Click here to load reader
Upload
dragos-ionita
View
169
Download
12
Embed Size (px)
DESCRIPTION
this document is actually a study which containing ways to determine the dissociation constant
Citation preview
Determinarea constantei de disociere (Kd) si a gradului de disociere () din masuratori de conductivitati
Principiul lucrarii
Electrolitii sunt substante care prin dizolvare intr-un solvent polar se desfac in
particule cu sarcini electrice pozitive sau negative, numite ioni. Trecerea electrolitilor sub
forma de ioni se numeste disociere electrolitica.
Procesul de disociere electrolitica este un proces de echilibru, care se realizeaza
intre ioni si molecule nedisociate ale electrolitului. Constanta de echilibru a electrolitului,
in disocierea electrolitica se numeste constanta de disociere si se noteaza Kd. Electrolitii
pot fii: acizi, baze sau saruri.
Procesul de disociere in cazul electrolitilor tari este:
Disocierea unui acid tare: Disocierea unei baze tari: Disocierea unei sări
H2SO4 → 2H+ + SO4 2- Cu(OH)2 → Cu2+ + 2HO- NiSO4→ Ni2+ + SO42-
unde “C” este concentratia electrolitilorProcesul de disociere in cazul electrolitilor slabi este:
CH3COOH → H+ + CH3COO-
Gradul de disociere al unui electrolit este notat cu si reprezinta raportul dintre
numarul de molecule disociate si numarul total de molecule. Constanta de disociere si
gradul de disociere constituie criteriul de clasificare a electrolitilor.
Electrolitii tari au Kd > 1 si = 1, ceea ce inseamna ca ei sunt complet disociati in
solutii de concentratii cuprinse intre 0,1M si 0,001M. Electrolitii slabi au Kd < 10-2 chiar
in solutii de concentratii mai mici de 0,01M, iar < 0,5.
Datorita faptului ca solutiile de electroliti contin ioni pozitivi (cationi) si ioni
negativi (anioni) ele conduc curentul electric. Aceste solutii de electrolit sunt conductori
ionici (de ordin II) si la fel ca in cazul conductorilor de ordin I li se poate aplica legea lui
Ohm.
(1) E = R I, unde : E este tensiunea exprimata in volti (V) ; R este rezistenta
exprimata in Ohm () ; I este intensitatea curentului exprimata in amperi (A).
Rezistenta conductorului este data de relatia :
(2) R = , unde : este rezistivitatea ; l este lungimea conductorului sau
distanta dintre electrozi in cm ; S este sectiunea conductorului.
Din relatia (2) se obtine :
(3) = R
Marimea inversa rezistentei (R) se numeste conductanta (G) si se exprima in -1
sau Siemens (S).
Marimea inversa rezistivitatii () se numeste conductivitate () si se exprima in
-1cm-1 sau Scm-1.
(4) = 1/
Pentru solutiile de electrolit, conductivitatea electrica () reprezinta conductanta (G) unei
coloane de solutie de 1cm inaltime si o sectiune de 1cm2, cu alte cuvinte conductivitatea
electrica a unei solutii de electrolit reprezinta conductanta 1cm3 de solutie ce se gaseste
intre electrozii inerti avand aceeasi suprafata de 1cm2 si aflati la distanta de 1cm.
Pentru a putea compara din punct de vedere al conductivitatii electrice solutii de
electroliti diferiti se defineste conductivitatea echivalenta (), care reprezinta
conductivitatea raportata la un echivalent gram de electrolit dizolvat intr-un volum V
(cm3) de solutie.
Pentru a masura conductivitatile electrice ale solutiilor de electrolit se folosesc
aparate numite conductometre. Conductometrul este legat de o celula de conductivitate,
formata dintr-un vas de sticla, in interiorul caruia sunt montati in pozitie fixa doi electrozi
din metal inert (Pt), avand suprafete egale.
Celulele de conductivitate sunt caracterizate de o marime numita constanta celulei (K).
(5) K = l / S, unde l reprezinta distanta dintre electrozi, si suprafata lor (S).
(6) = V, unde V = 1 / C si reprezinta dilutia
(7) = /C
V este volumul exprimat in cm3 de solutie ce contine un echivalent chimic din
electrolitul considerat, iar C este concentratia normala a lui.
(8) V = 1000 / C, iar
(9) = 1000 / C (-1cm2/echiv.) (Scm2 / echiv.)
Conductivitatea echivalenta () creste cu dilutia. La dilutii mari, ramane
constanta si se numeste conductivitate echivalenta limita (∞) sau (0). Pentru
determinarea lui ∞ se determina la diferite concentratii alei unei solutii de electrolit si
se extrapoleaza la C = 0.
Gradul de disociere () se exprima prin raportul dintre si ∞ :
(10) = / ∞
Legea dilutiei lui Ostwald exprima dependenta Kd de :
(11) Kd = 2C / (1- )
Inlocuind pe din relatia (10) in relatia (11) se obtine :
(12) Kd = 2C / ∞(∞ - )
Scopul lucrarii: Se va urmari variatia conductivitatii cu concentratia pentru un electrolit
slab (CH3COOH) si se vor calcula gradul de disociere () si constanta de disociere (Kd).
Aparatură: Conductometru, electrod de conductivitate, pahare Berzelius.
Substanţe: Soluţii de CH3COOH de concentraţii diferite, soluţie de KCl 0,01N.
Modul de lucru
electrodul de conductivitate aflat în paharul Berzelius ce conţine apă distilată se
scoate şi şterge cu hârtie de filtru
se conectează conductometrul la reaţeaua de alimentare cu curent electric
electrodul de conductivitate se cuplează la conductometru. Se porneşte aparatul,
apăsând butonul “ON/OFF“ şi apoi butonul “▲▼, până apare scala de citire a
conductivităţii () în [μS/cm];
electrodul de conductivitate se introduce pe rând în 4 pahare Berzelius ce conţin
soluţii de CH3COOH (0,001N, 0,01N, 0,1N şi 1N) în ordinea crescătoare a concentraţiei.
Pentru a face prima citire de conductivitate se apasă butonul “AR” până ce apare pe
ecranul aparatului în dreapta jos scris “AR” şi începe să clipească pe ecran “AR”. Se
aşteaptă ca acesta să rămână fix pe ecran după care se notează valoarea conductivităţii,
() în tabelul de mai jos. Se procedează în acelaşi mod pentru toate citirile de
conductivitate;
după terminarea determinărilor se opreşte aparatul, iar electrodul de
conductivitate se introduce în paharul Berzelius cu apă distilată
Rezultate şi calcule
Se întocmeşte tabelul cu datele experimentale obţinute:
SolutieConcentratie
N
[Scm-1]
[Scm2] Kd
CH3COOH
0,001
0,01
0,1
1
Pentru soluţiile de electrolit slab, (CH3COOH) se calculează conductivitatea
echivalentă, (), gradul de disociere, () si constantă de disociere, (Kd) ştiind că valoarea
conductivităţii echivalente limită, 0= 380 Scm2.