Wyznaczanie współczynników aktywności
1. Wstęp teoretyczny Właściwości termodynamiczne substancji rozpuszczonych w roztworze opisują cząstkowe molowe funkcje termodynamiczne. Dla badania procesów równowagowych najużyteczniejsza jest wartość cząstkowej molowej entalpii swobodnej składnika, zwana potencjałem chemicznym:
gdzie μ i ° oznacza standardowy potencjał chemiczny składnika i .
Sens fizyczny tego równania, w przypadku roztworów nieelektrolitów, jest jasny, a i - oznacza tzw. aktywnośc racjonalną, związana z racjonalnym współczynnikiem aktywności γ i , za pomocą równania:
gdzie to x i - ułamek molowy składnika i .
Roztwór elektrolitu, w którym γ = 1 nazywamy roztworem idealnym.
Aktywność rozpuszczalnika a i możemy wyznaczyć przez pomiar prężności par rozpuszczalnika nad roztworem ( p 1 ) i czystym rozpuszczalnikiem ( p 1 °). Zgodnie bowiem z prawem Raoulta dla roztworów rzeczywistych:
Znając aktywność rozpuszczalnika ( a 1 ) można obliczyć aktywność substancji rozpuszczonej ( a 2 ) z równania Gibbsa-Duhema:
2. Obliczenia Pomiaru temperatury wrzenia dokonywałam przy różnych wartościach ciśnienia po osiągnięciu temperatury wrzenia i ustabilizowaniu się wskazań termometru oraz manometru.
Wartość ciśnienia dla danej temperatury obliczam z równania kalibracyjnego manometru:
50 cm 3 H 2 O U [mV]
p [hPa]
T [K]
1/T
-1496
252,74
0,2495
-1,3883
331,15
3,0198⋅10 -3 -1436
282,99
0,2794
-1,2752
333,15
3,0017⋅10 -3 -1400
301,15
0,2973
-1,2131
335,15
2,9837⋅10 -3 -1350
326,36
0,3222
-1,1327
337,15
2,9660⋅10 -3 -1276
363,68
0,3590
-1,0244
338,15
2,9573⋅10 -3 -1216
393,94
0,3889
-0,9445
342,15
2,9227⋅10 -3 -1158
423,19
0,4178
-0,8729
348,15
2,8723⋅10 -3 -1018
493,79
0,4874
-0,7186
350,15
2,8559⋅10 -3 -896
555,31
0,5482
-0,6011
353,15
2,8317⋅10 -3 -851
578,00
0,5706
(…)
…
0,9840
0,9970
wartość średnia
0,9372
0,9819
0,9491
0,9372
Obliczam błąd standardowy dla powyższych wartości:
a
γ
H2O + 5 cm3 NaCl 0,9339 ± 1,38·10-2 0,9372 ± 1,39·10-2 H2O + 10 cm3 NaCl 0,9749 ± 5,45·10-3 0,9819 ± 5,49·10-3 H2O + 15 cm3 NaCl 0,9389 ± 3,93·10-2 0,9491 ± 3,98·10-2 H2O + 20 cm3 NaCl 0,9239 ± 6,70·10-2 0,9372 ± 6,80·10-2 3. Wnioski i błędy
Obliczone wartości aktywności oraz współczynnika…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)