Ć W I C Z E N I E   Nr  35 

 

OZNACZANIE  STAŁEJ   RÓWNOWAGI   REAKCJI  

 

−

−

=

+

3

2

I

I

I

 
Cel  ćwiczenia: wyznaczenie stałej równowagi reakcji pomiędzy jodem 
cząsteczkowym i jonami jodkowymi w fazie wodnej. 
 Jod, 

źle rozpuszczalny w wodzie, dobrze rozpuszcza się w wodnych 

roztworach jodku potasu, dzięki zachodzącej w układzie reakcji: 

 

 

 

 

 

  

(1) 

−

−

=

+

3

2

I

I

I

Stałą równowagi tej reakcji, wyrażoną wzorem:  

                                     

w

w

2

w

3

c

]

I[

]

I[

]

I[

K

−

−

⋅

=

                                (2) 

można obliczyć wykorzystując różnice współczynników podziału jodu pomiędzy 
rozpuszczalnik organiczny i wodę, K, oraz pomiędzy rozpuszczalnik organiczny i 
wodny roztwór jodku potasu K

1

.  

W stałej temperaturze i pod stałym ciśnieniem, zgodnie z prawem podziału 

Nernsta, stosunek stężeń jodu w obu fazach, rozpuszczalniku organicznym i wodzie 
jest stały i równy współczynnikowi podziału K, który wyrażony jest równaniem:  

                                             

w

2

org

2

]

I[

]

I[

K

=

                                      (3) 

W stałej temperaturze i pod stałym ciśnieniem stosunek stężeń jodu w 
rozpuszczalniku organicznym i wodnym roztworze jodku potasu jest stały i określony 
współczynnikiem podziału K

1

, wyrażonym zależnością: 

                                   

w

3

w

2

org

2

1

]

I

[

]

I

[

]

I

[

K

−

+

=

                                  (4) 

Dzieląc równania (3) i (4) stronami otrzymujemy zależność (5): 
 

                                             

w

2

w

3

w

2

w

3

w

2

1

]

I[

]

I[

1

]

I[

]

I[

]

I[

K

K

−

−

+

=

+

=

                     (5) 

Po uwzględnieniu zależności (5) w równaniu (2) otrzymujemy zależność 

pomiędzy stałą równowagi reakcji K

c

 i współczynnikami podziału jodu pomiędzy fazę 

organiczną i wodną, K oraz fazę organiczną i wodny roztwór jodku potasu, K

1

: 

 

                                                    

w

c

1

]

I[

K

1

K

K

−

⋅

=

−

                                     (6) 

 Stałą równowagi K

c

 dla reakcji (1) można obliczyć oznaczając współczynnik 

podziału jodu K pomiędzy rozpuszczalnik organiczny i wodę, a także współczynniki 
podziału jodu K

1

 pomiędzy rozpuszczalnik organiczny i wodne roztwory jodku potasu 

o różnych stężeniach jonów jodkowych [I

-

]. 

 
Wykonanie ćwiczenia 
 

1.  W suchych kolbkach z korkiem szlifowanym przygotować po 20 ml wodnych 

roztworów KI, o stężeniach podanych przez asystenta. 

2.  Do przygotowanych roztworów dodać po 20 ml roztworu jodu w toluenie (lub 

innym rozpuszczalniku organicznym), zatkać korkiem i energicznie wytrząsać. 
Pozostawić do rozwarstwienia. 

3.  Po rozdzieleniu faz suchą pipetką pobrać po około 5 ml roztworu z warstwy 

organicznej (górnej) i przelać do kuwety pomiarowej kolorymetru. W drugiej 
kuwecie umieścić rozpuszczalnik organiczny (toluen). 

4. Zmierzyć absorbancję kolejnych roztworów [wartości (A

2

)

i

 ] 

5. Zmierzyć absorbancję wyjściowego roztworu I

2

 w toluenie (lub innym 

rozpuszczalniku organicznym) A

1

. 

 
Lp. 

[J

-

]

w

Stężenie KI 

 

(A

2

)

i

 

(K

1

)

i

 

 

 

 

 

 

Opracowanie wyników 
 

Z prawa Lemberta-Beera wynika, że absorbancja roztworu A jest wprost 

proporcjonalna do stężenia c substancji absorbującej i długości drogi optycznej l: 

                                         A = A

o

 

⋅ l ⋅ c                                         (7) 

A

0

 jest molowym współczynnikiem absorpcji.  

Długość drogi optycznej jest równa grubości warstwy roztworu czyli grubości kuwety. 
Ponieważ do wszystkich oznaczeń wykorzystywana jest ta sama kuweta, zmierzone 
w doświadczeniu absorbancje roztworów (A

2

)

i

 są proporcjonalne do równowagowego 

stężenia jodu w fazie organicznej. Natomiast równowago stężenie jodu w wodnym 
roztworze jodku potasu jest proporcjonalne do różnicy absorbancji [A

1

-(A

2

)

i

], gdzie A

1

 

jest absorbancją wyjściowego roztworu jodu w toluenie.         
1. Współczynniki podziału jodu pomiędzy fazę organiczną i wodne roztwory jodku 

potasu można obliczyć z zależności (8) otrzymanej po uwzględnieniu równania 
(7) w równaniu (4): 

]

)

A

(

A

[

)

A

(

]

I[

]

I[

]

I[

K

i

2

1

i

2

w

3

w

2

org

2

1

−

≡

+

=

−

 

  (8) 

2. Współczynnik podziału jodu pomiędzy rozpuszczalnik organiczny i wodę, K 

można obliczyć z zależności (9): 

]

)

A

(

A

[

)

A

(

]

I[

]

I[

K

0

2

1

0

2

w

2

org

2

−

≡

=

 

  (9) 

(A

2

)

0

 jest absorbancja roztworu I

2

 w fazie organicznej w równowadze z 

nasyconym wodnym roztworem I

2

.  

3. Wartość (A

2

)

0

 należy wyznaczyć przez ekstrapolację, z wykresu zależności (A

2

)

i

  

od c

KI

.   

4. Narysować zależność 

1

)

K

(

K

i

1

−

od stężenia jodku potasu c

KI

. Zgodnie z 

równaniem (6) zależność ta jest prostą, przechodzącą przez początek układu 
współrzędnych.  

5. Obliczyć współczynnik kierunkowy, liczbowo równy stałej równowagi reakcji K

c

, 

albo za pomocą arkusza kalkulacyjnego, albo metodą najmniejszych kwadratów z 
następującej zależności:  

2

i

w

n

1

i

i

w

i

1

n

1

i

c

)

]

I

([

)

]

I

([

]

1

)

K

(

K

[

K

−

=

−

=

Σ

⋅

−

Σ

=