7/24/2019 Determinarea Conductivitatii Solutiilor de Electrolitilor -2015

1/4

DETERMINAREA CONDUCTIVITII SOLUIILOR DEELECTROLIILOR

Principiul lucrrii:Proprietatea unei substane de a conduce curentul electric poate fi caracterizat prin

conductivitatea sa electric.Electroliiisunt substane care prin dizolvare ntr-un solvent polar se desfac n particule cu

sarcini electrice pozitive sau negative, numite ioni. Trecerea electroliilor sub form de ioni senumete disociere electrolitic. Procesul de disociere electrolitic este un proces de echilibru,care se realizeaz ntre ioni i molecule nedisociate ale electrolitului. Constanta de echilibru aelectrolitului, n disocierea electrolitic se numete constant de disociere i se noteaz d.!lectroliii pot fi" acizi, baze sau sruri.

Procesul de disociere n cazul electroliilor tari este"- disocierea unui acid tare"

#$%&' ( $#) ) %&'$- *+

'$

$

'

$

SOH

SOH

d

C

CC

K

+

= *$

- disocierea unei baze tari"Cu*$ ( Cu$) ) $#&- *

$

$

,*

$

OHCu

HOCud

C

CCK

+

= *'

- disocierea unei sri"i%&'( i$) ) %&'$- */

'

$'

$

NiSO

SONi

d

C

CCK

+

= *0

unde 1C2 este concentraia electroliilorProcesul de disociere n cazul electroliilor slabi este"

C#C& ( #) ) C#C&&- *3i c 4 4e c-c c c

-

-

$

+

CH COO H

d

CH COOH

C C CK

C

+

= =

*5

*Gradul de disociereal unui electrolit este notat cu i reprezint raportul dintre numrul

de molecule disociate i numrul total de molecule. Constanta de disociere i gradul de disociereconstituie criteriul de clasificare a electroliilor.

!lectroliii tari au d6 + i 7 +, ceea ce nseamn c ei sunt complet disociai n soluiide concentraii cuprinse ntre 4,+8 i 4,44+8. !lectroliii slabi au d9 +4-$chiar n soluii deconcentraii mai mici de 4,4+8, iar 9 4,/.

& alt mrime ce caracterizeaz soluiile de electrolit este p#, reprezent:nd logaritmul cusemn schimbat din concentraia ionilor de # i poate lua valori ntre 4-+'.

HCpH

+= lg

7/24/2019 Determinarea Conductivitatii Solutiilor de Electrolitilor -2015

2/4

!lectroliii cu p# cuprins ntre ;4-3 sunt acizi, cele cu p# 3 sunt neutri, iar cele cu p#cuprins ntre *3-+'< sunt baze.

Pentru orice electrolit" +'=+ pOHpH , unde = HOpOH lgConcentra ia ionilor de # )se calculeaz cu rela ia"C#)7 =C>atorit faptului c soluiile de electrolii conin ioni pozitivi *cationi i ioni negativi

*anioni, ele conduc curentul electric. ?ceste soluii de electrolit sunt conductori ionici *de ordin@@ i la fel ca n cazul conductorilor de ordin @ li se poate aplic legea lui &hm.

! 7 A @ *Bunde " ! este tensiunea eprimat n voli *DE A este rezistena eprimat n &hm *E

@ este intensitatea curentului eprimat n amperi *?.Aezistena conductorului de ordin @ este dat de relaia "

A 7 S

l *+4

unde " este rezistivitateaEl este lungimea conductorului sau distana dintre electrozi n cmE

% este seciunea conductorului.>in relaia *+4 se obine "

7 Al

S *++

8rimea invers rezistenei *A se numete conductan *F i se eprim n -+sau %iemens *%.8rimea invers rezistivitii * se numete conductivitate * i se eprim n -+cm-+ sau %cm-+.

7 +G *+$Pentru soluiile de electrolit, conductivitatea electric * reprezint conductana *F unei

coloane de soluie de +cm nlime i o seciune de +cm $, cu alte cuvinte conductivitatea electrica unei soluii de electrolit reprezint conductana +cm de soluie ce se gseste ntre electroziiineri av:nd aceeai suprafa de +cm$i aflai la distana de +cm.

Pentru a putea compara din punct de vedere al conductivitii electrice soluii de electrolii

diferii se definete conductivitatea echivalent *, care reprezint conductivitatea raportat laun echivalent gram de electrolit dizolvat ntr-un volum D *cm de soluie.Pentru a msura conductivitile electrice ale soluiilor de electrolit se folosesc aparate

numite conductometre. Conductometrul este legat de o celul de conductivitate, format dintr-unvas de sticl, n interiorul cruia sunt montai n poziie fi doi electrozi din metal inert *Pt,av:nd suprafee egale.

Celulele de conductivitate sunt caracterizate de o mrime numit constanta celulei*. 7 l G % *+

unde" l reprezint distana dintre electrozi i suprafata lor *%7 D *+'unde" D 7 + G C i reprezint diluia

7 GC *+/unde " D este volumul eprimat n cm de soluie ce conine un echivalent chimic din electrolitulconsiderat, iar C este concentraia normal a lui.

D 7 +444 G C *+07 +444G C *-+cm$Gechiv. *%cm$ G echiv. *+3Conductivitatea echivalent * crete cu diluia. Ha diluii mari, rm:ne constant i se

numete conductivitate echivalent limit*I sau *o.Pentru determinarea lui I se determin la diferite concentraii ale unei soluii de

electrolit i se etrapoleaz la C 7 4.

