ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ



МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И высшего ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра физической химии

Отчет по лабораторной работе №3

По дисциплине: Термодинамика и кинетика

(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема: Определение константы диссоциации слабого электролита кондуктометрическим методом

Автор: студент гр. ГНГ-21-2 ______________ Анненкова М.А.

(подпись) (Ф.И.О.)


Автор: студент гр. ГНГ-21-2 ______________ Дмитровская Д.П.

(подпись) (Ф.И.О.)

ОЦЕНКА: _____________


Дата: _________ 2023 г.


ПРОВЕРИЛ _______ _____________ /______________/

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург

2023 год

Цель работы: определить степень и константу диссоциации слабой кислоты путем измерения электропроводности раствора.

Сущность работы: электропроводность раствора электролита зависит от концентрации ионов в растворе и их подвижности. В растворах слабых электролитов концентрация ионов зависит от степени диссоциации. Получив зависимость электропроводности от концентрации электролита, вычисляют его степень диссоциации и константу диссоциации слабого электролита.

Оборудование и реактивы:

Кондуктометр; магнитная мешалка; химический стакан объемом 100 мл – 5 шт.; химический стакан объемом 50 мл – 1 шт.; химический стакан объемом 250 мл – 1 шт.; мерные колбы объемом 250 мл – 4 шт.; мерная пипетка объемом 50 мл – 1 шт.; мерная пипетка объемом 10 мл – 1 шт.; бюретка для титрования объемом 25 мл – 1 шт.; гидроксид натрия – раствор (концентрация указана на емкости с реактивом); слабая кислота – СН3СООН или НСООН – раствор (примерное значение концентрации указано на емкости с реактивом).

Ход работы:

I. Получение зависимости удельной электропроводности от содержания слабого электролита в растворе

---

1) Мерной пипеткой объемом 50 мл отбираем исходный раствор уксусной кислоты, помещаем его в мерную колбу № 1 на 250 мл, доводим до метки дистиллированной водой и перемешиваем;

2) Из колбы № 1 в колбу № 2 переносим при помощи мерной пипетки 50 мл раствора, доводим объем в колбе № 2 дистиллированной водой до метки и перемешиваем;

3) Повторяем с колбами № 3 и № 4;

4) Пробы приготовленных и исходного растворов отбираем в маркированные химические стаканы объемом 100 мл;

5) Измеряем удельную электропроводность приготовленных растворов слабой кислоты путем погружения электрода кондуктометра в стакан с раствором и заносим результаты в таблицу.

II. Анализ концентрации раствора слабой кислоты методом кондуктометрического титрования.

1) Отбираем аликвоту уксусной кислоты 10 мл в химический стакан объемом 250 мл;

2) В бюретку заливаем раствор гидроксида натрия и «зануляем» бюретку.

3) Ставим пробу на магнитную мешалку, помещаем в раствор якорь магнитной мешалки и погружаем в стакан электрод кондуктометра;

4) Доливаем в стакан для титрования дистиллированную воду до закрытия щели электрода раствором, включаем магнитную мешалку и фиксируем показания кондуктометра.

5) Приливаем гидроксид натрия из бюретки порциями по 1 мл, фиксируя после каждой порции щелочи значение электропроводности раствора.

6) Титрование продолжаем до получения изменения хода зависимости удельной электропроводности от объема щелочи, данные заносим в таблицу.

Экспериментальные данные:

Таблица 1. Исходные данные

Наименование слабого электролита	муравьиная кислота
Химическая формула слабого электролита	HCOOH
Ориентировочное значение концентрации слабого электролита С0,	1
Концентрация титранта (гидроксид натрия) СNaOH,	1
Объем пробы слабого электролита, взятый для титрования Vа, [мл]	10

---

Таблица 2. Зависимость удельной электропроводности от концентрации слабого электролита

№ колбы	Концентрация, (по ориентировочному значению)	Удельная электропроводность ꭓ,
1	С0 =0,5	6,099
2	С1 = С0/5 =0,1	2,697
3	С2 = С0/25 =0,02	1,166
4	С3 = С0/125=0,004	0,4881
5	С4 = С0/625 =0,0008	0,2048

Таблица 3. Данные для построения кривой кондуктометрического титрования

№ п/п	VNaOH, мл	Удельная электропроводность ꭓ,
1	0	1,302
2	1	1,328
3	2	1,539
4	3	1,954
5	4	2,364
6	5	2,830
7	6	3,271
8	7	3,747
9	8	4,185
10	9	4,680
11	10	5,101
12	11	5,500
13	12	5,931
14	13	6,537
15	14	7,621
16	15	8,602
17	16	9,669
18	17	10,690
19	18	11,680
20	19	12,720
21	20	13,690

---

Обработка экспериментальных данных:

I. Определение точного значения концентрации слабого электролита


Vэ=12,6 мл


Рисунок 1 - Кривая кондуктометрического титрования

Исходя из графика кривой, делаем вывод, что эквивалентный объем
V_э = 12,6 мл.

Точное значение концентрации слабого электролита вычислим по формуле:

,

где: V_Э – эквивалентный объем щелочи, определенный по кривой титрования, [мл]; С_NaOH – концентрация раствора щелочи, ; V_a – объем аликвоты слабого электролита, [мл].



II. Определение константы и степени диссоциации слабого электролита.

1. Вычислим эквивалентную электропроводность каждого раствора по формуле:



Приведу подробное вычисление для 1 первого раствора:

;

= .

.

2. Заполним таблицу, используя данные эксперимента

Таблица 4. Результаты вычислений

Электролит	С,	 ,	λ, *	1/λ	λС * 10-3
HCOOH	1,26	6,099	4,84	206,59	6,099
	0,252	2,697	10,70	93,44	2,697
	0,0504	1,166	23,13	43,23	1,166
	0,01008	0,4881	48,42	20,65	0,488
	0,002016	0,2048	101,59	9,84	0,205

---

3. По данным таблицы построить графики зависимостей ꭓ= f(C)



Рисунок 2 – График зависимости электропроводности от концентрации

4. По данным таблицы построить графики зависимостей 1/λ = f(λС)



Рисунок 3 – График 1/λ = f(λС)

5. По графику 1/λ = f(λС) найдём 1/λ^∞ посредством экстраполяции зависимости на ось ординат 1/λ и вычислим λ^∞

= 3,913 . Отсюда λ^∞ 0,256 .

6. Рассчитаем значение степени диссоциации по уравнению:

.

Значение константы диссоциации по формуле



Пример вычисления для первой колбы:

0,019



7. Результаты вычислений занесём в таблицу:

Электролит	С,	α	Kd*10-4	Kd среднее, *10-4	Kd = (Kd среднее -Kd)
HCOOH	1,26	0,019	4,6	4,68	0,08
	0,252	0,042	4,6		0,08
	0,0504	0,090	4,5		0,18
	0,01008	0,189	4,4		0,28
	0,002016	0,397	5,3		0,62

---

Смотрите также файлы

• Кортежи.docx

• Учебник для вузов по направлению подготовки "Экономика" и спец. "Финансы и кредит".pdf

• 18. Порядок взыскания налога, сбора, пени, штрафа, страхового взноса с физических лиц.docx

• Урока информация о разработчике плана.docx

• Урока. Мифы Древней Греции. Яблоки Гесперид.docx