Sobiesław Torliński 4.05.2002

Ćwiczenie 2

PRZEWODNICTWO WODY I SŁABYCH ELEKTROLITÓW WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI K_a

SŁABYCH ELEKTROLITÓW

1. Wstęp teoretyczny:

Arrhenius przyjął, że rozpuszczenie elektrolitu w wodzie prowadzi do częściowej dysocjacji elektrolitycznej jego cząsteczek na jony. Znane już w tym czasie zależności przewodnictwa równoważnikowego od stężenia wyjaśniał Arrhenius w ten sposób, że ze wzrostem stężenia elektrolitu następuje, zgodnie z prawem przesunięć równowagi chemicznej, cofnięcie dysocjacji, a więc zmalenie stężenia jonów na korzyść niezdysocjowanej części elektrolitu. Wynikiem tego cofnięcia dysocjacji miałby być obserwowany spadek przewodnictwa równoważnikowego ze wzrostem stężenia.

Stosunek przewodnictwa równoważnikowego przy danym stężeniu do przewodnictwa równoważnikowego w rozcieńczeniu nieskończenie wielkim, powinien być, zdaniem Arrheniusa, miarą stopnia dysocjacji elektrolitu na jony:

Tak zdefiniowany stopień dysocjacji będzie dla wszystkich elektrolitów równy jedności w rozcieńczeniu nieskończenie wielkim. Należy tutaj zaznaczyć, że w owym czasie Arrhenius nie odróżniał mocnych elektrolitów od słabych i do wszystkich elektrolitów stosował tę samą teorię.

Dalsze trudności wynikające z nierozróżniania przez Arrheniusa mocnych i słabych elektrolitów wyniknęły w badaniach równowag dysocjacji. Załóżmy, że elektrolit AB, w roztworze o stężeniu molowym c, dysocjuje na jony w stopniu
według reakcji:

Po ustaleniu się równowagi stężenia reagentów wynoszą:

Wyrażając stałą równowagi reakcji dysocjacji za pomocą stężeń otrzymujemy:

Równanie to, zwane równaniem Ostwalda, umożliwia obliczenie umownej stałej równowagi dysocjacji (wyrażonej za pomocą stężeń) ze znanego stopnia dysocjacji oraz stężenia molowego.

Podstawową właściwością stałej dysocjacji, jako stałej równowagi chemicznej, jest jej niezależność od stężenia c, ale jedynie w przypadku słabych elektrolitów, takich jak CH₃COOH, HCN itp.

2. Literatura:

„Chemia fizyczna” - L. Sobczyk, A. Kisza, PWN W - wa, 1977

„Chemia fizyczna” - K. Pigoń, Z. Ruziewicz, PWN W - wa, 1980

3. Wykaz substancji chemicznych stosowanych w zadaniu:

1. roztwór kwasu octowego

2. roztwór kwasu chlorooctowego

3. roztwór kwasu benzoesowego

W zadaniu nie są wykorzystywane substancje trujące.