$

7/24/2019 Determinarea Conductivitatii Solutiilor de Electrolitilor -2015

3/4

Gradul de disociere* se eprim prin raportul dintre i I "7 G I *+5Hegea diluiei lui &stJald eprim dependena dde "d7 $C G *+- *+BKnlocuind pe din relaia *+5 n relaia *+B se obine "d7 $C G I*I- *$4Scopul lucrrii: se va urmri variaia conductivitii cu concentraia pentru un electrolit

slab *C#C& i se va calcula gradul de disociere * i constanta de disociere *d.>e asemenea, se masoar p#-ul soluiilor de C#C&.

Aparatur i u!tan"#:Aparatur" conductometru C&%&AT C-54, celula de conductivitate legat de conductometrucu constanta 7 4,B.Substane" soluii C#C& de concentraii diferite

Mo$ul $# lucru:% n ' pahare Lerzelius se gsesc soluii de C# C& de concentraii 4,44+, 4,4+, 4,+ i+, iar n altul se gsete o soluie de 4,4+ Cl, folosit pentru calibrarea conductometruluiE- celula de conductivitate se spal cu ap distilat de $ M ori, dup care este introdus n paharulcu Cl 4,4+ , unde va sta +4 N +/ minuteE- se pornete conductometrul, aps:nd butonul O &G& Q i apoi butonul O 8&>! Q, p:napare scala de citire a conductanei * n m%GcmE- se introduce celula de conductivitate, pe r:nd, n paharele cu soluii de C# C& deconcentraii 4,44+, 4,4+, 4,+ i +, n ordinea creterii concentraiei.- se deconecteaz electrodul de conductivitate de la bornele aparatului si se conecteaz electrodulde p#, efectuandu-se citiri succesive ale p#-ului pentru fiecare soluie de C#C& n parte.

Calcul# i r#&ultat#"%e msoar conductana i apoi se calculeaz, , i d, tiind c I7 54 %cm$.

>e asemenea, se msoar i se calculeaz valorile p#-ului. Dalorile obinute se vor trece n tabelul de

mai Ros "

Pro!l#'#:()& celul de conductivitate are urmtoarele caracteristici" suprafaa electrozilor % 7 $ cm $, iardistana dintre cei doi electrozi l 7 $,/ cm. Concentraia soluiei din celul fiind +, iar rezistena eiA 7 /4 , s se calculeze conductivitatea, conductivitatea echivalent i gradul de ionizare alelectrolitului. %e cunoate 7 +$/ -+cm$.

Solu"i# Conc#ntra"i#

*Sc'%(+

*Sc',+

-$ c./ p.calcp.'a

C#C&

0100(

4,4+

4,+

+

7/24/2019 Determinarea Conductivitatii Solutiilor de Electrolitilor -2015

4/4

,) Aezistena unei soluii ce conine 4,+echiv.g Cl la +444 cm soluie, la $/oC esteA+ 7 '05,B E conductivatatea acestei soluii este 7 +,$5/ +4-$-+cm-+. & soluie 4,+dintr-o substan oarecare, n aceeai celul de conductibilitate are rezisten A$7 '/3,' .% se calculeze conductivitatea echivalent a acestei soluii.2)Cunosc:nd conductivitatea echivalent limit 7 +4 -+cm$i 7 4,BB pentru o soluie deCl, s se calculeze concentraia acestei soluii. %e d 7 4,+4 -+cm-+.3) Aezistena unei celule de conductivitate cu soluie de Cl, determinat eperimental esteA 7 +44 . Stiind c pentru soluia de Cl 4,4$, 7 4,4$' -+cm-+, s se calculeze constanta

celulei i conductivitatea echivalent a soluiei.4) & celul de conductivitate cu constanta de 4,$ cm -+ conine o soluie de Cl de concentraie4,/ i are o conductivitate de 4,4/ -+cm-+. Stiind c gradul de disociere este 4,35 s secalculeze" rezistena soluiei, conductivitatea echivalent, conductivitatea echivalent limit iconductana soluiei.5) & celul de conductivitate conine o soluie de Cl 4,4+ i are o rezisten de $/3 la$/oC. Conductivitatea echivalent a Cl este de +'+, $3-+cm$!chiv-+. ?ceeai celul introdus nC#C& 4,$ are o rezisten de /45/ la $/o C. % se calculeze" constanta celulei,conductivitatea soluiei de Cl, conductivitatea i conductivitatea echivalent soluiei de C#C&.6) & celul de conductivitate are doi electrozi cu suprafaa de 4,B cm $situai la distana de +,$/ cm

unul fa de altul. Aezistena unei soluii de electrolit 4,4+ msurat cu aceast celul este BB/,0 .% se calculeze" conductivitatea specific, constanta celulei, conductivitatea echivalent iconductivitatea echivalent limit.7) % se calculeze gradul de disociere a unui electrolit de concentraie 4,3/ , av:nd o rezisten de de$,/ msurat ntr-o celul de conductivitate cu constanta 4,4/ cm -+ i conductivitatea limit7 +$/ -+cm$!chiv.-+.8)% se calculeze concentraia unei soluii de CH av:nd gradul de disociere 4,BB, conductivitateaechivalent limit +$/ -+cm$!chiv.-+i conductivitatea de 4,+4 -+cm-+.(0)% se calculeze p#-ul apei tiind c gradul de disociere a apei la temperatura de $/ oC este+,5 +4-B. %criei reaciile de disociere ale apei.

'