background image

Ć W I C Z E N I E     Nr    57 

 

WYZNACZANIE  STAŁEJ  DYSOCJACJI  SŁABEGO  KWASU  METODĄ  

POTENCJOMETRYCZNĄ 

Cel ćwiczenia  
Celem  ćwiczenia jest wyznaczenie stałej równowagi reakcji dysocjacji kwasu 
octowego metodą miareczkowania pehametrycznego.  
 

Dysocjację słabego kwasu opisuje termodynamiczna stała równowagi K

a

 

HAc

Ac

H

HAc

Ac

H

Ac

H

Ac

H

a

c

c

c

a

a

a

K

γ

γ

γ

=

+

+

+

 

  (1) 

gdzie: 

+

H

a

A

a

HA

a

są aktywnościami kationu, anionu i niezdysocjowanego kwasu. Dla 

roztworów rozcieńczonych, można przyjąć, że współczynniki aktywności jonu octanowego, 
γ

Ac

 i niezdysocjowanego kwasu, 

γ

HAc

,  są bliskie jedności.  

W czasie miareczkowania słabego kwasu, np. kwasu octowego, mocną zasadą 

powstaje sól, np. octan sodu, który jest jonoforem, która w roztworze występuje w postaci 
swobodnych jonów. Obecność swobodnych anionów zmniejsza dysocjację  słabego 
kwasu, można przyjąć, że stężenie niezdysocjowanego kwasu jest równe stężeniu kwasu 
w próbce, 

, natomiast stężenie jonu octanowego jest równe stężeniu soli, 

. Równanie (1)  przyjmie postać: 

kwas

HAc

c

c

=

sól

Ac

c

c

=

kwas

sól

H

a

c

c

a

K

=

+

 

   (2) 

z której łatwo obliczyć pH roztworu: 

+

=

kwas

sól

a

c

c

log

pK

pH

 

 

 

 

   (3) 

Zależność (3) znana jest jako równanie Hendersona-Hasselbacha.  
Na początku miareczkowania, przed osiągnięciem punktu równoważnikowego, stężenie 
soli w roztworze wyraża zależność: 

próbka

NaOH

NaOH

sól

V

V

c

c

=

 

 

 

 

 

(4) 

w której c

NaOH

 i V

NaOH

 są odpowiednio stężeniem i objętością dodanej zasady, natomiast 

V

próbka

 jest objętością miareczkowanego roztworu. 

Stężenie kwasu w miareczkowanym roztworze można wyrazić zależnością: 

 

 

próbka

NaOH

PR

NaOH

NaOH

kwas

V

]

V

)

V

[(

c

c

=

   

 

(5) 

w której (V

NaOH

)

PR

 jest równoważnikową, stechiometryczną, objętością zasady, 

wyznaczoną metodą miareczkowania pehametrycznego.  
Uwzględniając równania (4) i (5) w zależności (3) otrzymujemy zależność prostoliniową, 

NaOH

PR

NaOH

NaOH

a

V

)

V

(

V

log

pK

pH

+

=

 

  (6) 

 
z której można wyznaczyć wartość pK

a

 

background image

Wykonanie ćwiczenia 
 
1. Przygotować pehametr do pomiaru pH: nacisnąć czerwony przycisk sieć oraz przycisk 

pH. 

2. Po 

około 10 min wykalibrować przyrząd. W tym celu nalać do zlewki około 50 ml 

buforu ftalanowego o pH = 4,00, ostrożnie wrzucić dipol magnetyczny, przykryć 
zlewkę pokrywką zawierającą elektrody szklaną i kalomelową oraz włączyć mieszadło. 
Po około 5 min wyłączyć mieszadło i pokrętłem kalibracji nastawić pH w pozycji 4,00. 
Położenia pokrętła kalibracji nie zmieniać w trakcie pomiarów. 

3. Po 

usunięciu buforu i przepłukaniu elektrod wodą destylowaną nalać 50 ml roztworu 

badanego kwasu. Jeśli elektrody nie są dostatecznie zanurzone dodać wody 
destylowanej. 

4. Biuretę napełnić roztworem NaOH o stężeniu 0,3 mol/dm

3

. Roztwór z biurety dodawać 

do roztworu kwasu porcjami początkowo po 0,5 ml, później po 0,2 ml, 

 

a w pobliżu punktu równoważnikowego po 0,1 ml. Po dodaniu każdej porcji mieszać 
roztwór przez około 5 min, a następnie po wyłączeniu mieszadła zmierzyć pH. 

5. Objętości zużytego do miareczkowania NaOH i odpowiadające im zmierzone wartości 

pH zapisać w tabeli. Po zakończeniu pomiarów wyłączyć pehametr, wyjąć dipol 
magnetyczny, wylać roztwór ze zlewki, elektrody przemyć wodą destylowaną, 
pozostawić je zanurzone w wodzie destylowanej. Uporządkować stanowisko pracy. 

 
Opracowanie wyników 
 

1. Sporządzić wykres I przedstawiający zależność pH miareczkowanego roztworu kwasu 

od objętości dodanej zasady, V

NaOH

: )

V

(

f

pH

NaOH

=

.  

2. Punkt przegięcia krzywej miareczkowania odpowiada równoważnikowej objętości 

zasady (V

NaOH

)

PR

 (punkt równoważnikowy).   

 

3. Sporządzić wykres II pierwszej pochodnej krzywej miareczkowania:  

 

4.                    

)

V

(

f

V

)

pH

(

NaOH

NaOH

=

Δ

Δ

 

 

 

 

 

5.  Z wykresu odczytać objętość równoważnikową, (V

NaOH

)

PR. 

6. Korzystając z arkusza kalkulacyjnego lub metodą najmniejszych kwadratów obliczyć 

parametry prostej: 

)

V

)

V

(

V

log

(

f

pH

NaOH

PR

NaOH

NaOH

=

 

7. Obliczyć wartość stałej dysocjacji K

a

. Porównać wyznaczoną wartość stałej dysocjacji 

kwasu octowego z wartością podawaną w tabelach danych fizykochemicznych, która 
wynosi 1,753 · 10

5

 (pK

a

 = 4,76). 


Document Outline