To tylko jedna z 3 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Laboratorium Termodynamiki i Chemii Fizycznej
Ćwiczenie: Przewodność elektrolitów mocnych i słabych
Prowadzący: mgr inż. Maciej Zawadzki
Studenci wykonujący ćwiczenie:
Michał Leszczyński
Karol Pietkun
Łukasz Banach
Ocena za sprawozdanie:
Cel pomiarów
Celem pomiarów było wyznaczenie przewodności elektrolitycznej i przewodności molowej elektrolitu mocnego (HCl) oraz słabego (CH3COOH), a następnie wyznaczenie wartości granicznej przewodności molowej ( ) elektrolitów oraz stałej dysocjacji słabego kwasu.
2. Wstęp teoretyczny
Elektrolity mocne, np. HCl, którym zajmowano się w tym doświadczeniu, dysocjują całkowicie w roztworach wodnych, zaś elektrolity słabe (w doświadczeniu jest to kwas octowy) dysocjują jedynie częściowo. Miarą tego procesu jest stopień dysocjacji:
Jeżeli dla warstwy elektrolitu można zastosować prawa Ohma, to wyrażenie na oporność warstwy elektrolitu (R) daje się zapisać jako:
gdzie:
ρ - oporność właściwa
l - długość warstwy elektrolitu
A - pole powierzchni tej warstwy
κ - przewodność elektrolityczna
Jak łatwo zauważyć, przewodność elektrolityczna jest odwrotnością oporności właściwej, a jej wymiar to [κ] = Ω-1 m-1.
Przewodność elektrolityczna zależy od stężenia roztworu. Wzrost stężenia powoduje wzrost przewodności, gdyż więcej jonów przewodzi prąd, jednak duże stężenie powoduje silniejsze oddziaływanie między jonami, które tworzą pary jonowe i kompleksy, przez co przewodność roztworu spada. W wyniku tych konkurujących ze sobą procesów na krzywej zależności κ = f(c) pojawia się maksimum, które nie daje się łatwo interpretować. Dlatego definiuje się przewodność molową elektrolitu :
gdzie c jest stężeniem elektrolitu. Definiuje się także wartość graniczną przewodności molowej elektrolitu:
Przewodności jonowe w roztworze nieskończenie rozcieńczonym są indywidualnymi cechami jonów, niezależnymi od rodzaju jonów przeciwnego znaku, tworzących łącznie dany elektrolit. Jest to tzw. prawo niezależnej wędrówki jonów. Przykładowo, dla nieskończenie rozcieńczonych roztworów HCl, NaCl, CH3COOH i CH3COONa wynika z niego zależność
na podstawie której będziemy mogli wyznaczyć wartość Jednym ze sposobów wyznaczenia granicznej przewodności molowej elektrolitu jest skorzystanie z teorii Debye'a-Hückela-Onsagera, która podaje zależność przewodności molowej od stężenia i charakteru elektrolitu oraz rozpuszczalnika. Po podstawieniu wartości liczbowych dla warunków prowadzenia doświadczenia, przyjmuje ona postać:
(…)
… międzyjonowe nie wpływają na ruchliwość jonów: możemy wyznaczyć stopień dysocjacji CH3COOH w każdym z badanych roztworów.
Na podstawie metody różniczki zupełnej błąd wyznaczonej wartości α wynosi: stężenie CH3COOH /mol*dm-3 Λ / Ω-1*m2*mol-1 α
Δ α
0,1
0,000518
0,013258
0,000005
0,05
0,000734
0,018787
0,000010
0,025
0,00104
0,026619
0,000019
0,0125
0,0014584
0,037328
0,000039
Dla reakcji słabego kwasu…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)