Cel ćwiczenia:

Wykorzystanie pomiaru przewodnictwa do oznaczenia zawartości kwasu w próbce.

Przebieg doświadczenia:

Do zlewki odmierzyłam pipetą 5ml roztworu HCl i dodałam wody destylowanej. Po wymieszaniu odczytałam początkową wartość przewodnictwa roztworu. Później miareczkowałam go dodając roztwór NaOH porcjami po 0,5ml. Po dodaniu każdej porcji mieszałam roztwór i mierzyłam jego przewodnictwo. Po przepłukaniu zlewki powtórzyłam czynności dla 5ml roztworu CH₃COOH, następnie roztworu 5ml HCl razem z 5ml CH₃COOH. Wszystkie wyniki zanotowałam w tabeli.

Tabela pomiarowa:

HCl		CH3COOH		HCl+CH3COOH
VNaOH (ml)	Γ1, mS	VNaOH (ml)	Γ2, mS	VNaOH (ml)	Γ3, mS
0	12,21	0	0,431	0	13,86
0,5	10,56	0,5	0,616	0,5	12,22
1	9,41	1	0,975	1	10,44
1,5	7,79	1,5	1,348	1,5	8,72
2	6,69	2	1,704	2	7,35
2,5	5,23	2,5	2,01	2,5	5,70
3	3,94	3	2,34	3	4,53
3,5	3,42	3,5	2,69	3,5	3,92
4	4,20	4	2,81	4	4,13
4,5	5,09	4,5	2,99	4,5	4,32
5	5,83	5	3,22	5	4,64
5,5	6,50	5,5	3,78	5,5	4,82
6	7,16	6	4,46	6	4,97
6,5	7,98	6,5	4,93	6,5	5,27
7	8,74			7	5,47
7,5	9,21			7,5	5,64
8	9,81			8	5,94
8,5	10,71			8,5	6,58
9	10,97			9	7,16
9,5	11,45			9,5	7,97
10	12,09			10	8,64
10,5	12,56			10,5	9,17
				11	9,73
				11,5	10,08
				12	10,77
				12,5	11,16
				13	11,69
				13,5	12,14
				14	12,59
				14,5	13,11
				15	13,52
				15,5	13,91
				16	14,31
				16,5	14,93
				17	15,16
				17,5	15,48
				18	15,92
				18,5	16,24
				19	16,58
				19,5	16,73
				20	17,13
				20,5	17,36
				21	17,83
				21,5	18,07
				22	18,31
				22,5	18,58
				23	18,87
				23,5	19,11
				24	19,33
				24,5	19,84

Wykresy i obliczenia:

Mocny kwas (HCl)

Odczytany punkt zobojętnienia (punkt przegięcia wykresu) : V = 3,4 ml = 0,0034 dm³

• Ilość moli zużytego kwasu HCl

(jako że reakcja przebiega według schematu HCl + NaOH → NaCl + H₂O przyjmuję, że liczba moli zużytego kwasu jest równa liczbie moli zużytej zasady)

→

n = 0,2
* 0,0034 dm³ = 0,00068 mola

• Stężenie kwasu - C_m V = 5 ml = 0,005 dm³

C_m =
=

Słaby kwas (CH₃COOH)

odczytany punkt zobojętnienia: V= 4,9 ml= 0,0049 dm³

• Ilość moli zużytego kwasu CH
  COOH - n

(jako że reakcja przebiega według schematu CH₃COOH + NaOH → CH₃COONa + H₂O przyjmuję, że liczba moli zużytego kwasu jest równa liczbie moli zużytej zasady)

→

n = 0,2
* 0,0049 dm³ = 0,00098 mola

• Stężenie kwasu - C_m V = 5 ml = 0,005 dm³

C_m =
=

Mieszanina kwasów (HCl + CH₃COOH)

odczytane punkty zobojętnienia: V
= 3,4 ml = 0,0034 dm³

V
= 7,8 ml

V₂-V₁= 7,8 ml -3,4 ml =4,4 ml = 0,0044 dm³

• Ilość moli zużytych kwasów

n_HCl = 0,2
* 0,0034 dm³ = 0,00068 mola

n_CH3COOH = 0,2
* 0,0044 dm³ = 0,00088 mola

• Stężenie kwasu - C_m V
  = 5ml , V
  = 5ml

1. HCl:

C_m =
=

2. CH
   COOH:

C_m =
=

Wnioski:

Dzięki wykresom zależności przewodnictwa elektrycznego od objętości danej zasady mogłam określić stężenie miareczkowanych kwasów. W tym celu należało odczytać punkty równoważnikowe ze sporządzonych wykresów. Serie danych na moich wykresach przypominają te zamieszczone w instrukcji, więc mogę zaryzykować stwierdzenie, iż ćwiczenie zostało wykonane poprawnie.

Analiza wykresów ukazuje następujące spostrzeżenia:

• Na wykresie miareczkowania mocnego kwasu przewodnictwo początkowo spada, natomiast po przekroczeniu PR (V_NaOH=3,4ml) rośnie.

• Na wykresie miareczkowania słabego kwasu początkowo następuje lekki wzrost przewodnictwa, który później, mijając PR (VNaOH=4,9ml) wzrasta w nieco większym stopniu.

• Na wykresie miareczkowania mieszaniny kwasów początkowo przewodnictwo spada, po przekroczeniu PR_I (V_NaOH =3,4ml) powoli wrasta, natomiast mijając drugi PR (V_NaOH=7,8ml) przewodnictwo wzrasta z większą szybkością.

Dzięki wyznaczonym PR z wykresu obliczyłam liczbę moli oraz stężenia kwasów.

Wyliczone stężenie molowe HCl zarówno w przypadku miareczkowania mocnego kwasu mocną zasadą, jak i miareczkowania mieszaniny kwasów mocną zasadą wyniosło 0,136
.

Identyczne wyniki obu przypadków obliczeń pozwalają mi przypuszczać, iż oznaczenie stężenia kwasu solnego jest miarodajne i zgodne z rzeczywistością.

Stężenie molowe CH₃COOH miareczkowanego oddzielnie wyniosło 0,196
a w mieszaninie 0,176
. W tym przypadku obliczone stężenia nieznacznie się od siebie różnią, w granicy okolicy około 10%. Ta niewielka niezgodność może być spowodowana nieco niedokładnymi w czasie odczytami wartości przewodnictwa z wyświetlacza lub dodawaniem NaOH w porcjach, które niekoniecznie musiały wynosić idealnie 0,5 ml. Za przyczynę tej sytuacji można uznać błąd ludzki polegający na niedokładnym odczycie ilości wkroplonej substancji ze skali biurety.

PR

PR

PR_I

PR_II

---