WYZNACZANIE STAŁEJ I STOPNIA DYSOCJACJI SŁABYCH ELEKTROLITÓW

ĆW.20.

Cel ćwiczenia

Większość kwasów oraz wodorotlenków to słabe elektrolity. Biorąc za przykład jednoprotonowy kwas HA, jego dysocjację w wodzie zapisuje się równaniem:

HA_(aq) + H₂O H₃O⁺_(aq) + A^-_(aq)

lub prościej: HA_(aq) H⁺_(aq) + A^-_(aq)

Równowagę reakcji dysocjacji wyraża wzór, gdzie K_a jest stałą dysocjacji kwasu :

W stałej temperaturze moc kwasu HA jest wyrażana ilościowo poprzez wielkość K_a. Im mocniejszy kwas tym większą ma wartość stałej K_a, czyli większe jest stężenie jonów H⁺ w równowadze z niezdysocjowanymi cząsteczkami. Należy pamiętać, że tylko słabe kwasy lub zasady mają swoje stałe dysocjacji. Do wyznaczenia stałej dysocjacji K_a oraz stopnia dysocjacji α wystarczy znajomość pH roztworu słabego kwasu i jego początkowego stężenia.

Celem niniejszego doświadczenia jest wyznaczenie stałej i stopnia dysocjacji słabego elektrolitu na podstawie pomiaru pH jego wodnych roztworów.

Odczynniki:

► roztwór słabego kwasu o znanym stężeniu

(roztwór podstawowy)

Sprzęt laboratoryjny:

► 3 zlewki o pojemności 50 cm³

► pipeta pełna o pojemności 25 cm³

► kolba miarowa o pojemności 50 cm³

► kolba miarowa o pojemności 100 cm³

► pH-metr

Wykonanie ćwiczenia:

• Z kolby przelej około 50 cm³ roztworu podstawowego do zlewki i zmierz jego pH (przed pomiarem pH należy przemyć elektrodę pH-metru wodą destylowaną i osuszyć bibułą filtracyjną).

• Następnie roztwór podstawowy należy rozcieńczyć dwukrotnie. W tym celu do kolby miarowej o pojemności 50 cm³ odmierz pipetą 25 cm³ roztworu podstawowego i uzupełnij wodą destylowaną do kreski; dokładnie wymieszaj zawartość kolby.

• W analogiczny sposób przygotuj roztwór czterokrotnie rozcieńczony. Odmierz pipetą 25 cm³ roztworu podstawowego do kolby miarowej o pojemności 100 cm³ i uzupełnij wodą destylowaną do kreski; dokładne wymieszaj.

• Przelej po ok. 50 cm³ każdego z rozcieńczonych roztworów do osobnej zlewki i zmierz ich pH.

Obliczenia:

Na podstawie uzyskanych wyników oblicz stałą oraz stopień dysocjacji dla różnych stężeń badanego elektrolitu. Obliczenia przedstaw w sprawozdaniu z ćwiczenia.

Wyniki:

	Stężenie, c [mol/dm^3]	pH	[H3O^+]=10^-pH
Roztwór podstawowy
Roztwór rozcieńczony dwukrotnie
Roztwór rozcieńczony czterokrotnie

Dyskusja:

Na podstawie uzyskanych wyników oraz prawa rozcieńczeń Ostwalda wyjaśnić, jak zmienia się (lub nie zmienia) stopień dysocjacji i stała dysocjacji wraz ze zmianą stężenia słabego elektrolitu.