INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI
		CHEMIA FIZYCZNA LABORATORIUM
II ROK INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA DZIENNE GRUPA 27 B		23.11.2012 TYDZIEŃ 3
WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI KWASU OCTOWEGO METODĄ SPEKTROFOTOMETRYCZNĄ TEMAT I AUTORZY OPRACOWANIA: JAKUB WOŹNIAK EWA KOŁOSZYC PIOTR WAŚKOWICZ

1. CZĘŚĆ TEORETYCZNA

Równowaga chemiczna - stan równowagi chemicznej, stan układu reakcyjnego, dla którego powinowactwo chemiczne reakcji chemicznej (A) przyjmuje wartość zerową

Podczas równowagi chemicznej szybkość reakcji jest jednakowa w obu kierunkach (od substratów do produktów i odwrotnie), stężenia reagentów nie ulegają zmianom.

Elektrolit - roztwór zdysocjowanych substancji jonowych, bądź też ciekła forma stopionej substancji jonowej. W roztworze pojawiają się swobodne jony, na skutek czego może ona np. przewodzić prąd elektryczny.

Dysocjacja elektrolityczna - proces rozpadu związków chemicznych na jony przy użyciu rozpuszczalnika.

Prawo rozcieńczeń Ostwalda - przybliżona zależność stopnia dysocjacji słabego elektrolitu od stężenia:

K = α²*C/(1-α)

gdzie: α - stopień dysocjacji, C - stężenie elektrolitu,

K - stała dysocjacji.

Równanie najczęściej przybiera formę K = α²*C

Prawa tego stosuje się do dysocjacji słabych kwasów i zasad i hydrolizy ich soli.

Prawo Lamberta-Beera - opisuje pochłanianie promieniowania elektromagnetycznego przy przechodzeniu przez częściowo absorbujący i rozpraszający ośrodek.

A=ɛ*l*c

Gdzie: ɛ - molowy współczynnik ekstynkcji, l - droga światła w ciele C - stężenie molowe substancji absorbującej w roztworze

Spektrofotometria - technika pomiarowa polegająca na ilościowym pomiarze transmisji lub odbicia światła przez próbkę.

2. CZĘŚĆ EKSPERYMENTALNA

Sporządziliśmy 3 roztwory po 100 ml. A następnie zmieszaliśmy je z sobą w różnych stosunkach. Przez oranæ odbarwia sie czerwony kolor.

A - 4,5 ml oranżu metylowego na 100ml roztworu

B - 20 ml roztworu HCl +4,5 ml oranżu metylowego nna 100 ml roztworu

C - 10 ml kwasu octowego + 4,5 ml orażnu metylowego na 100 ml roztworu

Ekstynkcja roztworów A+B

L.p	VA [ml]	VB [ml]	CHCl=[H^+]x10^4	E
1	0	10	10	0,612
2	1	9	9	0,568
3	2	8	8	0,568
4	3	7	7	0,521
5	4	6	6	0,486
6	5	5	5	0,432
7	6	4	4	0,393
8	8	2	2	0,334
9	9	1	1	0,180
10	10	0	0	0,020

Stezenie kwasu solnego:

C_HCl = 0,005 mol/dm³ * 20ml/100ml = 0,001 mol/dm³

Obliczanie stezenie jonow [H⁺]:

1. C_H+ = 10*0,001/10 *10000 = 10

2. C_H+ = 9/10*0,001*10000 = 9

3. C_H+ = 8/10*0,001*10000 = 8

4. C_H+ = 7/10*0,001*10000 = 7

5. C_H+ = 6/10*0,001*10000 = 6

6. C_H+ = 5/10*0,001*10000 = 5

7. C_H+ = 4/10*0,001*10000 = 4

8. C_H+ = 2/10*0,001*10000 = 2

9. C_H+ = 1/10*0,001*10000 = 1

10)C_H+ = 0/10*0,001*10000 = 0

Ekstynkcja roztworów A+C

L.p	VA [ml]	VB [ml]	CHA [mol/dm^3]	E	[H^+]x10^4	Kcx10^5
1	3	7	0,0007	0,116	2,5	13,9
2	2	8	0,0008	0,071	2,75	14,4
3	1	9	0,0009	0,120	3	15,0
4	0	10	0,0010	0,142	3,25	15,6

Stezenie kwasu octowego:

C_HA = 10ml*0,01mol/dm³/100ml = 0,001 mol/dm³

Stezenie jonow [H⁺]:

1. C_HA = 7*0,001/10 = 0,0007

2. C_HA = 8*0,001/10 = 0,0008

3. C_HA = 9*0,001/10 = 0,0009

4. C_HA = 10*0,001/10 = 0,001

Stala dysocjacji:

K_c = [H⁺]² /(C_HA-[H⁺])

1. Kc = (0,00025)² /(0,0007 - 0,00025) = 13,9 *10^-5

2. Kc = (0,000275)² /(0,0008 - 0,000275) = 14,4 * 10^-5

3. Kc = (0,0003)² /(0,0009 - 0,0003) = 15,0 * 10^-5

4. Kc = (0,000325)² /(0,001 - 0,000325) = 15,6 * 10^-5

Stopien dysocjacji:

α = [H⁺] / C_HA =0,00025 / 0,0007 = 0,36

2. PODSUMOWANIE I WNIOSKI

Na podstawie odczytów ekstynkcji dla odpowiednich stężeń otrzymaliśmy krzywą cechowania dla kwasu solnego. Jest ona podobna do krzywej teoretycznej, więc można uznać, że pomiar został wykonany prawidłowo.

W ćwiczeniu drugim obserwujemy, że przyrost stężenia kwasu octowego jest równoznaczne z wzrostem stałej dysocjacji.

3. LITERATURA

Eksperymentalna chemia fizyczna Kool, Gatner, Kisza, Sobczyk, PWN, Warszawa

---