Определение эквивалентной электропроводности уксусной кислоты при бесконечном разбавлении графич

Федеральное агенство по образованию

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Чувашский Государственный Университет им. И. Н. Ульянова»

                              Кафедра физической химии и ВМС









Курсовая работа на тему:



«Определение эквивалентной электропроводности уксусной кислоты при бесконечном разбавлении графическим и аналитическим методом »









		

	

	

	

	

	

	

	

	









                                                                                              Выполнила : студентка

                                                                                        группы Х – 11 – 06

                                                                                  Данилова А.В.

                                                                            Проверил:

                                                                                              доцент Верхунов С.М.  





















                                               Чебоксары 2010







Содержание



    Ведение

Литературный обзор

Характеристика уксусной кислоты

Экспериментальная часть

Обсуждение результатов

    Вывод

   Список использованной литературы

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	

	Введение

 По способу переноса электрического заряда различают: проводники первого и второго рода. Твердые и жидкие проводники, прохождение через которые электрического тока не вызывает переноса вещества в виде ионов, называются проводниками первого рода.

        Электрический ток в проводниках первого рода осуществляется потоком электронов (электронная проводимость). К таким проводникам относятся твердые и жидкие металлы и некоторые неметаллы (графит, сульфиды цинка и синца).

        Вещества, прохождение через которые электрического тока вызывает передвижение вещества в виде ионов (ионная проводимость) и химические превращения в местах входа и выхода тока (электрохимические реакции), называются проводниками второго рода. Типичными проводниками второго рода являются растворы солей, кислот и оснований в воде и некоторых других растворителях, расплавленные соли и некоторые твердые соли. Как правило, в проводниках второго рода электричество переносится положительными (катионы) и отрицательными (анионы) ионами.

Деление проводников в зависимости от типа проводимости от типа проводимости (электронная или ионная) является условным

        В зависимости от природы токопроводящих частиц и от их электропроводности все вещества можно условно разделить на пять групп:

1.      Непроводящие тела, или изоляторы.

2.      Проводники первого рода, или электронопроводящие тела.

3.      Полупроводники – вещества, в которых ток переносится электронами и

дырками.

4.      Проводники второго рода, или ионные проводники, - вещества, в которых ток переносится ионами.

5.      Смешанные проводники – тела, сочетающие электронную ионную проводимости.

Исследуемая уксусная кислота относится к проводникам второго рода, для

которых характерна ионная проводимость.

Цель данной работы заключается в определении эквивалентной электропроводности уксусной кислоты при бесконечном разбавлении. 

















































1. Литературный обзор

1.1. Электропроводность электролитов.



1.1.1Удельная и молярная электропроводности электролитов.

Электрическая проводимость растворов электролитов, т.е. способность их проводить электрический ток, зависит от природы электролита и растворителя, концентрации, температуры и некоторых других факторов. Различают удельную и молярную электрическую проводимости.

Удельная электрическая проводимость раствора электролита x – это электрическая проводимость объема раствора, заключенного между двумя параллельными электродами, имеющими площадь по одному квадратному метру и расположенными на расстоянии одного метра друг от друга.

Удельная электрическая проводимость является величиной, обратной удельному сопротивлению ρ:

                             (1)

Удельное сопротивление определяется по уравнению

                          (2)

где R — общее сопротивление проводника. Ом; l — длина проводника, м; s — поперечное сечение проводника, м2. Из уравнения (2) имеем:

ρ=Rs/l.                           (3)

Полученное выражение показывает, что размерность, т. е. единица удельного сопротивления, выражается величиной [ρ]=0м м.

Единица удельной электрической проводимости, т. е. размерность ее, выражается обратной величиной x=1/(0м м) = Oм-l•м-l = Cм м-1.

Повышение температуры на 1 К увеличивает удельную электрическую проводимость примерно на 2 - 2,5%. Это объясняется понижением вязкости раствора и уменьшением гидратации ионов, а для растворов слабых электролитов увеличением их степени диссоциации.

Зависимость удельной электрической проводимости разбавленных растворов от температуры описывается эмпирическим уравнением

xT = x298 [1 + α (T - 298) +β (Т- 298)2];

                                       (4)

β = 0,0163 (α - 0,0174),

где x298 – удельная электрическая проводимость при 298 К; α и β - температурные коэффициенты электрической проводимости. Коэффициенты α и β зависят от природы электролита: для сильных кислот α = 0,0164, для сильных оснований           α = 0,0190, для солей α = 0,0220.

