Cel ćwiczenia:
Wykorzystanie pomiaru przewodnictwa do oznaczenia zawartości kwasu w próbce.
Przebieg doświadczenia:
Do zlewki odmierzyłam pipetą 5ml roztworu HCl i dodałam wody destylowanej. Po wymieszaniu odczytałam początkową wartość przewodnictwa roztworu. Później miareczkowałam go dodając roztwór NaOH porcjami po 0,5ml. Po dodaniu każdej porcji mieszałam roztwór i mierzyłam jego przewodnictwo. Po przepłukaniu zlewki powtórzyłam czynności dla 5ml roztworu CH3COOH, następnie roztworu 5ml HCl razem z 5ml CH3COOH. Wszystkie wyniki zanotowałam w tabeli.
Tabela pomiarowa:
HCl |
|
CH3COOH |
HCl+CH3COOH |
||
VNaOH (ml) |
Γ1, mS |
VNaOH (ml) |
Γ2, mS |
VNaOH (ml) |
Γ3, mS |
0 |
12,21 |
0 |
0,431 |
0 |
13,86 |
0,5 |
10,56 |
0,5 |
0,616 |
0,5 |
12,22 |
1 |
9,41 |
1 |
0,975 |
1 |
10,44 |
1,5 |
7,79 |
1,5 |
1,348 |
1,5 |
8,72 |
2 |
6,69 |
2 |
1,704 |
2 |
7,35 |
2,5 |
5,23 |
2,5 |
2,01 |
2,5 |
5,70 |
3 |
3,94 |
3 |
2,34 |
3 |
4,53 |
3,5 |
3,42 |
3,5 |
2,69 |
3,5 |
3,92 |
4 |
4,20 |
4 |
2,81 |
4 |
4,13 |
4,5 |
5,09 |
4,5 |
2,99 |
4,5 |
4,32 |
5 |
5,83 |
5 |
3,22 |
5 |
4,64 |
5,5 |
6,50 |
5,5 |
3,78 |
5,5 |
4,82 |
6 |
7,16 |
6 |
4,46 |
6 |
4,97 |
6,5 |
7,98 |
6,5 |
4,93 |
6,5 |
5,27 |
7 |
8,74 |
|
|
7 |
5,47 |
7,5 |
9,21 |
|
|
7,5 |
5,64 |
8 |
9,81 |
|
|
8 |
5,94 |
8,5 |
10,71 |
|
|
8,5 |
6,58 |
9 |
10,97 |
|
|
9 |
7,16 |
9,5 |
11,45 |
|
|
9,5 |
7,97 |
10 |
12,09 |
|
|
10 |
8,64 |
10,5 |
12,56 |
|
|
10,5 |
9,17 |
|
|
|
|
11 |
9,73 |
|
|
|
|
11,5 |
10,08 |
|
|
|
|
12 |
10,77 |
|
|
|
|
12,5 |
11,16 |
|
|
|
|
13 |
11,69 |
|
|
|
|
13,5 |
12,14 |
|
|
|
|
14 |
12,59 |
|
|
|
|
14,5 |
13,11 |
|
|
|
|
15 |
13,52 |
|
|
|
|
15,5 |
13,91 |
|
|
|
|
16 |
14,31 |
|
|
|
|
16,5 |
14,93 |
|
|
|
|
17 |
15,16 |
|
|
|
|
17,5 |
15,48 |
|
|
|
|
18 |
15,92 |
|
|
|
|
18,5 |
16,24 |
|
|
|
|
19 |
16,58 |
|
|
|
|
19,5 |
16,73 |
|
|
|
|
20 |
17,13 |
|
|
|
|
20,5 |
17,36 |
|
|
|
|
21 |
17,83 |
|
|
|
|
21,5 |
18,07 |
|
|
|
|
22 |
18,31 |
|
|
|
|
22,5 |
18,58 |
|
|
|
|
23 |
18,87 |
|
|
|
|
23,5 |
19,11 |
|
|
|
|
24 |
19,33 |
|
|
|
|
24,5 |
19,84 |
Wykresy i obliczenia:
Mocny kwas (HCl)
Odczytany punkt zobojętnienia (punkt przegięcia wykresu) : V = 3,4 ml = 0,0034 dm3
Ilość moli zużytego kwasu HCl
(jako że reakcja przebiega według schematu HCl + NaOH → NaCl + H2O przyjmuję, że liczba moli zużytego kwasu jest równa liczbie moli zużytej zasady)
→ 
n = 0,2
* 0,0034 dm3 = 0,00068 mola
Stężenie kwasu - Cm V = 5 ml = 0,005 dm3
Cm = 
= 
Słaby kwas (CH3COOH)
odczytany punkt zobojętnienia: V= 4,9 ml= 0,0049 dm3
