WSTĘP:

Przewodnictwo roztworów elektrolitów

Roztwory elektrolitów w wyniku migracji jonów przewodzą prąd elektryczny. Zatem określenie wielkości charakteryzujących przewodnictwo może dostarczyć informacji o liczbie jonów obecnych w roztworze a zatem w efekcie do ilościowego oznaczenia (w przypadku mocnych elektrolitów) bądź wyznaczenia stałej dysocjacji (dla słabych elektrolitów).

Podstawowym pomiarem stosowanym w badaniach ruchu jonów jest pomiar przewodności L roztworu będącej odwrotnością jego oporu R (L = 1/R). Opór wyrażamy w omach W, zatem jednostką przewodności próbki jest W-1. Jednostka ta nosi nazwę simensa, 1 S = 1 W-1. Oporność R przewodnika o oporności właściwej r, długości l i polu przekroju A dana jest wzorem: . Analogicznie przewodność L dla roztworu elektrolitu

                            (3)

gdzie k jest przewodnością właściwą, k zaś stałą naczyńka konduktometrycznego. Jeżeli przewodnictwo wyrazimy w S, wymiary zaś podamy w [m] to w układzie SI jednostką przewodności właściwej jest S·m-1.

Przewodnictwo właściwe roztworu zależy od liczby obecnych w nim jonów, dlatego zazwyczaj wprowadza się przewodnictwo molowe Lm zdefiniowane jako:

                            (4)

gdzie c jest molowym stężeniem wprowadzonego elektrolitu. W układzie SI przewodnictwo molowe wyrażamy w S·m2·mol-1. Typowe wartości przewodnictwa molowego wynoszą około 10 mS·m2·mol-1 (gdzie 1 mS = 10-3 S).

WYKONANIE ĆWICZENIA:

1. Sporządzanie roztworów:

· położyć na szalce wagi papierek i wyzerować wagę (przycisk tare),

· odważyć 0,4384 g NaCl,

· używając lejka przenieść naważkę do kolby miarowej, pozostałość na lejku spłukać wodą destylowaną z tryskawki,

· dodać wody destylowanej do około połowy objętości kolby
i rozpuścić sól,

· dopełnić kolbę wodą destylowaną do kreski (pod koniec użyć tryskawki), zamknąć kolbę korkiem i dokładnie wymieszać,

· te same czynności powtórzyć dla naważek 0,7306 g oraz 1,1690 g.

2. Oznaczenie przewodności właściwej sporządzonych roztworów przy użyciu konduktometru:

· badany roztwór przelać do zlewki,

· włączyć konduktometr przyciskiem ON/OFF,

· zdjąć nasadkę z końcówki konduktometru i zanurzyć go w roztworze na głębokość nie mniej niż 2 cm i w odległości nie mniejszej niż 0,5 cm od dna i ścianek.

· UWAGA – konduktometr wprowadzać do cieczy nachylony pod kątem i po wyprostowaniu kilkukrotnie nim potrząsnąć celem usunięcia pęcherzyków powietrza.

· odczekać do ustabilizowania się wartości wskazywanej przez konduktometr, odczytać
i zanotować wynik.

3. Oznaczyć przewodność właściwą wody wodociągowej i wody destylowanej.

OPRACOWANIE WYNIKÓW:

1. Wypełnić poniższą tabelę

* do obliczenia Lm należy Cm przeliczyć z mol/dm3 na mol/cm3

2. Narysować zależność k = f(C).
3. Zinterpretować narysowaną zależność.

Po wykonaniu ćwiczenia należy posprzątać stanowiska pracy: używane szkło dokładnie umyć wodą wodociągową, a następnie przepłukać wodą destylowaną, stół laboratoryjny zetrzeć na mokro!