В растворах слабых электролитов диссоциация молекул электролита на ионы увеличивает объем раствора. Поэтому повышение давления в соответствии с принципом смещения подвижного равновесия Ле Шателье – Брауна уменьшает степень диссоциации электролита и, следовательно, электрическую проводимость. Заметное влияние на электрическую проводимость раствора слабого электролита оказывает только давление порядка сотен и тысяч атмосфер. Например, повышение давления до 2000 атм уменьшает x для уксусной кислоты на 40%.

При изучении электрической проводимости растворов целесообразно пользоваться молярной электрической проводимостью Λ, которая равна электрической проводимости объема раствора электролита, содержащего 1 г/моль растворенного вещества и находящегося между двумя параллельными электродами, расположенными на расстоянии одного метра друг от друга. Для слабых электролитов изменение молярной электрической проводимости от концентрации раствора связано в основном со степенью диссоциации и для сильных электролитов - с межионным взаимодействием.

Удельная и молярная электрические проводимости связаны между собой соотношением:

Λ = xVм = x/cм                             (5)

где Vм — число кубометров раствора, содержащего 1 г/моль электролита; См — концентрация электролита, выраженная в моль/м3. Для практических расчетов можно использовать также размерности в производных единицах СИ: [χ]=См см-1; [Λ] = См см2 •моль-1; [с] = моль/л (моль/дм3). При этом вместо уравнения (5) получаем:

                                  (6)

При вычислении молярной электрической проводимости нужно указывать формульную единицу, для которой она вычислена. Так, например, при 298 К в водном растворе при предельном разбавлении A(MgCl2)=258 · 104 См м2 • моль-1, но Λ (MgCl2) = 129 • 104 См • м2 моль-1.

Молярная электрическая проводимость с уменьшением концентрации раствора увеличивается и при с → 0 стремится к некоторому предельному максимальному значению Λ∞, которое называется молярной электрической проводимостью при предельном (бесконечном) разбавлении. Например, для предельно разбавленных растворов НС1, КС1 и NH4OH значения Λ∞, при 298 К соответственно равны          426 · 104; 149,8 104 и 271,4 104 См м2 моль-1.

Зависимость молярной электрической проводимости от температуры можно представить уравнением:

ΛТ = Λ298 [1+α (T-298)],                     (7)

где  ΛТ и Λ298  — молярные электрические проводимости при температуре  Т = 298 К; α — температурный коэффициент электрической проводимости. Уравнение (7) справедливо для узкого интервала температур. Логарифмируя уравнение (6), получаем:   

                     (8)

Беря производную по температуре от уравнения (8), находим:

,    или       (9)

Из уравнения (9) следует, что температурные коэффициенты удельной и молярной электрической проводимости одинаковы.

Рассмотрим зависимость молярной электрической проводимости раствора бинарного электролита от скорости движения ионов. Пусть электрический ток проходит через раствор бинарного электролита, помещенный в стеклянную трубку с поперечным сечением s м2, причем расстояние между электродами равно l м и разность потенциалов между ними равна Е В. Обозначим через u'+ и u'- скорости движения катионов и анионов, м/с, а через см концентрацию раствора электролита, г/моль/м3. Если степень диссоциации электролита в данном растворе равна α, то концентрации катионов и анионов равны αсм г/моль/м3. Подсчитаем количество электричества, которое переносится через поперечное сечение трубки за 1 с. Катионов за это время пройдет через сечение u'+sαcм  г/моль и они перенесут u'+sαcмF Кл электричества, так как г/моль переносит количество электричества, равное числу Фарадея F. Анионы в обратном направлении перенесут u'-sαcмF Кл электричества. Сила тока I, т. е. общее количество электричества, проходящее через данное поперечное сечение раствора в 1 с, равна сумме количеств электричества, переносимого ионами в обоих направлениях:

I = (u'+ + u'-)sαcмF     u'+ = u+                  (10)

Скорость движения ионов u'+ и u'- прямо пропорциональна напряженности поля E/l:

u'+ = u+       и      u'- = u-              (11)

где u+ и u-  — абсолютные скорости ионов. 

