Хід роботи

Завдання 1. Визначення константи рівноваги К_р

Одержати криву залежності оптичної густини від загальної концентрації молочної кислоти при постійній концентрації і постійному рН. Загальна концентрація кислоти має бути приблизно у 100 разів більша від загальної концентрації тривалентного заліза.

До 1 см³ 0,012 моль/дм³ розчину тривалентного заліза, налитого в колбу на 25 см³, додати певну кількість молочної кислоти Н₂Лакт (згідно з табл. 1.2.) і розбавити розчин буфером (рН=2) до 25 см³. Розчин перемішати та виміряти оптичну густину D_x на фотоколориметрі, як описано вище. Для вимірювання використати світлофільтр з λ=520 нм і кювету товщиною 20 мм. Отримані значення D_x занести в табл. 1.2.

Таблиця 1.2

Залежність оптичної густини Dx розчинів (рН 2) лактату заліза від концентрації молочної кислоти ([н2Лакт] позначено [l], d0-Dx позначено ∆d)

№	V(0,1М) Н2Лакт, см3	, Моль/ дм3	Dx	∆D		–lg[L]
1	0,1
2	0,5
3	1,0
4	2,0
5	5,0
6	6,0
7	10,0
8	15,0
9	17,0
10	20,0

На базі даних табл. 1.2 побудувати графік залежності оптичної D густини від концентрації молочної кислоти [Н₂Лакт]/100 (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Залежність оптичної густини D від концентрації молочної кислоти [H₂Лакт]/100

З рисунка видно, що крива залежності D від концентрації Н₂Лакт досягає насичення і має горизонтальну ділянку. Наявність горизонтальної ділянки на кривій, отриманій у даних умовах (рН=const,[ ]=const, [ ]<<[Н₂Лакт]), дозволяє стверджувати, що відбулося повне зв’язування іона у комплексі .

Оптичну густину розчину при досягненні горизонтальної ділянки позначити через D₀, а оптичну густину за тієї або іншої концентрації Н₂Лакт, коли ще немає повного зв’язування заліза в комплекс, позначити через D_x. Оскільки оптична густина пропорційна концентрації забарвленого комплексу, тоді

. (1.12)

Провести заміну у формулі (1.11), підставивши вираз (1.12), де концентрації речовин виражені через оптичні густини.

Отримаємо такий вираз

або (1.13)

Далі за отриманими значеннями D_x і D₀ виконати необхідні обчислення, одержані дані занести в табл. 1.2 і побудувати графік залежності від (рис.1.4). З нахилу цієї лінійної залежності знаходимо величину n, де n=tgα. За значенням рН=2 знаходимо, що . Для розрахунку константи рівноваги К_р необхідно використати такий розподіл молочної кислоти в різних хімічних формах: [Н₂Лакт]=С_заг – n –[НЛакт ^-]–[ ], де С_заг – загальна концентрація молочної кислоти. Оскільки рН=2, а Н₂Лакт – слабка кислота, то [НЛакт^-] і тим більше [ ] настільки малі, що ними можна знехтувати. Якщо n <<[Н₂Лакт], тоді [Н₂Лакт] ≈ С_заг.

Рис.1.4. Графічне знаходження координаційного числа n

Підставивши у формулу (2.9) відповідні значення, отримаємо

, (1.14)

де С_заг – загальна концентрація молочної кислоти для даної величини.

Завдання 2. Визначення зміни стандартної вільної енергії за константою рівноваги

Визначити константу рівноваги лактатного комплексу заліза (завдання 1). Для розрахунку зміни стандартної вільної енергії використати формулу (1.7).

Зробити висновки.

Контрольні запитання для підготовки до роботи

1. Яз величина енергії Гіббса характеризує хімічні перетворення у клітині.

2. Доведіть зв'язок зміни стандартної вільної енергії Гіббса з константою рівноваги К_р.

3. Як визначається координаційне число п сполуки заліза у даній лабораторній роботі.

4. Опишіть хід роботи.

_{5. Як розраховуються} К_р та _{в даній лабораторній роботі.}

6. Поясніть принцип роботи фотокалориметра.