Розрахунки

Визначить рК_а для кожного з 10 розчинів згідно з рівнянням 1.6:

рК_а = рН + lg d₁ – d/ d- d_м

Отримані результати занесіть у табл..2. Визначить середнє значення та відхилення від нього. Для цього кожне значення рК_а перетворіть в антилогарифм і знайдіть середнє значення всіх антилогарифмів. Середнє значення антилогарифмів перетворіть у логарифм, який і буде правильною середньою величиною рК_а.

Наприклад, візьміть 3 величини рК_а: 2,10; 2,80; 2,50. Знайдемо їх антилогарифми:

1. 10^2,10 = 126

2. 10^2,80 = 631

3. 10^2,5 = 316

Середнє значення

126 + 631 + 316 / 3 = 357,67

Знаходимо за цим середнім значенням рК_а(середнє):

Таким чином, середнє значення рК_а = 2,55. Далі розраховуємо відхилення від середнього значення. Для цього знаходимо найбільше відхилення значення рК_а в досліджуємій серії розчинів від знайденої середньої величини рК_а

Кінцевий результат: рК_а середнє ± знайдене найбільше відхилення. Зробіть висновки до роботи окремим реченням.

2. Електрична провідність розчинів електролітів

Електропровідність розчину електроліту — це його здатність проводити електричний струм під дією електричної напруги. У розчинах електролітів електричний струм переноситься за рахунок переміщення іонів (провідники ІІ роду). Електропровідність — це величина обернена до опору:

; (2,1)

;

де L - електропровідність, R, - відповідно опір розчину, питомий опір розчину,S - проща поперечного перерізу, l- довжина провідника.

Величина, обернена до питомого опору, називається питомою електропровідністю:

; (2.2)

де — питома електропровідність.

Питома електропровідність — це електропровідність 1 м³ розчину, який знаходиться між електродами площею , розташованими на відстані один від одного.

Питома електропровідність залежить від природи електроліту, температури, концентрації іонів у розчині:

, (2.3)

де с— концентрація електроліту моль/л, — ступінь дисоціації електроліту, F— число Фарадея, абсолютні швидкості катіонів та аніонів.

З підвищенням температури питома електропровідність зменшується. Причина — зменшення в’язкості середовища (внаслідок чого зростає швидкість руху іонів) та підвищення ступеню іонізації.

При розведенні концентрованих розчинів спочатку зростає за рахунок послаблення міжіонних електростатичних сил (у випадку сильних електролітів) і збільшення ступеня іонізації (у випадку слабких електролітів). Подальше розведення призводить до зменшення загальної концентрації іонів у розчині, внаслідок чого електропровідність зменшується.

Окрім питомої електропровідності, застосовується ще один параметр для характеристики електричних властивостей розчинів — еквівалентна електропровідність .

Еквівалентна електропровідність — це електропровідність розчину, який містить 1 кг – екв. електроліту, розташованого між двома електродами площею , відстань між якими .

Очевидно, що між параметрами існує зв'язок:

(2.4)

Якщо між електродами, що мають площу і розташовані на відстані , розмістити розчин одно- нормального електроліту ( ), то виконується співвідношення:

(2.5)

Коли концентрація виражається в одиницях моль/л, використовують поняття молярної електричної провідності . Взаємозвязок між молярною та еквівалентною електропровідністю виражається рівнянням:

; , (2.5а)

де та –величини зарядів катіонів та аніонів,що утворились при дисоціації молекули; та - число катіонів і аніонів,що утворилось.

Еквівалентну електропровідність можна розглядати і як функцію розведення V.

Розведення — це об’єм розчину, який містить 1 екв.електроліту:

(2.6)

При додаванні великої кількості розчинника еквівалентна електропровідність за рахунок повної дисоціації зростає і досягає максимального значення .

Цю величину називають граничною еквівалентною електропровідністю при нескінченному розведенні

(2.7)

Це математичний запис закону незалежного руху іонів Кольрауша: при нескінченному розведенні розчину електроліту іони рухаються незалежно один від одного, а електрична провідність його складається з електропровідності, обумовленої кожним з видів іонів.

Для розчинів сильних електроліті вводять поняття коефіцієнта електропровідності :

(2.8)

Параметр за своїм фізичним змістом близький до поняття ступеня дисоціації слабких електролітів:

(2.9)

Визначивши дослідним шляхом питому електропровідність можна розраховувати згідно рівняння (2.5) еквівалентну електропровідність , а також ступінь дисоціації (2.9) та константу дисоціації слабкого електроліту:

(2.10)

(2.11)