Celem ćwiczenia jest ilościowe oznaczanie zawartości CO2 w powietrzu. Na podstawie spadku przewodnictwa właściwego roztworu wodorotlenku barowego, przed pochłonięciem, po pochłonięciu CO2, oblicza się zawartość CO2.
W naszym ćwiczeniu napełniliśmy 4 płuczki roztworem Ba(OH)2, dla jednej z nich zmieniliśmy przewodnictwo (K0) i następnie przez te płuczki połączone szeregowo przepuściliśmy 20 dm3 powietrza. W wyniku tego w płuczkach zmniejszyło się przewodnictwo roztworu.
Przewodnictwo Ba(OH)2 zależy od stężenia tego roztworu. Zależność tą przedstawia następujące równanie:
K= 464,86*CBa(OH)2 + 01717
Z tego równania możemy ustalić stężenie Ba(OH)2.
-464,86*CBa(OH)2 = 01717 - k
CBa(OH)2 = k/464,86 - 0,000369 [mol/dm3]
Wartość zmierzonego na ćwiczeniach przewodnictwa zestawiono w tabeli.
Przewodnictwo roztworu Ba(OH)2 |
||||
Roztwór wyjściowy |
Płuczka |
|||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
k0 |
k1 |
k2 |
k3 |
k4 |
4,8 |
4,05 |
4,05 |
4,2 |
4,3 |
Zależność stężenia Ba(OH)2 od przewodnictwa z = 464,86*CBa(OH)2 + 0,1717
z -przewodnictwo
CBa(OH)2 -stężenie Ba(OH)2
Na podstawie wartości z tabeli możemy obliczyć stężenie w poszczególnych płuczkach jak też stężenie początkowe roztworu.
stężenie początkowe roztworu k0 = 4,8
CBa(OH)2 = 9,996
stężenie w płuczce nr 1 dla k1 = 405
CBa(OH)2 = 8,343
stężenie dla k2 = 405
CBa(OH)2 = 8,343
stężenie dla k3 = 4,2
CBa(OH)2 = 8,665
stężenie dla k4 = 4,3
CBa(OH)2 = 8,881
Obliczam różnicę stężeń w poszczególnych płuczkach.
C1 = 9,996 - 8,343 = 1,613
C2 = 9,996 - 8343 = 1,613
C3 = 9,996 - 8,665 = 1,290
C4 = 9,996 - 8,881 = 1,079
Obliczam ile mmoli Ba(OH)2 weszło w reakcję z CO2 w poszczególnych płuczkach (w płuczkach po 190 cm3 Ba(OH)2.
1,613 - 1000
x1, x2 - 190
x1 = 0,242
x2 = 0,242
x3 = 0,1935
x4 = 0,16129
W płuczkach zachodzi zgodna z równaniem:
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O
Stosunek moli jest równy 1:1 a to oznacza że zostało wchłonięte 0,83879 CO2
0,242 + 0,242 + 0,1939 + 0,1625 = 0,83879
Zakładając 90% wydajność możemy stwierdzić, że przez płuczki przepuszczono:
2*0,83879 = 1,6778 mmol CO2 (0,0016778 mol)
w warunkach normalnych w powietrzu znajdowało się:
x = 22,4*0,0016678
x = 0,37976 dm3 CO2
Przez płuczki przepuszczono 20 dm3 powietrza więc zawartość CO2 w badanym powietrzu wynosi:
CCO2 0,037576/20 * 100% = 0,18788%