Главная | Обратная связь
МегаЛекции

Удельная электрическая проводимость





ХТ – 252

ХТ – 253

Федеральное агентство по образованию РФ

Тверской Государственный Технический Университет

Кафедра «Биотехнологии и Химии»

 

Методическое указание к практикуму по физической химии

Лабораторная работа № 29

«Определение константы диссоциации слабой кислоты»

 

 

Тверь 2013

Определение константы диссоциации слабой кислоты

Цель работы:определение электропроводности растворов уксусной кислоты различной концентрации и определение её константы электролитической диссоциации.

 

Теоретическая часть

Электропроводность

 

Величина, характеризующая способность веществ проводить электрический ток под действием внешнего электрического поля, называется электрической проводимостью или электропроводностью.

Электрическая проводимость (L) – величина, обратная электрическому сопротивлению проводника (R). Измеряется в сименсах (См): См = Ом–1.

Так как

 

, (4)

 

то

 

, (5)

 

где ρ – удельное сопротивление, א – удельная электрическая проводимость, S – площадь сечения проводника, l – длина проводника.

Электрическая проводимость в растворах электролита зависит от числа ионов в объеме раствора между электродами и скорости их движения.

Для оценки проводимости растворов и влияния на нее различных факторов применяют три величины: удельную (א), эквивалентную (Λ) и молярную (λ) электрическую проводимость.

 

Удельная электрическая проводимость

 

Удельной электрической проводимостью (א) называют электропроводность раствора, находящегося между параллельными электродами площадью 1 см2, расположенными на расстоянии 1 см.

Удельная электрическая проводимость измеряется в См ∙ см–1 или
См ∙ м–1. Удельная электрическая проводимость раствора электролита зависит от природы электролита, концентрации раствора и температуры.

Графическая зависимость удельной электрической проводимости водных растворов слабых и сильных электролитов от концентрации (рис. 1) проходит через точку максимума.



Рис. 1.Зависимость удельной электрической

проводимости от концентрации

В разбавленных растворах сильных электролитов (α = 1) удельная электрическая проводимость растет пропорционально числу ионов в 1 см3, увеличивающемуся с концентрацией; в концентрированных растворах
ионная атмосфера значительно уменьшает скорость движения ионов
и א падает.

В растворах слабых электролитов с увеличением концентрации раствора уменьшается степень диссоциации α и электропроводность падает из-за уменьшения числа ионов в 1 см3 раствора. Удельная электрическая проводимость растворов электролитов зависит от температуры; повышение температуры увеличивает электропроводность растворов электролитов, так как скорость ионов растет:

 

. (6)

 

Отношение расстояния между электродами ких площади называют постоянной электролитической (кондуктометрической) ячейки

 

;   . (7)
 
(8)

 

Величину К определяют экспериментально с использованием стандартного раствора хлорида калия, для которого значение א известно Например, при 25 °С удельная электропроводность 0,01 М водного раствора КСl равна 0,1413 См/м.

Число носителей заряда в единице объема определяет величину א, поэтому удельная электрическая проводимость смеси соединений равна сумме проводимостей отдельных компонентов и растворителя:

 

.   (9)

Удельная электропроводность чистой воды, рассчитанная теоретически, равна 5,5 ∙ 10–6 Ом/м при 298 К. что соответствует удельному сопротивлению 0,18 Мом ∙ м или сопротивлению 18 МОм для ячейки кондуктометра с ребром
1 см. Для измерения электропроводности используют, как правило, воду, находящуюся в равновесии с СO2 воздуха, א = (1 – 4) ∙ 10–4 См/м.

Для сравнения приведем значения удельной электропроводности при
25 °С некоторых органических растворителей: диэтиламин (3 ∙ 10–10), ацетон
(5 ∙ 10–8), метанол (1,5 ∙ 10–7) ацетонитрил (1 ∙ 10–6 См/м).

Температурная зависимость א разбавленных растворов выражается формулой Кольрауша:

 

, (10)

 

где אt и א25 – удельные электропроводности соответственно при температу-
рах t и 25 °С; α и β – коэффициенты, зависящие от природы растворенного вещества и растворителя: для солей α = 2,2 ∙ 10–2; для сильных кислот
α = 1,64 ∙ 10–2; для сильных оснований α = 1,9 ∙ 10–2.

Поскольку при увеличении температуры на 1 °С удельная электро-проводность большинства водных растворов электролитов в результате уменьшения вязкости увеличивается на 2–2,5 %, для измерения сопротивления растворов с точностью до 0,01 % необходимо обеспечить термостатирование раствора с точностью ±0,005°.

Повышение давления в растворах слабых электролитов приводит в соответствии с принципом Ле Шателье – Брауна к уменьшению объема, что вызывает снижение степени диссоциации и соответственно א. Например, для уксусной кислоты увеличение давления до 2 ∙ 103 атм уменьшает удельную электропроводность на 40 %. В случае сильных электролитов увеличение давления сопровождается ростом вязкости, что приводит к уменьшению удельной электропроводности.

 





Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015- 2021 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.