Ćwiczenie nr 45

WYZNACZANIE ROZPUSZCZALNOŚCI SOLI TRUDNOROZPUSZCZALNEJ

1. Krótka teoria:

W roztworach elektrolitów, tj. substancji częściowo lub całkowicie zdysocjowanej na kationy i aniony, pod wpływem przyłożonego pola elektrycznego rozpoczyna się ruch tychże jonów. Kationy zdążają do elektrody ujemnej - katody a aniony do elektrody dodatniej - anody. Ruch jonów - ładunków jest więc przepływem prądu elektrycznego.

Przewodnictwo elektrolitów zależy od: temperatury, stężenia, rodzaju elektrolitu (mocny czy słaby), oraz od rodzaju rozpuszczalnika.

Przewodnictwo właściwe (
) jest wielkością charakterystyczną dla danego elektrolitu, tj. jego rodzaju i stężenia:

1. Przewodnictwo właściwe zależy od stężenia elektrolitu. Rozważmy przypadek gdy w roztworze znajduje się tylko jedna substancja rozpuszczona. Zależność ta jest oczywista gdyż zależnie od stężenia w roztworze znajdować się będzie większa bądź mniejsza liczba nośników ładunków (jonów). Jednakże dla elektrolitów słabych liczba ta zależy w sposób bardziej złożony, gdyż uwzględnić należy stopień dysocjacji elektrolitu. Również przy bardzo dużych stężeniach dojdzie do odchyleń od liniowości ze względu na wzrastające oddziaływania międzycząsteczkowe.

2. Przewodnictwo zależy od rodzaju elektrolitu, gdyż różne jony charakteryzują się różnymi ruchliwościami. Ruchliwość w pierwszym rzędzie zależy od wymiarów jonu i jego ładunku oraz od oddziaływań międzyjonowych i z cząsteczkami rozpuszczalnika, zatem również od temperatury.(wyjątkowo duże przewodnictwo jonów H⁺ i OH^- nie jest spowodowane ich dużą ruchliwością lecz wymianą protonów( H⁺ jest przecież w roztworach wodnych obecny głównie w postaci H₃O⁺)

3. Przewodnictwo roztworów zawierających kilka substancji jest suma udziałów wszystkich jonów obecnych w roztworze. Wykazał to ściśle Kolraush dla przypadku granicznego przewodnictw równoważnikowych λ:

λ⁰=λ ₊⁰+λ _-⁰

Pomiary przewodnictwa stosuje się do wyznaczania stałej dysocjacji słabego kwasu, wyznaczania iloczynu jonowego wody, wyznaczania iloczynu rozpuszczalności soli trudno rozpuszczalnej i miareczkowania konduktometrycznego.

Dla soli trudno rozpuszczalnej przyjmuje się, że:

Stężenie roztworu takiej soli będzie wyrażać się wzorem:

gdzie:

c - stężenie soli trudnorozpuszczalnej

λ₀ - przewodnictwo graniczne roztworu

λ_0- , λ₀₊ - przewodnictwo graniczne anionu i kationu

κ_s - przewodnictwo właściwe badanej soli

Zaś iloczyn rozpuszczalności dla soli o wzorze ogólnym A_XB_Y:

2. WYNIKI POMIARÓW - TABELA:

Badana ciecz	przewodnictwo [S]
		Γ1	Γ2	Γ3		Γśrednia
Woda [μS]	2,42	2,44	2,43	2,43	113,70
Roztwór soli [μS]	12,29	12,29	12,28	12,28	574,58
Roztwór wzorcowy KCl [mS]	3,04	3,01	3,01	3,02	0,1413

3. OPRACOWANIE WYNIKÓW:

Naczyńko konduktometryczne po kilkakrotnym przepłukaniu wodą destylowaną napełniam wodą destylowaną i wstawiam do termostatu ( temp. 298 K). Po upływie kilku minut mierzę przewodnictwo za pomocą konduktometru. W analogiczny sposób mierzę przewodnictwo soli AgCl i roztworu wzorcowego KCl.

1. Obliczenie stałej naczyńka konduktometrycznego:

Przewodnictwo właściwe 0,01 molowego roztworu KCl w temperaturze 298 K wynosi: κ = 0,1413

k = 0,1413 / 0,00302 = 46,79 m^-1

2. Obliczenie przewodnictwa właściwego nasyconego roztworu badanej soli κ_AgCl i wody.

κ = k ^. Γ_śr

κ_woda =46,79 ^. 2,43 ^. 10^-6 =113,70 ^. 10^-6 S/m

κ_AgCl =46,79 ^. 12,28 ^. 10^-6 =574,58 ^. 10^-6 S/m

3. Obliczenie rozpuszczalności AgCl:

κ_s = κ_AgCl - κ_wody

κ_s =574,58 ^. 10^-6 - 113,70 ^. 10^-6 = 460,88 ^. 10^-6 S/m

Wartości granicznej przewodności jonowej λ w wodzie w temperaturze 298,15 K odczytałam z tablic:

λ₊ K⁺= 7,35 m²/Ω ^. mol

λ _- K^- = 7,63 m²/Ω ^. mol

c = 460,88 ^. 10^-6 /(7,35 +7,63) =30,77 ^. 10^-6 mol / dm³

4. Obliczenie iloczynu rozpuszczalności AgCl:

Dla soli typu AgCl iloczyn rozpuszczalności określony jest kwadratem stężenia:

L = c²

L = (3,077 ^. 10^-5)² = 9,468 ^.10^-10 mol / dm³

4. WNIOSKI:

4

---