Температурой замерзания раствора данной концентрации следует считать температуру, при которой начинается кристаллизация растворителя.
Итак, понижение химического потенциала растворителя в растворе приводит к понижению давления пара компонентов раствора, что вызывает понижение температуры замерзания раствора, и, как следует из рис.1, должно приводить одновременно к повышению температуры кипения раствора при постоянном давлении.
Чистый растворитель или раствор начинает кипеть при такой температуре, при которой давление пара растворителя над чистым растворителем или раствором будет равно внешнему давлению Р (в обычных условиях P = 1 атм = 1,0133105 Па). Из закона Рауля следует, что давление пара растворителя над идеальным раствором меньше, чем над чистым растворителем при той же температуре.
Лабораторная работа № 4
Электропроводность растворов.
Цель работы – измерение электропроводности растворов электролитов: KCl, CH3COOH, построение концентрационных зависимостей, расчет степени и константы диссоциации CH3COOH.
Аппаратура. Определение электропроводности растворов электролитов на практике сводится к измерению их сопротивления и последующему расчету проводимости. При измерениях необходимо принимать меры для предотвращения протекания реакций на электродах. Простейшей мерой является частое изменение направления тока, поэтому на практике чаще всего используют метод, основанный на применении переменного тока. Чем выше частота тока, тем меньше вероятность протекания химической реакции. Обычно электропроводность раствора определяют при помощи моста переменного тока (или приборов, построенных на его основе, например в настоящей работе применяется модуль «Электрохимия» учебно-лабораторного комплекса «Химия»), электрическая схема которого изображена на рис. 1.4. Рис. 1.4. Электрическая схема моста переменного тока.Изменяя величину переменного сопротивления Rм (магазина сопротивлений) добиваются отсутствия разности потенциалов (тока) на участке цепи 34. Это условие означает, что падение напряжения на сопротивлении R1 равно падению напряжения на ячейке Rx. Тогда, используя закон Ома можно записать:
(1.22)
Так как напряжение, подаваемое с генератора одинаково для обоих плечей моста (U=U1-3+U3-2=U1-4+U4-2), учетом (1.22) и использованием закона Ома справедливо следующее равенство:
(1.23)
Из соотношений (1.22) и (1.23) несложно получить уравнение для расчета сопротивления экспериментальной ячейки, если три остальные известны
(1.24)
Ячейка для измерения представляет собой стеклянный сосуд с впаянными в него платиновыми электродами (рис. 1.5).
Рис 1.5 Схема установки для измерения электропроводности водных растворов электролитов.
Поскольку измеряемое сопротивление Rx зависит от геометрии ячейки, размеров электродов и расстояния между ними, то практически всегда определяют константу ячейки
, (1.25)
используя стандартный раствор с известным значением æ. Так, например, в растворе KCl, содержащем в 1 кг воды 0,7453 г соли, при 18оС æ=0,0122 См/м. Температурная зависимость электропроводности 0.01 N раствора KCl приведена в таблице 1.1.
Таблица 1.1. Удельная электропроводность KCl при различных температурах.
Температура, toC
|
æ*104,
|
15
|
1141.45
|
18
|
1219.93
|
20
|
1273.03
|
25
|
1408.23
|
30
|
1546.63
|
Приборы и реактивы
-
1. Модуль «Электрохимия»
|
5. Пипетки на 10 и 20 мл.
|
2. Модуль «Центральный контроллер»
|
6. Раствор уксусной кислоты 0.1 N
|
3. Ячейка с электродами
|
7. Раствор KCl 0,1N
|
4. Стаканчик на 50мл – 2 шт
|
|
Do'stlaringiz bilan baham: |