background image

ĆWICZENIE  Nr 45 

 

WYZNACZANIE ROZPUSZCZALNOŚCI SOLI TRUDNOROZPUSZCZALNEJ. 

 

Cel  ćwiczenia: Wyznaczenie rozpuszczalności soli trudnorozpuszczalnej 

 

i obliczenie iloczynu rozpuszczalności tej soli w wodzie. 
 

Roztwór elektrolitu jest dobrym przewodnikiem prądu. Nośnikami  ładunku 

elektrycznego w roztworze są jony. Zdolność roztworu elektrolitu do przewodzenia 
prądu określa przewodnictwo elektryczne roztworu 

Γ, które jest odwrotnością oporu 

stawianego przez roztwór elektrolitu.  

Do pomiaru przewodnictwa elektrolitu wykorzystuje się specjalne naczynia, 

zawierające wtopione elektrody platynowe, których efektywną powierzchnię 
zwiększono przez pokrycie ich czernią platynową, nazywane naczyńkami 
konduktometrycznymi. Celem zmierzenia przewodnictwa roztworu elektrolitu 
elektrody naczyńka konduktometrycznego należy połączyć z konduktometrem, 
umożliwiającym automatyczny pomiar przewodnictwa elektrycznego roztworu 

Γ. 

Konduktometr jest zmodyfikowanym mostkiem Wheatstone’a.  

Przewodnictwo elektryczne roztworu 

Γ jest wprost proporcjonalne do 

efektywnej powierzchni elektrody s i odwrotnie proporcjonalne do długości słupa 
elektrolitu, która jest równa odległości pomiędzy elektrodami, l. Przewodnictwo  
zależy od właściwości roztworu, którą charakteryzuje przewodnictwo właściwe 

κ: 

k

l

s

κ

κ

=

Γ

                                             (1) 

Dla każdego naczyńka konduktometrycznego stosunek odległości pomiędzy 

elektrodami l do efektywnej powierzchni elektrody s, jest wielkością stałą i nazywany 
jest stałą naczyńka  k. Ponieważ efektywna powierzchnia elektrody nie jest znana, 
stałą naczyńka  k wyznacza się doświadczalnie mierząc przewodnictwo 

Γ dla 

roztworu wzorcowego, dla którego znane jest przewodnictwo właściwe 

κ. Najczęściej 

stosowanym wzorcem są roztwory KCl.  

Przewodnictwem właściwym elektrolitu 

κ nazywamy zdolność przewodzenia 

prądu przez jednostkową objętość roztworu umieszczoną pomiędzy elektrodami  
o jednostkowej powierzchni efektywnej. Przewodnictwo właściwe roztworu silnie 
zależy od liczby jonów zawartych w jednostkowej objętości, a więc silnie zależy od 
stężenia roztworu elektrolitu. 

Wielkością, która pozwala na łatwe porównanie zdolności przewodzenia 

prądu przez różne elektrolity jest przewodnictwo molowe 

λ. Jest to przewodnictwo 

słupa roztworu, znajdującego się pomiędzy elektrodami o jednostkowej powierzchni 
efektywnej, który zawiera 1 mol ładunków dowolnego znaku, dodatnich lub ujemnych. 
Przewodnictwo molowe 

λ można obliczyć dzieląc przewodnictwo właściwe  κ przez 

stężenie ładunków dowolnego znaku c

3

10

c

κ

=

λ

                                         (2) 

współczynnik 10

-3

 w równaniu (2) wynika z przeliczenia jednostek przewodnictwa 

właściwego, S

.

m

-1

 i stężenia mol

.

dm

-3

Przewodnictwo molowe 

λ zależy od stężenia  ładunków  c. Dla elektrolitów 

jonoforowych wpływ stężenia na przewodnictwo molowe opisuje doświadczalna 
zależność Kohlrauscha: 

c

a

0

λ

=

λ

                                             (3) 

background image

 

λ

0

 jest molowym przewodnictwem granicznym, czyli przewodnictwem 

 

1 mola ładunków dowolnego znaku w roztworze nieskończenie rozcieńczonym: 

                

 

 

                                                      (4) 