 Абсолютной скоростью движения иона называется его скорость при единичном градиенте потенциала в 1 В  м-1; ее размерность [ui] = В  м2 с-1

Подставляя значения     u'+ = u' -   из уравнения (11) в (10), получаем

I = αF(u+ + u-) .                     (12)

С другой стороны, сопротивление R можно выразить через Λ. Учитывая, что из (11) ρ = 1/х  и из (5) х = см Λ, получаем из (2) выражение R=l/(хs) = l/(cмΛs). Из закона Ома

I =  =  Λ .                        (13) 

Приравнивая правые части уравнений (12) и (13) и решая равенство  относительно Λ, получаем

Λ= αF(u+ + u-)                (14)                                                                                       

Для сильных электролитов α=1 и

               Λ= F(u+ + u-)                  (15)

 Произведения

Fu+=λ+     и    Fu-=λ-                  (16)

Называются подвижностями ионов; их размерность [λи] = См м моль -1. Например, в водном растворе при 298 К подвижности катионов К +, Ag+ и  Mg2+ равны              73,5 · 104; 61,9 · 104 и 53,0 · 104 См м2 · моль-1 и подвижности анионов С1-1,  SO42- и СН3СОО- - 76,3 104; 80,0 · 104 и 40,9 · 104 См м2 моль-1 соответственно. 

Вводя значения λ+ и λ- в (14) и (15), получаем для слабых электролитов:

Λ= α(λ+ + λ-)                       (17)

и для сильных электролитов

Λ= λ+ + λ-                            (18)

Для предельно разбавленного раствора α = 1, поэтому

Λ∞ = λ  + λ                      (19)

где λ  и λ - подвижности ионов при предельном разведении. Уравнение (19), справедливое как для сильных, так и для слабых электролитов, называется законом Кольрауша, согласно которому молярная электрическая проводимость при предельном разведении равна сумме подвижностей ионов при предельном разведении. Из уравнения (19) и (16) получаем:

Λ∞ = F(u  + u)                    (20)

где F – постоянная Фарадея; u  и u - абсолютные скорости движения ионов при предельном разведении.





1.1.2. Эквивалентная электропроводность

Эквивалентная электропроводность λ [в см2/(г-экв Ом) вычисляется из соотношения:

                               (21)

где с — эквивалентная концентрация, г-экв/л.

Эквивалентная электропроводность — это электропроводность такого объема (φ см3) раствора, в котором содержится 1 г-экв растворенного вещества, причем электроды находятся на  расстоянии 1 см друг от друга. Учитывая сказанное выше относительно удельной электропроводности, можно представить себе погруженные в раствор параллельные электроды на  расстоянии 1 см., имеющие весьма большую площадь. Мы вырезаем мысленно на поверхности каждого электрода вдали от его краев площадь, равную φ-см2. Электропроводность раствора, заключенного между выделенными поверхностями таких электродов,     имеющими площадь, равную φ- см2, и есть эквивалентная электропроводность раствора. Объем раствора между этими площадями электродов равен, очевидно, φ-см3 и содержит один грамм-эквивалент соли. Величина φ, равная  1000/с см3/г-экв, называется разведением.    Между электродами, построенными указанным выше способом, при любой концентрации электролита находится 1 г-экв растворенного вещества и изменение эквивалентной электропроводности, которое обусловлено изменением концентрации, связано с изменением числа ионов, образуемых грамм-эквивалентом, т. е. с изменением степени диссоциации, и с изменением скорости движения ионов, вызываемым ионной атмосферой.

Мольная электропроводность электролита — это произведение эквивалентной электропроводности на число грамм-эквивалентов в 1 моль диссоциирующего вещества.

На рис. 1 показана зависимость эквивалентной электропроводности некоторых электролитов от концентрации. Из рисунка видно, что с увеличением с величина λ уменьшается сначала резко, а затем более плавно. 





Интересен график зависимости λ от  (2). Как видно из графика (Рис. 2), для сильных электролитов соблюдается медленное линейное уменьшение λ с увеличением , что соответствует эмпирической формуле Кольрауша (1900);

λ= λ∞ - А                       (22)

где λ∞  - предельная эквивалентная электропроводность при бесконечном разведении: с → 0; φ → ∞

Значение λ сильных электролитов растет с увеличением φ и ассимптотически приближается к λ∞.  Для слабых электролитов (СН3СООН) значение λ также растет с увеличением φ, но приближение к пределу и величину предела в большинстве случаев практически нельзя установить. Все сказанное выше касалось электропроводности водных растворов. Для электролитов с другими растворителями рассмотренные закономерности сохраняются, но имеются и отступления от них, например на кривых λ-с часто наблюдается минимум (аномальная электропроводность).









