lahuse saamiseks lisatakse KCl lahusesse intensiivsel segamisel mõni tilk 0,1 n AgNO3 lahust kuni hägu ja nõrga sademe tekkeni. Lahus sademe kohal on küllastatud AgCl-ga Vahelahusena kasutatakse 1-molaalset KNO3. Edasi asetatakse kohale soolasillad (KNO3-ga), hoolikalt puhastatud hõbeelektroodid ja mõõdetakse elemendi elektromotoorjõud. Katsetulemustest arvutatakse vähelahustuva soola lahustuvuskorrutis ning võrreldakse seda kirjanduse andmetega. Arvutustes vajalikud Cl- ja Ag+ aktiivsustegurid võetakse tabelist. Katsetulemused Uuritav galvaanielement: Ag / AgI / KI // KNO3 // AgNO3 / Ag küllast. AgNO3 on 0,05m; KI on 0,1m kontsentratsioonid: mI- =0,1 m AgNO 3 =0,05 aktiivsustegurid: = 0.814 2 = 0.840 I- aktiivsused: aI- = mI- · I- = 0.1 * 0.814= 0.0814 a2 = m2 · 2 = 0.05 * 0.840=0.042 Mõõdetud: E = 0,746 V
nõutava kontsentratsiooniga KCl (või KBr, KI jne.) lahus, mida järgnevalt küllast Küllastatud AgCl lahuse saamiseks lisatakse KCl lahusesse intensiivsel segamis lahust kuni hägu ja nõrga sademe tekkeni. Lahus sademe kohal on küllastatud kasutatakse 1-molaalset KNO3. Edasi asetatakse kohale soolasillad (KNO3-ga), hõbeelektroodid ja mõõdetakse elemendi elektromotoorjõud. Katsetulemustes soola lahustuvuskorrutis ning võrreldakse seda kirjanduse andmetega. Arvutus ioonide aktiivsustegurid võetakse tabelist. Valemid t, mille üks elektrood on asetatud vähelahustuva se elemendi elektromotoorjõud ja selle põhjal ks AgCl lahustuvuskorrutise määramiseks kontsentratsioonielement. Elemendi ud kontsentratsiooniga AgNO3 lahus, teise - da järgnevalt küllastatakse AgCl-ga (AgBr, AgI-ga). intensiivsel segamisel mõni tilk 0,1 n AgNO3 kohal on küllastatud AgCl-ga Vahelahusena oolasillad (KNO3-ga), hoolikalt puhastatud ud. Katsetulemustest arvutatakse vähelahustuva
(kalomel- või hõbehõbekloriidelektroodist). Kahe viimase galvaanielemendi elektromotoorjõudu ja võrdluselektroodi potentsiaali kasutatakse uuritavate elektroodide potentsiaalide arvutamiseks. Arvutamisel tuleb tähele panna, kas uuritav elektrood on elemendis positiivne või negatiive. Pärast mõõtmist arvutatakse teoreetilised suurused, mida võrreldakse katselistega. Potentsiaali ja emj. teoreetilised väärtused arvutatakse Nernsti valemi põhjal, kusjuures normaalpotentsiaalid ja aktiivsustegurid võetakse vastavatest tabelitest. KATSEANDMED o Katse temperatuur: 25 C A. Elektromotoorjõu mõõtmine Element Emõõdetud E'arv = (+)mõõdetud (-)mõõdetud E''arv = (+)teoreetiline (-)teoreetiline Zn/ZnCl2//KCl//CuCl2/Cu 1,001 V 0,274 (-0,720) = 0,994 V 0,299 (-0,803) = 1,102 V 0,1m 1m 0,1m 0,305 (-0,797) = 1,102 V B