λ

=

λ

lim

0

c

0

Molowe przewodnictwo graniczne dla elektrolitów jonoforowych można 

wyznaczyć przez ekstrapolację doświadczalnej zależności 

)

c

(

f

=

λ

. Dla wszystkich 

elektrolitów, jonoforowych i jonogennych, przewodnictwo graniczne można obliczyć z 
prawa niezależnej wędrówki jonów, sformułowanego przez Kohlrauscha:   

              

0

0

0

+

λ

+

λ

=

λ

                                                     (5) 

Rozpuszczalność soli trudnorozpuszczalnej, czyli stężenie roztworu 

nasyconego, można wyznaczyć mierząc przewodnictwo właściwe tego roztworu. 
Należy jednak pamiętać,  że mierzone doświadczalnie przewodnictwo właściwe 
roztworu 

κ

roztwór

 jest sumą przewodnictw wszystkich składników roztworu, soli 

κ

sól

  

i rozpuszczalnika 

κ

rozpuszczalnik

ik

ln

rozpuszcza

sól

roztwór

κ

+

κ

=

κ

    

 

 

(6) 

 
Jeżeli stężenie soli jest duże, przewodnictwo właściwe rozpuszczalnika jest 

znacznie mniejsze od przewodnictwa soli i dlatego jest pomijane w obliczeniach. 
Ponieważ stężenie soli trudnorozpuszczalnej jest bardzo małe, przewodnictwa 
właściwego rozpuszczalnika nie można pominąć. 

Stężenie roztworu nasyconego soli trudnorozpuszczalnej można obliczyć 

zakładając,  że przewodnictwo molowe tego roztworu jest równe przewodnictwu 
granicznemu. Przyjmując to założenie i przekształcając zależność (2) można 
napisać: 

0

0

sól

3

0

sól

3

10

10

c

+

λ

+

λ

κ

λ

κ

=

                                      (7) 

 
Wykonanie ćwiczenia. 

1. Pobrać zanurzeniowe naczyńko konduktometryczne, wzorcowy roztwór KCl, 

sól trudnorozpuszczalną i specjalnie przygotowaną wodę destylowaną. 

2. Przygotować roztwór soli trudnorozpuszczalnej w wodzie destylowanej. 
3. Zanurzeniowe naczyńko konduktometryczne kilkakrotnie opłukać specjalnie 

przygotowaną wodą destylowaną, zanurzyć w tej wodzie i umieścić  
w termostacie.  

4. Przewodnictwo wody zmierzyć po 15 minutach termostatowania. Pomiar 

powtórzyć trzykrotnie w odstępach 5 minutowych. 

5. Zanurzeniowe naczyńko konduktometryczne kilkakrotnie opłukać nasyconym 

roztworem soli trudnorozpuszczalnej, zanurzyć w tym roztworze i umieścić  
w termostacie.  

6.  Przewodnictwo roztworu zmierzyć po 15 minutach termostatowania. Pomiar 

powtórzyć trzykrotnie w odstępach 5 minutowych. 

7. Zanurzeniowe naczyńko konduktometryczne kilkakrotnie opłukać wzorcowym 

roztworem KCl, zanurzyć w tym roztworze i umieścić w termostacie.  

8.  Przewodnictwo roztworu zmierzyć po 15 minutach termostatowania. Pomiar 

powtórzyć trzykrotnie w odstępach 5 minutowych. 

background image

9.  Wyniki pomiarów zestawić w tabeli: 
Badana ciecz 

Przewodnictwo 

Γ, S 

 

Γ

1

Γ

2

Γ

3

Γ

śr

κ 

S

.

cm

-1

woda      
roztwór 

soli 

     

wzorcowy 
roztwór KCl  

 

 

 

 

 

 

Opracowanie wyników: 

1. Obliczyć stałą naczyńka konduktometrycznego: 

śr

KCl

k

Γ

κ

=

 

2. Przewodnictwa właściwe roztworu soli 

κ

sól

 i wody 

κ

woda

 obliczyć z zależności 

(1). 

3. Rozpuszczalność soli trudnorozpuszczalnej obliczyć z zależności (7). 
4. Obliczyć iloczyn rozpuszczalności soli trudnorozpuszczalnej z następującej 

zależności:   

 

 

 

ν

+

 oraz 

ν

-

 oznaczają współczynniki stechiometryczne dla danej soli. 

)

(

c

)

c

(

)

c

(

c

c

L

+

+

+

+

ν

+

ν

ν

ν

+

ν

ν

+

ν

ν

+

ν

ν

ν

ν

=