2. Характеристика уксусной кислоты

У́ксусная кислота (эта́новая кислота) — органическое вещество с формулой CH3COOH. Слабая, предельная одноосно́вная карбоновая кислота. Производные уксусной кислоты носят название «ацетаты».




Уксусная кислота





Общие

Химическая формула

CH3COOH

Молярная масса

60,05 г/моль

Физические свойства

Состояние (ст. усл.)

бесцветная жидкость

Плотность

1,0492 г/см³

Термические свойства

Температура плавления

16,75 °C

Температура кипения

118,1 °C

Критическая точка

321,6 °C, 5,79 МПа

Молярная теплоёмкость (ст. усл.)

123,4 Дж/(моль·К)

Энтальпия образования (ст. усл.)

−487 кДж/моль

Химические свойства

pKa

4,75

Оптические свойства

Показатель преломления

1,372

2. Физические свойства

Ледяная уксусная кислота Уксусная кислота представляет собой бесцветную жидкость с характерным резким запахом и кислым вкусом. Гигроскопична. Неограниченно растворима в воде. Смешивается со многими растворителями; в уксусной кислоте хорошо растворимы органические соединения и газы, такие как HF, HCl, HBr, HI и другие. Существует в виде циклических и линейных димеров

Давление паров (в мм. рт. ст.): 

10 (17,1 °C) 

40 (42,4 °C) 

100 (62,2 °C) 

400 (98,1 °C) 

560 (109 °C) 

1520 (143,5 °C) 

3800 (180,3 °C) 

Диэлектрическая проницаемость: 6,15 (20 °C) 

Динамическая вязкость жидкостей и газов (в мПа·с): 1,155 (25,2 °C); 0,79 (50 °C) 

Поверхностное натяжение: 27,8 мН/м (20 °C) 

Удельная теплоемкость при постоянном давлении: 2,01 Дж/г·K (17 °C) 

Стандартная энергия Гиббса образования ΔfG0 (298 К, кДж/моль): −392,5 (ж) 

Стандартная энтропия образования ΔfS0 (298 К, Дж/моль·K): 159,8 (ж) 

Энтальпия плавления ΔHпл: 11,53 кДж/моль 

Температура вспышки в воздухе: 38 °C 

Температура самовоспламенения на воздухе: 454 °C 

Теплота сгорания: 876,1 кДж/моль 

Уксусная кислота образует двойные азеотропные смеси со следующими веществами.

Вещество

tкип, °C

массовая доля уксусной кислоты

четыреххлористый углерод

76,5

3 %

циклогексан

81,8

6,3 %

бензол

88,05

2 %

толуол

104,9

34 %

гептан

91,9

33 %

трихлорэтилен

86,5

4 %

этилбензол

114,65

66 %

о-ксилол

116

76 %

п-ксилол

115,25

72 %

бромоформ

118

83 %



Уксусная кислота образует тройные азеотропные смеси 

с водой и бензолом (tкип 88 °C); 

с водой и бутилацетатом (tкип 89 °C). 



3. Получение



Уксусную кислоту можно получить окислением ацетальдегида кислородом воздуха. Процесс проводят в присутствии катализатора — ацетата марганца (II) Mn(CH3COO)2 при температуре 50-60 °С: 

2 CH3CHO + O2 → 2 CH3COOH

3. 1. В промышленности

3. 1. 1. Окислительные методы

Ранними промышленными методами получения уксусной кислоты были окисление ацетальдегида и бутана.

Ацетальдегид окислялся в присутствии ацетата марганца (II) при повышенной температуре и давлении. Выход уксусной кислоты составлял около 95 %.



Окисление н-бутана проводилось при температуре 150—200 °C и давлении 150 атм. Катализатором этого процесса являлся ацетат кобальта.



Оба метода базировались на окислении продуктов крекинга нефти. В результате повышения цен на нефть оба метода стали экономически невыгодными, и были вытеснены более совершенными каталитическими процессами карбонилирования метанола.

