Prowadzący: mgr inż. Michał Jakubczyk
Cel ćwiczenia
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie przewodności elektrolitycznej oraz przewodności molowej elektrolitu mocnego - HCl oraz słabego - CH3COOH, a następnie wyznaczenie wartości granicznej ∞ elektrolitu mocnego oraz stałej dysocjacji słabego kwasu.
Wstęp teoretyczny
Elektroliza to proces zachodzący wskutek przepływu prądu stałego przez roztwór elektrolitu lub elektrolit stopiony.
Elektrolitem zaś nazywamy substancję przewodzącą prąd elektryczny za pośrednictwem swobodnych jonów. Jony te powstają na skutek oddziaływania sieci krystalicznej z cząsteczkami rozpuszczalnika, a uwolnione jony ulegają solwatacji. W zależności od ilości jonów swobodnych, elektrolity dzielimy na mocne (zawierające wyłącznie solwatowane jony) i słabe (pozostałe). Zdolność elektrolitów do przewodzenia prądu elektrycznego nazywamy przewodnością elektrolityczną. Zależy ona od wielu czynników, a do najważniejszych należą:
rodzaj elektrolitu - ruchliwości poszczególnych jonów mogą znacznie różnić się od siebie
temperatura - wzrost o 1 Kelvin powoduje wzrost przewodności średnio o 1% - 2%
rodzaj rozpuszczalnika
HA + H2O H3O+ + A- Dla każdej tego typu reakcji możemy wyznaczyć wartość określającą stopień w jakim dana reakcja zajdzie, nosi ona nazwę stałej dysocjacji, która zależy od rodzaju elektrolitu i rozpuszczalnika oraz temperatury.
Dla przykładowej reakcji wyraża się wzorem: ,
gdzie:
C - wartości, które oznaczają stężenie odpowiednich drobin. Dla słabych elektrolitów wprowadza się dodatkowo stopień dysocjacji α , który wyraża stosunek zdysocjowanych cząstek substancji, do ich całkowitej, początkowej ilości. Stała dysocjacji jest wtedy równa: ,
gdzie C - oznacza stężenie wprowadzonego kwasu. Jest to jednocześnie wzór rozcieńczeń Ostwalda.
Jony są obdarzone ładunkiem, umieszczając roztwór w polu elektrycznym mamy do czynienia z przepływem prądu. Zatem uzasadnione jest mówienie o oporności warstwy elektrolitu, którą (wychodząc z prawa Ohma) możemy scharakteryzować właściwą dla danego roztworu przewodnością elektrolityczną, wyrażoną wzorem: gdzie l i A są parametrami naczynka konduktometrycznego (długość i pole przekroju poprzecznego warstwy elektrolitu), zaś R opornością roztworu.
Zależność od stężenia elektrolitu nie jest liniowa. Przy dostatecznie wysokich stężeniach jony oddziałują ze sobą wzajemnie, co wpływa na ich ruchliwość, łączą się w pary jonowe lub tworzą kompleksy. Prowadzi to do zmniejszania wartości przewodności elektrolitycznej w miarę wzrostu stężenia. W wyniku tego przemieszczenia ilość jonów przenosząca ładunek przez jednostkowy przekrój elektrolitu zmienia się.
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)