Экспериментальная часть. Для выполнения работы методом последовательного разведения готовят ряд растворов слабой кислоты (муравьиной

Для выполнения работы методом последовательного разведения готовят ряд растворов слабой кислоты (муравьиной, уксусной, пропионовой, аскорбиновой или другой по указанию преподавателя) различной концентрации: 0,2М; 0,1М; 0,05М; 0,01М; 0,005М.

Исходным раствором служит 2М раствор электролита (либо более концентрированный).

Растворы готовят в мерных колбах на 100мл.

Для этого рассчитывают объем V₁ исходного раствора кислоты с молярной концентрацией C₁, необходимый для приготовления объема V₂ раствора заданной концентрации С₂. При расчете исходят из того, что количество кислоты при разбавлении исходного раствора не изменяется:

C₁ ·V₁ = С₂ ·V₂.

V₁ = С₂ ·V₂ / C₁.

Например, для приготовления 100мл 0,05М раствора необходимо взять 25 мл исходного раствора: V₁ = 0,05·100/0,2 = 25 мл.

Измеряют рН приготовленных растворов с помощью рН-метра.

Для получения более точных результатов концентрации приготовленных растворов устанавливают кислотно-основным титрованием (титруют раствором щелочи соответствующей концентрации).

Для титрования выбирают раствор щелочи с концентрацией, примерно равной концентрации титруемого раствора.

С_{Н к} = (С_{Н NаОН} ∙V_NаОН)/ V_К ,

где С_{Н NаОН} – эквивалентная (нормальная) концентрация щелочи, моль/л;

С_{Н к} – эквивалентная (нормальная) концентрация кислоты, моль/л;

V_NаОН – средний объем щелочи, пошедший на титрование пробы кислоты, мл;

V_К – объем пробы кислоты, мл.

Для одноосновных кислот эквивалентные и молярные концентрации совпадают С_Н = С_М.

Результаты титрования заносят в таблицу 1.

Таблица 1 − Результаты титрования

№ п/п	Заданная концен-трация раствора, моль/л	Концен- трация щелочи, моль/л	Объем пробы, мл	Объем щелочи, пошедший на титрование	Средний объем щелочи, мл	Точная концен- трация кислоты, моль/л

Результаты измерений pH и расчетов оформляют в виде таблицы 2.

Рассчитывают а_H+. = 10^–рН. Принимая, что a_H+. = С_Н+, рассчитывают степень диссоциации кислоты при различных концентрациях: α = С_H+/С_М.

Таблица 2 – Экспериментальные результаты по изучению слабого электролита

№ п/п	Концентрация раствора, моль/л	рН	СH+, моль/л	α	α 2/(1– α)	КДИС	lgCM

Затем рассчитывают К_ДИС.:

К_ДИС = .

По данным таблицы 2 рассчитывают среднее значение К_ДИС. Сравнивают его со значением из таблицы Приложения «Константы диссоциации слабых кислот и оснований при 25°C» [2], вычисляют абсолютную (∆) и относительную (δ) погрешность определения К_ДИС.

∆ = | К_{ДИС(ТАБЛ)} – К_{ДИС(ЭКСП)} |;

Δ = ·100%.

По результатам измерений строят два графика: α = f() (рис.1) и график для определения К_ДИС (рис.2).

Рис.1 – Зависимость степени диссоциации слабой кислоты α от

Логарифмируя закон разбавления Оствальда, получим:

1gК_ДИС = lgC_M + lg[α ²/(1 – α)];

– lg[α ²/(1 – α)] = lgС_М – α lgК_ДИС;

– lg[α ²/(1 – α)] = lgС_М + рК.

Построив график в координатах – lg[α ²/(1– α)] – lgC_M, определяют рК как отрезок, отсекаемый прямой линией на оси ординат.

Рис.2 – График для определения рК

Значение константы диссоциации вычисляют как К_ДИС = 10^−pK.

Полученное графическим методом значение константы К_ДИС сравнивают с табличным значением, вычисляют абсолютную и относительную погрешность ее определения.