4. Химические свойства

Уксусная кислота обладает всеми свойствами карбоновых кислот. Связь между водородом и кислородом карбоксильной группы (−COOH) карбоновой кислоты является сильно полярной, вследствие чего эти соединения способны легко диссоциировать и проявляют кислотные свойства. В результате диссоциации уксусной кислоты образуется ацетат-ион CH3COO− и протон H+. Уксусная кислота является слабой одноосновной кислотой со значением pKa в водном растворе равным 4,75. Раствор с концентрацией 1.0 M (приблизительная концентрация пищевого уксуса) имеет pH 2,4, что соответствует степени диссоциации 0,4 %.



Исследования показывают, что в кристаллическом состоянии молекулы образуют димеры, связанные водородными связями.

Уксусная кислота способна взаимодействовать с активными металлами. При этом выделяется водород и образуются соли — ацетаты.

Mg(тв) + 2CH3COOH → (CH3COO)2Mg + H2

Уксусная кислота может хлорироваться действием газообразного хлора. При этом образуется хлоруксусная кислота.

CH3COOH + Cl2 → CH2ClCOOH + HCl

Этим путем могут быть получены также дихлоруксусная (CCl2COOH) и трихлоруксусная (CCl3COOH) кислоты.

Уксусная кислота вступает во все реакции, характерные для карбоновых кислот. Она может быть восстановлена до этанола действием алюмогидрида лития. Уксусная кислота также может быть превращена в хлорангидрид действием тионилхлорида. Натриевая соль уксусный кислоты декарбоксилируется при нагревании со щелочью, что приводит к образованию метана.

5. Применение

70-80 % водный раствор уксусной кислоты называют уксусной эссенцией, а 3-6 % — уксусом. Водные растворы уксусной кислоты широко используются в пищевой промышленности (пищевая добавка E260) и бытовой кулинарии, а также в консервировании.

Уксусную кислоту применяют для получения лекарственных и душистых веществ, как растворитель (например, в производстве ацетилцеллюлозы, ацетона). Она используется в книгопечатании и крашении.

Уксусная кислота используется как реакционная среда для проведения окисления различных органических веществ. В лабораторных условиях это, например, окисление органических сульфидов пероксидом водорода, в промышленности — окисление пара-ксилола кислородом воздуха в терефталевую кислоту.

6. Безопасность

Пары уксусной кислоты раздражают слизистые оболочки верхних дыхательных путей. Порог восприятия запаха уксусной кислоты в воздухе находится в районе 0,4 мг/л. ПДК в атмосферном воздухе составляет 0,06 мг/м³, в воздухе рабочих помещений — 5 мг/м³.

Действие уксусной кислоты на биологические ткани зависит от степени её разбавления водой. Опасными считаются растворы, в которых концентрация кислоты превышает 30 %.[4] Концентрированная уксусная кислота способна вызывать химические ожоги, инициирующие развитие коагуляционных некрозов прилегающих тканей различной протяженности и глубины.

Токсикологические свойства уксусной кислоты не зависят от способа, которым она была получена. Смертельная доза составляет примерно 20 мл











3. Экспериментальная часть

Руководство по эксплуатации НПКД.421522.102 РЭ. Мультитест КСЛ-101.

Назначение

Назначение и область применения

Прибор предназначен для измерения удельной электрической проводимости (УЭП) жидкостей и общего солесодержания в пересчете на хлористый натрий (солесодержание).

По исполнению прибор относится к переносным полуавтоматическим широкодиапазонным цифровым измерительным прибором с температурной компенсацией. Вид питания – сетевое.

В состав кондуктометра могут входить первичные преобразователи проточного, погруженного или наливного конструктивного исполнения.

Способ взаимодействия электрических цепей первичного преобразователя с анализируемой жидкостью – контактный. 

Прибор имеет один кондуктометрический и один термометрический измерительный канал.

Прибор может использоваться: 

а) при кондуктометрическом титровании для определения точки эквивалентности;

б) как электронный термометр.

1.1.4. Области применения: промышленность, экология и охрана окружающей среды, очистные сооружения и водоподготовка, энергетика, химические технологии, биология, биохимия, пищевая промышленность, медицина, фармакология и другие.

1.2. Функциональные возможности

1.2.1. проведение измерений по кондуктометрическому каналу с одновременным измерением температуры.

