|
INSTYTUT INŻYNIERII ŚRODOWISKA UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI
|
|
|
CHEMIA FIZYCZNA LABORATORIUM
|
|
II ROK INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA DZIENNE GRUPA 27 B
|
23.11.2012 TYDZIEŃ 3 |
|
WYZNACZANIE STAŁEJ DYSOCJACJI KWASU OCTOWEGO METODĄ SPEKTROFOTOMETRYCZNĄ
TEMAT I
AUTORZY OPRACOWANIA:
JAKUB WOŹNIAK EWA KOŁOSZYC PIOTR WAŚKOWICZ
|
||
CZĘŚĆ TEORETYCZNA
Równowaga chemiczna - stan równowagi chemicznej, stan układu reakcyjnego, dla którego powinowactwo chemiczne reakcji chemicznej (A) przyjmuje wartość zerową
Podczas równowagi chemicznej szybkość reakcji jest jednakowa w obu kierunkach (od substratów do produktów i odwrotnie), stężenia reagentów nie ulegają zmianom.
Elektrolit - roztwór zdysocjowanych substancji jonowych, bądź też ciekła forma stopionej substancji jonowej. W roztworze pojawiają się swobodne jony, na skutek czego może ona np. przewodzić prąd elektryczny.
Dysocjacja elektrolityczna - proces rozpadu związków chemicznych na jony przy użyciu rozpuszczalnika.
Prawo rozcieńczeń Ostwalda - przybliżona zależność stopnia dysocjacji słabego elektrolitu od stężenia:
K = α2*C/(1-α)
gdzie: α - stopień dysocjacji, C - stężenie elektrolitu,
K - stała dysocjacji.
Równanie najczęściej przybiera formę K = α2*C
Prawa tego stosuje się do dysocjacji słabych kwasów i zasad i hydrolizy ich soli.
Prawo Lamberta-Beera - opisuje pochłanianie promieniowania elektromagnetycznego przy przechodzeniu przez częściowo absorbujący i rozpraszający ośrodek.
A=ɛ*l*c
Gdzie: ɛ - molowy współczynnik ekstynkcji, l - droga światła w ciele C - stężenie molowe substancji absorbującej w roztworze
Spektrofotometria - technika pomiarowa polegająca na ilościowym pomiarze transmisji lub odbicia światła przez próbkę.
2. CZĘŚĆ EKSPERYMENTALNA
Sporządziliśmy 3 roztwory po 100 ml. A następnie zmieszaliśmy je z sobą w różnych stosunkach. Przez oranæ odbarwia sie czerwony kolor.
A - 4,5 ml oranżu metylowego na 100ml roztworu
B - 20 ml roztworu HCl +4,5 ml oranżu metylowego nna 100 ml roztworu
C - 10 ml kwasu octowego + 4,5 ml orażnu metylowego na 100 ml roztworu
Ekstynkcja roztworów A+B
L.p |
VA [ml] |
VB [ml] |
CHCl=[H+]x104 |
E |
1 |
0 |
10 |
10 |
0,612 |
2 |
1 |
9 |
9 |
0,568 |
3 |
2 |
8 |
8 |
0,568 |
4 |
3 |
7 |
7 |
0,521 |
5 |
4 |
6 |
6 |
0,486 |
6 |
5 |
5 |
5 |
0,432 |
7 |
6 |
4 |
4 |
0,393 |
8 |
8 |
2 |
2 |
0,334 |
9 |
9 |
1 |
1 |
0,180 |
10 |
10 |
0 |
0 |
0,020 |
Stezenie kwasu solnego:
CHCl = 0,005 mol/dm3 * 20ml/100ml = 0,001 mol/dm3
Obliczanie stezenie jonow [H+]:
CH+ = 10*0,001/10 *10000 = 10
CH+ = 9/10*0,001*10000 = 9
CH+ = 8/10*0,001*10000 = 8
CH+ = 7/10*0,001*10000 = 7
CH+ = 6/10*0,001*10000 = 6
CH+ = 5/10*0,001*10000 = 5
CH+ = 4/10*0,001*10000 = 4
CH+ = 2/10*0,001*10000 = 2
CH+ = 1/10*0,001*10000 = 1
10)CH+ = 0/10*0,001*10000 = 0
Ekstynkcja roztworów A+C
L.p |
VA [ml] |
VB [ml] |
CHA [mol/dm3] |
E |
[H+]x104 |
Kcx105 |
1 |
3 |
7 |
0,0007 |
0,116 |
2,5 |
13,9 |
2 |
2 |
8 |
0,0008 |
0,071 |
2,75 |
14,4 |
3 |
1 |
9 |
0,0009 |
0,120 |
3 |
15,0 |
4 |
0 |
10 |
0,0010 |
0,142 |
3,25 |
15,6 |
Stezenie kwasu octowego:
CHA = 10ml*0,01mol/dm3/100ml = 0,001 mol/dm3
Stezenie jonow [H+]:
CHA = 7*0,001/10 = 0,0007
CHA = 8*0,001/10 = 0,0008
CHA = 9*0,001/10 = 0,0009
CHA = 10*0,001/10 = 0,001
Stala dysocjacji:
Kc = [H+]2 /(CHA-[H+])
Kc = (0,00025)2 /(0,0007 - 0,00025) = 13,9 *10-5
Kc = (0,000275)2 /(0,0008 - 0,000275) = 14,4 * 10-5
Kc = (0,0003)2 /(0,0009 - 0,0003) = 15,0 * 10-5
Kc = (0,000325)2 /(0,001 - 0,000325) = 15,6 * 10-5
Stopien dysocjacji:
α = [H+] / CHA =0,00025 / 0,0007 = 0,36
PODSUMOWANIE I WNIOSKI
Na podstawie odczytów ekstynkcji dla odpowiednich stężeń otrzymaliśmy krzywą cechowania dla kwasu solnego. Jest ona podobna do krzywej teoretycznej, więc można uznać, że pomiar został wykonany prawidłowo.
W ćwiczeniu drugim obserwujemy, że przyrost stężenia kwasu octowego jest równoznaczne z wzrostem stałej dysocjacji.
LITERATURA
Eksperymentalna chemia fizyczna Kool, Gatner, Kisza, Sobczyk, PWN, Warszawa