Elemendis Zn/ZnS04//KCl//KCl/AgCl/Ag on kalomelelektrood positiivne, seega E = Ag/AgCl/KCl Zn millest Zn = Ag/AgCl/KCl E sellest tingituna on tabelis B elektroodi potentsiaali avaldis mõõdet = Ag/AgCl/KCl ± Emõõdet Pärast mõõtmist arvutatakse teoreetilised suurused, mida võrreldakse katselistega. Potentsiaali ja emj. teoreetilised väärtused arvutatakse Nernsti valemi põhjal, kusjuures normaalpotentsiaalid ja aktiivsustegurid võetakse vastavatest tabelitest. Katseandmed esitatakse järgmiselt. A. Elektromotoorjõu mõõtmine Element Emõõdet E´arv =(+)mõõdet (-)mõõdet E´´arv = (+)teor (-)teor Cd/CdSO4//KCl//CuCl2/Cu 0,716 0,714 0,750 0,1m 0,05m (+)mõõdet ja (-)mõõdet võetakse tabelist B (+)teor ja (-)teor võetakse tabelist C B. Elektroodide potentsiaalide mõõtmine Jrk
log = –0,509 z+ z kus ioontugevus 1 2 mizi2 I= Suurema ioontugevusega lahuste puhul tuleb kasutada käsiraamatute vastavaid tabeleid. Arvutusnäide: Arvutada elemendi Zn ZnSO4 CdSO4 Cd m=0,2 m=0,01 elektromotoorjõud temperatuuril 25°C ja kirjutada elemendis toimuva reaktsiooni võrrand. Lahendus Käsiraamatust leiame elektroodide standardpotentsiaalid ja ioonide aktiivsustegurid 0 Zn2 , Zn = –0,763 V (anood, elektronide loovutamine) 0 Cd 2 ,Cd = –0,403 V (katood) (0,2 m ZnSO4) = 0,104 (0,01 m CdSO4) = 0,399 0,059 0 Zn 2 , Zn log( a Zn 2 )
Elemendis Zn/ZnS04//KCl//KCl/AgCl/Ag on kalomelelektrood positiivne, seega E = Ag/AgCl/KCl Zn millest Zn = Ag/AgCl/KCl E sellest tingituna on tabelis B elektroodi potentsiaali avaldis mõõdet = Ag/AgCl/KCl ± Emõõdet Pärast mõõtmist arvutatakse teoreetilised suurused, mida võrreldakse katselistega. Potentsiaali ja emj. teoreetilised väärtused arvutatakse Nernsti valemi põhjal, kusjuures normaalpotentsiaalid ja aktiivsustegurid võetakse vastavatest tabelitest. Katseandmed ja arvutused: Element: Zn|ZnSO4||KCl||CuCl2|Cu 0,2 m 0,1m Ioonide keskmise molaalsuse arvutus aktiivsuste arvutamiseks: v+ ja v- on katioonide ja anioonide arv Ioonide üldine valem v=v++v- Ioonide molaarsused m+=mv+ ja m-=mv2 Keskmine ioonne aktiivsus Ioonide aktiivsused ja m m C: Leian Zn ja Cu aktiivsused ja seejärel teoreetilised potentsiaalid elektroodidele Nernsti võrrandi järgi.