1.2.2. Представление результатов измерения в величинах УЭП (мкСм/см, мСм/см) и солесодержание (мкг/л, мг/л, г/л).

1.2.3. Использование отключаемой системы автоматической температурной компенсации. Применение линейной или нелинейной температурной компенсации в зависимости от заданных параметров. Задание температуры приведения.

1.2.4. Автоматическое определение наличия константы ячейки первичного преобразователя, параметров встроенного датчика температуры. Возможность ручного ввода константы. 

1.2.5. Автоматическое определение наличия датчика температуры, ручной ввод температуры при отключении датчика.

1.2.6. Возможность использования таймера в режиме измерения.

1.2.7. Сохранение настроек прибора и других параметров (введенная константа ячейки, выбранная размерность выводимой на индикатор величины, состояние введенные параметры температурной компенсации и другие) и восстановление их при включении прибора.

1.2.8. Подключение прибора к ЭВМ для передачи данных проведенных измерений и других параметров.



Основные технические данные и характеристики

Диапазон измерения (с первичным преобразователем, имеющим константу 1,000 1/см):

	 - УЭП, мСм/см	от 0 до 200;

	 - солесодержание, г/                                         от 0 до 200;

 - температуры                                                   от минус 10 до 120.



Пределы допускаемых значений основной погрешности (с первичным преобразователем, имеющим константу 1,000 1/см)

При измерении УЭП, в интервале:

 - от 0 до 1 мкСм/см, не более 1%

 - от 1мкСм/см до 200мСм/см, относительно не более 0,5%.

2.2.2. При преобразовании УЭП в значение солесодержание, в интервале:

 - от 0 до 0,5 мкг/л, приведенная не более 1%

 - от 0,5 мкг/л до 200 г/л, относительно не более 1%

3. Устройство

3.1.1. Прибор выполнен настольном исполнении. Корпус прибора выполнен из пластмассы.

3.1.2. Клавиатура расположена справа на лицевой панели прибора и предназначена для ввода информации. Клавиатура содержит цифровые клавиши, клавишу «.» (точка), клавишу «-» (минус), служебные клавиши СБРОС, ВВОД, ВЫХОД, «←» и «→» (выбор).

3.1.3. Жидкокристаллический знакосинтезирующий индикатор с подсветкой расположен слева на лицевой панели прибора и предназначен для вывода информации. Индикатор имеет две строки по 16 символов.

3.1.4. На боковой панели прибора, находится разъем «ДК» для подключения первичного преобразователя.

3.1.5. На задней панели расположены: кабель сетевого питания, выключатель сетевого питания, держатель предохранителя, разъемы для подключения датчика температуры и кабель связи с ЭВМ ( компьютером).



Для определения  эквивалентной электропроводности сильных электролитов последовательным разбавлением готовят 7 растворов различных концентраций. Из исходного раствора уксусной кислоты с концентрацией 1 моль/л путём последовательного разбавления в мерных колбах на 100 мл приготовить растворы с концентрациями 1; 0,5; 0,25; 0,1; 0,05; 0,025; 0,0125 моль/л. Для этого пипеткой на 25 мл из исходного раствора перенести в мерную колбу на 50 мл и разбавить дистиллированной водой до метки, раствор тщательно перемешать. Из полученного раствора отобрать пипеткой 25 мл, перенести в другую мерную колбу на 50 мл и разбавить дистиллированной водой до метки. Так последовательным разбавлением приготовить все растворы. При переходе от одного раствора к другому пипетку вымыть дистиллированной водой и ополоснуть исходным раствором.

Измерив удельную электропроводность всех приготовленных растворов на мультитесте КСЛ - 101, рассчитать эквивалентную электропроводность. Результаты расчётов наносятся на график с координатами 1/λ и С*λ и экстраполяцией определяется предельная электропроводность . Экспериментальные значения необходимо сравнить с вычисленными по закону Кольрауша. 



