17.2 Методика проведения опыта

1. Подготовить термометр Бекмана, так как это было описано в предыдущей работе.

2. Собрать прибор по рис. 1, предварительно заполнив толстостенный стакан охладительной смесью, состоящей из трех частей снега (толченого льда) и одной части поваренной соли. Температура смеси должна быть -5 -7 ⁰С. Ее можно регулировать при помощи изменения соотношения снега (льда) и соли.

3.Отмерить 10 мл Н₂О и влить через боковой отросток в пробирку 1 (масса растворителя Н₂О 10 г).

4. Все время, перемешивая воду мешалкой, определить по температуре замерзания воды нулевую точку термометра. Нужно иметь в виду, что жидкость часто переохлаждается. Поэтому температурой замерзания воды следует считать температуру, которая устанавливается в момент замерзания после некоторого скачка вверх ().

5. Вынуть пробирку 1 из прибора, растопить лед и еще раз определить температуру замерзания воды ().

Рис 1. Прибор для определения кажущейся сте­пени диссоциации электро­лита криоско­пичес­ким мето­дом:

4. пробирка

5. отросток

6. широкая пробирка

4. Толстостенный стакан

5. термометр Бекмана

6,7. Мешалки

8. Крышка

6. Взвесить на аналитических весах бюкс, в котором находится 0,3-0,5 г хлорида калия ().

7. Всыпать взвешенного хлорида калия через боковой отросток в пробирку 1 и растворить его в находящейся там дистиллированной воде.

8. Взвесить бюкс с остатком хлорида калия ().

9. По разнице масс () вычислить массу растворенного хлорида калия.

10. Определить температуру замерзания раствора хлорида калия так, как это было описано в пункте 4. Измерения повторить еще раз ().

11. Рассчитать кажущуюся степень электролитической диссоциации по формуле (4).

12. Результаты опыта представить в виде таблицы:

Масса растворителя, г m2

Температура замерзания, 0С

Масса бюкса, г

Масса КСI, г

Кажущаяся степень электролитической диссоциации, α

Воды,

Раствора,

13. Выводы.

17.3 Примеры решения задач

Пример 1:

Вычислите молярную концентрацию раствора уксусной кислоты, если известно, что степень диссоциации ее молекул в растворе составляет 1,36%, а константа диссоциации равна 1,74· 10^-5.

Решение:

Константа диссоциации связана со степенью диссоциации следующим уравнением:

из которого следует:

.

Пример 2:

Определить активность СаСI₂ в его 0,02 М растворе.

Решение:

Так как при диссоциации 1 моль хлорида кальция образуется 2 моль ионов хлора и 1 моль ионов кальция, то при концентрации хлорида кальция 0,02 моль/л молярная концентрация ионов хлора будет 0,04, а ионов кальция 0,02 моль/л.

Рассчитаем ионную силу раствора:

Средний коэффициент активности ионов приближенно найдем по уравнению Дебая-Гюккеля:

Теперь можно рассчитать активность хлорида кальция:

17.4 Необходимый уровень подготовки студентов

1. Знать понятия: степень электролитической диссоциации, электролиты и неэлектролиты, константа диссоциации слабого электролита.

2. Знать физический смысл изотонического коэффициента и его связь со степенью диссоциации.

3. Иметь представление о кажущейся степени электролитической диссоциации.

4. Уметь вычислять активность электролита и коэффициент активности при приближенном расчете для разбавленных растворов электролитов через ионную силу.