Nr 31. Nr zespołu 7 |
|
Data: 1997.XII.02 |
Bielak Lidia Dutkiewicz Magda Gucwa Joanna Tokarz Wojciech |
Temat: Wyznaczanie stałej i stopnia dysocjacji elektrolitów |
Ocena: |
Wstęp teoretyczny
Przewodnictwo roztworu elektrolitycznego jest odwrotnością oporu
, R - jest to opór w omach,
jednostką przewodnictwa jest simens ().
Przewodnictwo zależy od powierzchni przekroju poprzecznego A o długości l naczynka konduktometrycznego:
gdzie χ oznacza przewodnictwo właściwe tj. Przewodnictwo sześciennej kostki roztworu elektrolitu o boku 1 cm, - stała naczynka k
Przewodnictwo równoważnikowe jest miarą zdolności przenoszenia ładunku elektrycznego przez gramorównoważnik substancji rozpuszczonej:
Prawo niezależnego ruchu jonów Kohlrauscha - przyjmuje, że przewodnictwo elektrolitu w roztworze nieskończenie rozcieńczonym składa się z udziałów odpowiadających poszczególnym jonom elektrolitu
Zgodnie z teorią dysocjacji Arheniusa stopień dysocjacji można wyrazić jako stosunek przewodnictwa równoważnikowego do przewodnictwa równoważnikowego:
zaś stałą dysocjacji można wyliczyć ze wzoru:
Cel ćwiczenia:
Wyznaczyć stałą i stopień dysocjacji słabego kwasu (kwasu mrówkowego HCOOH) przez pomiar przewodnictwa wodnych roztworów badanego kwasu o różnych stężeniach.
3. Sposób wykonania ćwiczenia:
Przygotowujemy roztwory C0=0,01 M kwasu mrówkowego, mrówczanu sodu, NaCl i HCl oraz kolejne roztwory otrzymane przez rozcieńczenie C0/2, C0/4, C0/8, C0/16 C0/32. Wyznaczamy stałą naczynka k przez pomiar przewodnictwa 0,01 M roztworu KCl w temperaturze 25°C (χ=1,413 . 10-3Ω-1 cm-1). Następnie dokonujemy pomiarów przewodnictwa sporządzonych roztworów.
Graniczne przewodnictwo równoważnikowe HCOOH obliczamy ze wzoru:
Graniczne przewodnictwo HCOONa, NaCl, HCl, znajdujemy na podstawie wykresów .
Wyniki i obliczenia:
- pomiar przewodnictwa KCl
L=1,2 mS
⇒
Wyniki pomiarów przewodnictwa zestawiamy w tabelach
HCOONa
C |
L[mS] |
χ=k. L.10-3 |
Λ=χ |
C0=0,01 |
0,69 |
0,8125 |
81,25 |
C0//2=0,005 |
0,35 |
0,4121 |
52,42 |
C0/4=0,0025 |
0,18 |
0,2119 |
84,78 |
C0/8=0,00125 |
0,10 |
0,11775 |
94,2 |
C0/16=0,000625 |
0,06 |
0,07065 |
113,04 |
C0/32=0,0003125 |
0,04 |
0,0471 |
150,72 |
NaCl
C |
L[mS] |
χ=k. L.10-3 |
Λ=χ |
C0=0,01 |
0,97 |
1,1422 |
114,22 |
C0//2=0,005 |
0,46 |
0,5417 |
108,34 |
C0/4=0,0025 |
0,28 |
0,3229 |
131,88 |
C0/8=0,00125 |
0,15 |
0,1766 |
141,3 |
C0/16=0,000625 |
0,08 |
0,0942 |
150,72 |
C0/32=0,0003125 |
0,05 |
0,05887 |
188,4 |
HCl
C |
L[mS] |
χ=k. L.10-3 |
Λ=χ |
|
|
C0=0,01 |
3,83 |
4,5098 |
450,98 |
100 |
0,1 |
C0//2=0,005 |
2,08 |
2,4492 |
489,94 |
200 |
0,0707 |
C0/4=0,0025 |
1,1 |
1,29525 |
518,1 |
400 |
0,05 |
C0/8=0,00125 |
0,6 |
0,7065 |
562,2 |
800 |
0,0354 |
C0/16=0,000625 |
0,32 |
0,3768 |
602,88 |
1600 |
0,025 |
C0/32=0,0003125 |
0,17 |
0,200175 |
640,56 |
3200 |
0,0177 |
HCOOH
C |
L[mS] |
χ=k. L.10-3 |
Λ=χ |
α |
K |
C0=0,01 |
0,47 |
0,5534 |
55,34 |
|
|
C0//2=0,005 |
0,34 |
0,4004 |
80,08 |
|
|
C0/4=0,0025 |
0,22 |
0,2591 |
103,64 |
|
|
C0/8=0,00125 |
0,12 |
0,1295 |
113,04 |
|
|
C0/16=0,000625 |
0,07 |
0,0824 |
131,88 |
|
|
C0/32=0,0003125 |
0,04 |
0,0471 |
150,72 |
|
|
Kreślimy zależności :
Obliczamy siłę jonowo: J=α. C
- średni współczynnik aktywności
A=0,05093[, J=[mol / dm3]
Wnioski:
dla mocnych elektrolitów wykres ! jest linią prostą a dla słabych elektrolitów dąży asymptotycznie do pewnej wartości Λ0. Różnice w stałych K wynikają z niedokładności pomiaru przewodnictwo i błędu wynikającego z wielokrotnego rozcieńczania.