Для растворов CH3COONa, NaCl, HCl эквивалентная электропроводность находится так же как и для уксусной кислоты. Результаты расчётов наносятся на график с координатами  и  и экстраполяцией определяется предельная электропроводность . Экспериментальные значения необходимо сравнить с вычисленными по закону Кольрауша. 









































Обсуждение результатов





Определение эквивалентной электропроводности уксусной кислоты при бесконечном разбавлении графическим методом:



		Таблица 1

	Результаты определения  электрической проводимости CH3COOH



С, моль/л

Χ,мСм/см

	Λ*10-4

	См*м2/моль



	1/λ 

	*10-4моль/ См*м2



	(λ*С)* *10- 4См*м



1

1,524

1,524

0,066438

0,189

0,5

1,128

2,256

0,089928

0,278

0,25

0,821

3,284

0,127551

0,392

0,1

0,58

5,8

0,172414

0,58

0,05

0,392

7,84

0,304507

0,821

0,025

0,278

11,12

0,443262

1,128

0,0125

0,189

15,12

0,656168

1,524







































		1/λ *10- 4моль/ См*м2





	                                                               (λ*С)* *10- 4См*м



Рис. 3. График зависимости 1/λ от λ*С для  CH3COOH





	(CH3COOH) = 333,3*10- 4См*м2/моль





	(CH3COOH) по Кольраушу = 390,7*10- 4См*м2/моль

	

	Определение эквивалентной электропроводности уксусной кислоты при бесконечном разбавлении аналитическим методом:

	CH3COONa + HCl = CH3COOH + NaCl

	(CH3COOH)=  (CH3COONa) + (HCl) - (NaCl)

	

	                                                                                                    Таблица 2

	

	Результаты определения  электрической проводимости NaCl

	

	

С, моль/л

Χ,мСм/см

√С, √моль/л

	Λ*10-4

	См*м2 /моль



1

70,52

1

70,52

0,5

35,49

0,707107

70,98

0,25

23,6

0,5

94,4

0,1

14,57

0,316228

145,7

0,05

8,382

0,223607

167,64

0,025

4,689

0,158114

187,56

0,0125

2,681

0,111803

214,48



	

	                                                                                                   

	  



































	1) λ= 1000*70,52/1=70520 мСм*см2/моль = 70,52 *10-4 См*м2/моль

	

	2)  λ= 1000*35,49/0,5 = 70980  мСм*см2/моль = 70,98 *10-4 См*м2/моль

	

	3)  λ= 1000*23,6/0,25 = 94400 мСм*см2/моль = 94,4 *10-4 См*м2/моль

	

	4) λ= 1000*14,57/0,1 = 145700 мСм*см2/моль = 145,7 *10-4 См*м2/моль

	

	5)  λ= 1000*8,382/0,05 = 167640 мСм*см2/моль = 167,64 *10-4 См*м2/моль

	

	6) λ= 1000*4,689/0,025 = 187560 мСм*см2/моль = 187,56 *10-4 См*м2/моль



	7) λ= 1000*2,681/0,0125 = 214480 мСм*см2/моль = 214,48 *10-4 См*м2/моль























Рис. 4. График зависимости эквивалентной электропроводности от концентрации в координатах λ от √С для NaCl.





	(NaCl) = 164,5 *10- 4См*м2/моль























		

	

	                                                                                                         

	                                                                                                     

	

	

	

	                                                                                                     Таблица 3



	Результаты определения  электрической проводимости HCl

		

С, моль/л

Χ, мСм/см

√С, √моль/л

	Λ *10- 4

См*м2/моль

1

214,6

1

214,6

0,5

117,6

0,707107

235,2

0,25

69,64

0,5

278,56

0,1

37,03

0,316228

370,3

0,05

20,43

0,223607

408,6

0,025

10,96

0,158114

438,4

0,0125

5,547

0,111803

443,76





	1) λ= 1000*214,6/1 = 214600 мСм*см2/моль = 214,6 *10-4 См*м2/моль

	

	2) λ= 1000*117,6/0,5 = 235200 мСм*см2/моль = 235,2 *10-4 См*м2/моль



	3) λ= 1000*69,64/0,25 = 278560 мСм*см2/моль = 278,56 *10-4 См*м2/моль



	4) λ= 1000*37,03/0,1 = 370300 мСм*см2/моль = 370,3 *10-4 См*м2/моль



	5) λ= 1000*20,43/0,05 = 408600 мСм*см2/моль = 408,6 *10-4 См*м2/моль



	6) λ= 1000*10,96/0,025 = 438400 мСм*см2/моль = 438,4 *10-4 См*м2/моль



	7) λ= 1000*5,547/0,0125 = 443760 мСм*см2/моль = 443,76 *10-4 См*м2/моль



























Рис. 5. График зависимости эквивалентной электропроводности от концентрации в координатах λ от √С для HCl.







