| № п/п | Концентрация кислоты,
 , моль/л
| 
| Измеренное значение 
| Значение  , рассчитанное по экспериментальной 
| ||||
| Сред-нее | 
| |||||||
Для определения константы диссоциации выполнить все расчеты по разделу «Определение параметров по результатам косвенных измерений». В данной работе 
. После определения 
и коэффициента Стьюдента рассчитывают доверительный интервал и, соответственно, верхнюю и нижнюю границы 
, по которым, после потенцирования, находят верхнее и нижнее значения константы диссоциации. Расчеты и построение графиков можно выполнить в пакете Excel, представив в отчете все промежуточные результаты.
Лабораторная работа №2.
Определение раствора кислоты
Константа диссоциации для кислот слабых и средней силы может быть описана выражением (2.3)
,
где – исходная молярная концентрация кислоты.
Для кислот средней силы степень диссоциации α не настолько мала, чтобы можно было пренебречь ею по сравнению с единицей в знаменателе уравнения (2.3). В расчетах будем пользоваться размерностью концентрации моль/л, так как стандартное значение концентрации в этой шкале равно единице.
Умножим и разделим правую часть уравнения (2.3) на концентрацию
(2.20)
и прологарифмируем полученное соотношение:
. (2.21)
Водородный показатель зависит от концентрации ионов водорода по уравнению (2.4), а равновесная концентрация ионов водорода равна
. С учетом этого
. (2.22)
Произведение 
можно определить по экспериментально измеренному значению
|
|
. (2.23)
Из уравнения (2.21)) можно получить выражение для раствора кислоты средней силы:
. (2.24)
Полученное соотношение в координатах 
представляет собой прямую линию. На оси ординат при этом отсекается отрезок, численно равный 
, по которому можно оценить значение константы диссоциации кислоты. Линейность экспериментальной зависимости в указанных координатах свидетельствует о справедливости уравнения диссоциации Аррениуса.
Цель работы – измерить значение 
раствора щавелевой кислоты и, установив зависимость от концентрации, рассчитать значение константы диссоциации кислоты.
Экспериментальная часть
Объектом исследования является щавелевая кислота 
, константа диссоциации которой по первой ступени 
согласно справочнику [5]. Значительная величина константы диссоциации (на три порядка больше по сравнению с уксусной кислотой) не позволяет пользоваться соотношением (2.6) для расчета . Исходные растворы содержат соответственно 1 моль/л и 0,1 моль/л щавелевой кислоты. Константа диссоциации по второй ступени на три порядка меньше, чем по первой, так что кислоту можно в первом приближении считать одноосновной.
Из исходных растворов путем разбавления водой необходимо приготовить 6 растворов с разной заданной концентрацией и заданного объема. Рассчитав необходимые для приготовления нужного раствора объемы исходной щавелевой кислоты и воды, отбирают эти жидкости в нужном количестве с помощью мерной посуды – бюреток.
Величину раствора измеряют, используя стеклянный электрод. Отодвинув поворотом в горизонтальной плоскости подставку со стаканчиком, заполненным водой, заменяют его на стакан с исследуемым раствором и опускают в него датчик стеклянного электрода. Измерения проводят не менее трех раз, каждый раз заменяя раствор на свежий.
|
|
Для уменьшения экспериментальной ошибки следует проводить измерения в определенной последовательности: начиная с менее кислых растворов и кончая более кислыми.