Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






УСТАНОВЛЕНИЕ КОНСТАНТЫ ДИССОЦИАЦИИ СЛАБОЙ КИСЛОТЫ МЕТОДОМ ЭДС




 

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

 

Константу диссоциации слабой кислоты можно определить путем измерения электропроводности её раствора или измерения ЭДС гальванического элемента, электроды которого обратимы относительно аниона и катиона этой кислоты. При использовании в эксперименте растворов кислоты с концентрацией не более 0,1N (ионная сила растворов I ~ 0,1) разница в коэффициентах активности катиона g+ и аниона g- не превышает 0,01, т.е. можно принять g+ = g- = 0,907. В этом случае для определения активности ионов водорода можно воспользоваться рН-метром, в котором используется стеклянный электрод, обратимый относительно Н+-ионов.

Одноосновная кислота НА диссоциирует по уравнению

 

НАН++ А . (1)

 

Выражение для термодинамической константы диссоциации имеет вид

Ka = , (2)

 

где – активности катиона и аниона кислоты, аНA – активность молекулярной формы кислоты в растворе.

Известно, что активность а любой формы вещества в растворе связана с её концентрацией с уравнением a = cg, где g – коэффициент активности.

Равновесную концентрацию молекулярной формы слабой кислоты с учетом её диссоциации можно представить уравнением

 

сНA = (1– a), (3)

 

где – исходная задаваемая концентрация кислоты, a – степень диссоциации.

С использованием степени диссоциации уравнение (2) можно преобразовать к виду

 

Ka = . (4)

 

Для растворов слабой кислоты средних значений концентраций (0,01–0,1) можно принять a<<l, коэффициент активности молекулярной формы gНА=1 и коэффициенты активности катиона и аниона кислоты равными . В этом случае получаем , и, преобразовав уравнение (4), получим

 

Ka = . (5)

 

Следовательно, задавая исходную концентрацию кислоты в растворе и определяя экспериментально рН = – lg раствора, можно рассчитать Ка исследуемой кислоты по уравнению

 

Ka = . (6)

 

Уравнение (2) можно также преобразовать к виду

 

Ka = = = Кс , (7)

 

где = – средний коэффициент активности электролита,

Кс = – концентрационная константа диссоциации.

Используя справочные значения коэффициентов активности катиона и аниона кислоты, приведенные в таблице 1 по уравнению (7) можно рассчитать Кс , а затем, исходя из полученного значения Кс – величину степени диссоциации по уравнению a = ,

где учтено, что a<< l.

Таблица 1. Справочные значения коэффициентов активности катиона и аниона кислоты

 

С, моль/л 0,01 0,025 0,05 0,1
0,914 0,88 0,86 0,83
0,902 0,86 0,82 0,78

 



ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

 

Порядок выполнения работы

1. Готовят растворы уксусной кислоты с концентрацией 0,01; 0,025; 0,05 и

0,1 моль/дм3. Объем раствора 50 см3.

2. Проверяют достоверность показаний рН метра, используя стандартные буферные растворы.

3. Измеряют рН приготовленных растворов кислоты, начиная с раствора меньшей концентрации.

 

Обработка результатов опыта

 

1. Рассчитывают значения Ка по уравнению (6) для каждого приготовленного раствора и находят её среднюю величину.

2. Рассчитывают концентрационную константу диссоциации Кс и степень диссоциации кислоты a для каждого приготовленного раствора.

3. Полученные данные заносят в таблицу 2.

Таблица 2. Измеренные и рассчитанные результаты.

 

С, моль/л рН Ка g± Кс a

 

По результатам работы делают выводы и вычисляют абсолютную и относительную ошибки.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Величины, характеризующие процесс диссоциации.

2. Написать выражение для константы диссоциации.

3. Чем отличаются слабые и сильные электролиты?

4. Как выражается средний коэффициент активности электролита через коэффициенты активности ионов?

5. Дать определение концентрационной константы равновесия процесса диссоциации.

6. Как связаны концентрационная и термодинамическая константы равновесия процесса диссоциации?

7. Как рассчитать ионную силу раствора электролита?

8. Дать определение рН раствора. Зависит ли рН от температуры.

9. Размерности величин в уравнениях.

 




mylektsii.ru - Мои Лекции - 2015-2017 год. (0.008 сек.)Пожаловаться на материал