	(HCl) = 462,5 *10- 4См*м2/моль









	

	

	

	

	

	

	

	

	

		Таблица 4

	

	Результаты определения  электрической проводимости CH3COONa

		

С, моль/л

Χ, мСм/см

√С, √моль/л

	Λ *10- 4

См*м2/моль

1

30,48

1

30,48

0,5

18,41

0,707107

36,82

0,25

10,34

0,5

41,36

0,1

5,588

0,316228

55,88

0,05

3,07

0,223607

61,4

0,025

1,598

0,158114

63,92

0,0125

0,844

0,111803

67,52







	1) λ= 1000*30,48/1 = 30480 мСм*см2/моль = 30,48 *10-4 См*м2/моль



	2) λ= 1000*18,41/0,5 = 36820 мСм*см2/моль = 36,82 *10-4 См*м2/моль



	3) λ= 1000*10,34/0,25 = 41360 мСм*см2/моль = 41,36 *10-4 См*м2/моль



	4) λ= 1000*5,588/0,1 = 55880 мСм*см2/моль = 55,88 *10-4 См*м2/моль



	5) λ= 1000*3,07/0,05 = 61400 мСм*см2/моль = 61,4 *10-4 См*м2/моль



	6) λ= 1000*1,598/0,025 = 63920 мСм*см2/моль = 63,92 *10-4 См*м2/моль





	7) λ= 1000*0,844/0,0125 = 67520 мСм*см2/моль = 67,52 *10-4 См*м2/моль























Рис. 6.  График зависимости эквивалентной электропроводности от концентрации в координатах λ от √С для CH3COONa.









		(CH3COONa) = 70,0 *10- 4См*м2/моль







	(CH3COOH) = 368*10- 4См*м2/моль





	(CH3COOH) по Кольраушу = 390,7*10- 4См*м2/моль

Вывод





1. Составили краткий литературный обзор по электропроводности растворов.

2. Исследовали зависимости эквивалентной электропроводности раствора уксусной кислоты от разведения.

	3. Построили графики зависимости λ*С от 1/λ для уксусной кислоты и λ от √С для сильных электролитов. Из первого графика графическим методом нашли (CH3COOH) = 333,3*10- 4См*м2/моль. Из второго грфика аналитическим методом вычислили 

	(CH3COOH) = 368*10- 4См*м2/моль

	4. Экспериментальные значения  сравнили с вычисленными по закону Кольрауша (CH3COOH) по Кольраушу = 390,7*10- 4См*м2/моль





































Список использованной литературы:

1. Краснов К.С. Физическая химия . М.: Высшая шк.,1988 

2. Герасимов Я. И. и др. Курс физической химии. М.: Химия,1973. Т.1. 592 с.

3. Никольский Б.П. Физическая Химия. Л.: Химия, 1987

4. Кнорре Д.Г., Крылова Л.Ф. Физическая Химия. М.: Высшая шк.,1981 

5. Мухленова И.П. Общая химическая технология. М.: Высшая школа.

6. Некрасов Б.В. Основы общей химии, т. 3. М.: Химия, 1970.

7. Фурмер И. Э., Зайцев В.Н. Общая химическая технология. М.: Высшая школа, 1978.

8.Химия. Большой энциклопедический словарь/Под ред. И. Л. Кнунянц. М, 1998. 292 с.

9. Физическая химия. Электрохимия: Метод. Указания к лаб. работам/ сост. Кольцов Н. И., Верхунов С. М., Андреева Э. В., Кузьмин М. В.Чебоксары: изд-во Чувашского ун-та, 2004.68 с.

10. Лурье Ю. Ю.Справочник по аналитической химии.М.: Высшая шк.,1989.448 с.

11. Киреев В. А. Краткий курс физической химии. М.: Высшая шк.,1978. 620 с.

12. Стронберг А. Г., Семченко Д. П. Физическая химия. М.: Высшая шк., 1999.527 с.

13. Краткий справочник физико-химических величин/ Под. ред. А. А. Равдаля, А. М. Пономаревой. Л.: Химия, 1983. 232 с.

17. Равич-Щербо М. И., Новиков В. В. Физическая и коллоидная химия. Учебник для мед.ин-тов. М.: Высшая шк.,1975. 255 с.





         









2