Ilość moli zużytego kwasu CH
COOH - n
(jako że reakcja przebiega według schematu CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O przyjmuję, że liczba moli zużytego kwasu jest równa liczbie moli zużytej zasady)
→ 
n = 0,2
* 0,0049 dm3 = 0,00098 mola
Stężenie kwasu - Cm V = 5 ml = 0,005 dm3
Cm = 
= 
Mieszanina kwasów (HCl + CH3COOH)
odczytane punkty zobojętnienia: V
= 3,4 ml = 0,0034 dm3
V
= 7,8 ml
V2-V1= 7,8 ml -3,4 ml =4,4 ml = 0,0044 dm3
Ilość moli zużytych kwasów
nHCl = 0,2
* 0,0034 dm3 = 0,00068 mola
nCH3COOH = 0,2
* 0,0044 dm3 = 0,00088 mola
Stężenie kwasu - Cm V
= 5ml , V 
= 5ml
HCl:
Cm = 
= 
CH
COOH:
Cm = 
= 
Wnioski:
Dzięki wykresom zależności przewodnictwa elektrycznego od objętości danej zasady mogłam określić stężenie miareczkowanych kwasów. W tym celu należało odczytać punkty równoważnikowe ze sporządzonych wykresów. Serie danych na moich wykresach przypominają te zamieszczone w instrukcji, więc mogę zaryzykować stwierdzenie, iż ćwiczenie zostało wykonane poprawnie.
Analiza wykresów ukazuje następujące spostrzeżenia:
Na wykresie miareczkowania mocnego kwasu przewodnictwo początkowo spada, natomiast po przekroczeniu PR (VNaOH=3,4ml) rośnie.
Na wykresie miareczkowania słabego kwasu początkowo następuje lekki wzrost przewodnictwa, który później, mijając PR (VNaOH=4,9ml) wzrasta w nieco większym stopniu.
Na wykresie miareczkowania mieszaniny kwasów początkowo przewodnictwo spada, po przekroczeniu PRI (VNaOH =3,4ml) powoli wrasta, natomiast mijając drugi PR (VNaOH=7,8ml) przewodnictwo wzrasta z większą szybkością.
Dzięki wyznaczonym PR z wykresu obliczyłam liczbę moli oraz stężenia kwasów.
Wyliczone stężenie molowe HCl zarówno w przypadku miareczkowania mocnego kwasu mocną zasadą, jak i miareczkowania mieszaniny kwasów mocną zasadą wyniosło 0,136
.
Identyczne wyniki obu przypadków obliczeń pozwalają mi przypuszczać, iż oznaczenie stężenia kwasu solnego jest miarodajne i zgodne z rzeczywistością.
Stężenie molowe CH3COOH miareczkowanego oddzielnie wyniosło 0,196
a w mieszaninie 0,176
. W tym przypadku obliczone stężenia nieznacznie się od siebie różnią, w granicy okolicy około 10%. Ta niewielka niezgodność może być spowodowana nieco niedokładnymi w czasie odczytami wartości przewodnictwa z wyświetlacza lub dodawaniem NaOH w porcjach, które niekoniecznie musiały wynosić idealnie 0,5 ml. Za przyczynę tej sytuacji można uznać błąd ludzki polegający na niedokładnym odczycie ilości wkroplonej substancji ze skali biurety.
PR
PR
PRI
PRII