Pomiar przewodnictwa wodnych roztworów elektrolitów

Podstawy Metod Elektroanalitycznych
Pomiar przewodnictwa wodnych roztworów elektrolitów
Metoda: Konduktometria
Cel ćwiczenia: Celem ćwiczenia jest pomiar przewodnictwa wodnych roztworów elektrolitów oraz
wyznaczenie stałej naczynka konduktometrycznego.
Odczynniki
3
• Roztwór KCl o C = 0,01 mol/dm
3
• Roztwór CH3COOH o C = 0,1 mol/dm
3
• Roztwór H2SO4 o C = 0,1 mol/dm
3
• Roztwór NaOH o C = 0,1 mol/dm
3
• Roztwór NH3 o C = 0,1 mol/dm
• Siarczan magnezu MgSO4, chlorek wapnia CaCl2, azotan baru Ba(NO3)2, chlorek potasu KCl
Aparatura i sprzęt laboratoryjny
• Konduktometr – 1 szt.
• Naczynko konduktometryczne – 1 szt.
• Elektroda konduktometryczna – 1 szt.
3
• Kolba miarowa 50 cm – 20 szt.
• Pipeta wielomiarowa o pojemności 10 ml – 5 szt.
• Pipeta wielomiarowa o pojemności 5 ml – 5 szt.
• Zlewki 100 ml – 4 szt.
Sposób wykonania:
1. W celu wyznaczenia stałej naczynka konduktometrycznego należy wprowadzić do naczynka
pomiarowego 10 cm3 roztworu wzorcowego KCl o C = 0,01 mol/dm3 tak, aby cela pomiarowa
elektrody była w całości zanurzona w roztworze elektrolitu. Następnie należy odczytać i
zanotować wartość kondunktancji (przewodności elektrycznej czynnej) G dla naczynka
pomiarowego. Zanotować wartość temperatury. Naczynko pomiarowe i elektrodę opłukać
wodą destylowaną. Pomiar powtórzyć.
2. Korzystając z roztworów CH3COOH, H2SO4, NaOH, NH3 w kolbach miarowych 50 cm3 sporządzić
metodą rocieńczeń serię roztworów o stężeniach zawierających się w granicach od 0,0100
mol/dm3 do 0,0001 mol/dm3 w liczbie 5 (roztwór o najwyższym stężeniu sporządzamy z
roztworu wzorcowego, następnie każdy kolejny roztwór z poprzedniego metodą rozcieńczenia
(20 cm3 rozcieńczamy do 50 cm3). Zmierzyć przewodnictwo przygotowanych roztworów
począwszy od roztworu o najniższym stężeniu dla danej substancji, aż do roztworu o
najwyższym stężeniu. Pomiary przeprowadzać w taki sposób, aby cela pomiarowa elektrody
była w całości zanurzona w 10 cm3 roztworu elektrolitu. Naczynko pomiarowe i elektrodę
opłukać wodą destylowaną. Pomiar każdorazowo powtórzyć.
3. Z naważek MgSO4, CaCl2, Ba(NO3)2, KCl w kolbach miarowych 50 cm3 sporządzić serię wodnych
roztworów o stężeniach zawierających się w granicach od 0,0100 mol/dm3 do 0,0001 mol/dm3
w liczbie 5 (roztwór o najwyższym stęzeniu sporządzamy z naważki, kolejne roztwory jak w
punkcie poprzednim). Zmierzyć przewodnictwo przygotowanych roztworów począwszy od
roztworu o najniższym stężeniu dla danej substancji, aż do roztworu o najwyższym stężeniu.
Pomiary przeprowadzać w taki sposób, aby cela pomiarowa elektrody była w całości zanurzona
1
Podstawy Metod Elektroanalitycznych
Podstawy Metod Elektroanalitycznych
w 10 cm3 roztworu elektrolitu. Naczynko pomiarowe i elektrodę opłukać wodą destylowaną.
Pomiar każdorazowo powtórzyć.
4. Po wykonaniu wszystkich pomiarów naczynko pomiarowe i elektrodę opłukać wodą
destylowaną, wyłączyć konduktometr, umyć używane kolby i pipety, pozostałe roztwory
odstawić na swoje miejsce.
Opracowanie wyników:
1. Wyznaczyć stałą naczynka konduktometrycznego k (cm-1) korzystając ze wzoru k = χ/G
wykorzystując otrzymaną doświadczalnie wartość kondunktancji G (S) oraz tablicowe wartości
konduktywności elektrolitycznej χ (S*cm-1) wzorcowego roztworu KCl o C = 0,01 mol/dm3 w
danej temperaturze.
2. Wykreślić zależność przewodnictwa właściwego badanych roztworów od C. Umieścić na
jednym wykresie krzywe otrzymane z obu pomiarów dla tej samej substancji.
3. Wykreślić zależność przewodnictwa molowego badanych roztworów od C1/2 . Umieścić na
jednym wykresie krzywe otrzymane z obu pomiarów dla tej samej substancji. Wyznaczyć
wartości granicznego przewodnictwa molowego metodą ekstrapolacji.
4. Odpowiedzieć na pytanie czy rodzaju elektrolitu ma wpływ na postać krzywych przewodnictwa
właściwego i molowego badanych substancji oraz jaka jest możliwość wyznaczenia granicznego
przewodnictwa molowego metodą ekstrapolacji w przypadku elektrolitów mocnych i słabych.
Literatura:
1. A. Cygański, „Metody elektroanalityczne”, WNT 1995, Warszawa.
2. A. Cygański, „Podstawy metod elektroanalitycznych”, WNT 2004, Warszawa.
3. W. Szczepaniak, „Metody instrumentalne w analizie chemicznej”, PWN 2005, Warszawa.
4. J. Minczewski, Z. Marczenko, „Chemia Analityczna. Tom 3. Analiza Instrumentalna”, PWN
1998, Warszawa.
5. Poradnik fizykochemiczny, PWN 2006, Warszawa.
2
Podstawy Metod Elektroanalitycznych