji w punkcie przecięcia z osią y równą :

b = 0,0058076

Następnie obliczamy współczynnik nachylenia prostej tgα = a

a =

a = 0.7812856

Z tych dwóch wartości obliczamy stałą równowagi K .

K =
K = 0,0074

4. Wnioski:

Błąd pomiaru i niedokładna wartość stałej równowagi tworzenia kompleksu jodu z aromatami

mogą wynikać z :

1. Użycia lampy wolframowej (zamiast deuterowej ).

2. Nieprawidłowego odczytania wyniku pomiaru na skali miernika.

3. Niedokładności sporządzenia badanych roztworów.

4. Niedokładnie wyczyszczone i wysuszone kuwety pomiarowe.

5.Uzyskana w doświadczeniu wartość stałej K = 0.0074 wskazuje iż reakcja jodu z aromatami jest przesunięta w lewą stronę i że w badanych roztworach jod występował głównie w postaci nieskompleksowanej.

4

---