arvutatakse vähelahustuva soola lahustuvuskorrutis. Teooria. Minu konsentratsioonielement: Sg / AgBr / KBr // KNO3 // AgNO3 /Ag Töövahendid. galvaanielement, voltmeeter Töö käik. Valmistasn galvaanielemendi. Mõõtsin elektromotoorjõudu. t, mille üks elektrood on asetatud vähelahustuva se elemendi elektromotoorjõud ja selle põhjal . Uuritav galvaanielement: Ag / AgBr / KBr // KNO3 // AgNO3 / Ag Konsentratsioonid: m1-= Aktiivsustegurid: γ1= a1-= Aktiivsused: a2= Mõõdetud: E= E põhjal arvutatud: a1= Lahustuvuskorrutis: L= Teoreetiline lahustuvuskorrutis: Lteor= gBr / KBr // KNO3 // AgNO3 / Ag 0.1 m2= 0.005 ^ ̂66 0.772 γ2= 0.925 0.0772
intensiivsel segamisel mõni tilk 0,1 n AgNO3 lahust kuni hägu ja nõrga sademe tekkeni. Lahus sademe kohal on küllastatud AgBr-ga. Vahelahusena kasutatakse 1-molaalset KNO3. Edasi asetatakse kohale soolasillad (KNO 3-ga), hoolikalt puhastatud hõbeelektroodid ja mõõdetakse elemendi elektromotoorjõud. Katsetulemustest arvutatakse vähelahustuva soola lahustuvuskorrutis ning võrreldakse seda kirjanduse andmetega. Arvutustes vajalikud Cl- ja Ag+ aktiivsustegurid võetakse tabelist. KATSETULEMUSED Uuritav galvaanielement: Ag|AgBr|KBr||KNO3||AgNO3|Ag Küllast. Kontsentratsioonid 0,1 0,005 Aktiivustegurid 0,927 0,925
negatiivne. 8. Kui mõõdetava galvaanielemendi emj. On väga väike (näiteks vask- ja kalomelelentroodist koosnev element), siis lülitatakse temaga järjestikku Westoni normaalelement. 9. Pärast mõõtmist arvutatakse teoreetilised suurused, mida võrreldakse katselistega. Potentsiaali ja emj. teoreetilised väärtused arvutatakse Nernsti valemi põhjal, kusjuures standardpotentsiaalid ja aktiivsustegurid võetakse vastavatest tabelitest. Katseandmed: Katsetemperatuur: 25°C Tabel A. Emj mõõtmine Element Emõõdetud E'arv = (+)mõõdetud E''arv = (+)teoreet (-)mõõdetud (-)teoreet Zn|ZnSO4 ||KCl|| CuSO4 |Cu 1,072V 0,324+0,746=1,07V 0,284+0,817= 1,101 Tabel B
100X lahjendus 0,000513 3,28 0,00052 1,02 5 100X lahjendus 0,000513 3,39 0,00040 0,794 +KCl (katse 4.4) 7 Arvutada aktiivsused kasutades alglahuse, 10 ja 100 X lahjenduste pH ning võrrelda seda mõõdetud pH tulemusega. Aktiivsustegurid vt. vajadusel tabelist Lisa 1. HCl = H+ + Cl- I 1 2 C1 z12 C 2 z 22 .... C n z n2 1 I 0,0513 1 0,0513 1 0,0513 0,05 2 1) H 0,840 a H 0,840 0,0513 0,043092 pH log 0,043092 1,37 1 I 0,00513 1 0,00513 1 0,00513 0,01
näilist tasakaalukonstanti K'C, mis avaldatakse molaarsete kontsentratsioonide Ci kaudu: CCH 3COOC2 H5 C H 2O K C = CCH 3COOH CC2H5OH Termodünaamiline ja näiline tasakaalukonstant on omavahel seotud järgmiselt: CH 3COOC2 H 5 H 2O K a = K C CH 3COOH C2 H5OH Antud süsteemis on lahuses mitteelektrolüüdid ja mitteelektrolüütide aktiivsustegurid loetakse üldjuhul võrdseks ühega. Kuna molaarse kontsentratsiooni saamiseks tuleb kõikide komponentide moolide arvud läbi jagada ühe ja sama arvuga (lahuse ruumalaga), siis võib K C' avaldisse panna antud juhul lihtsalt moolide arvud viimasest tabelist (kõik kontsentratsioonid on esimeses astmes ja lahuse ruumala taandub välja). Antud töös määrataksegi näiline tasakaalukonstant, mis on konstantne küllalt suures kontsentratsioonide piirkonnas.
Kahe viimase galvaanielemendi mõõdetud elektromotoorjõudu ja võrdluselektroodi standardpotentsiaali väärtust kasutatakse uuritavate elektroodide potentsiaalide arvutamiseks. Arvutamisel tuleb tähele panna, kas uuritav elektrood on elemendis positiivne (katood) või negatiivne (anood) elektrood. Pärast mõõtmisi arvutatakse Nernsti võrrandit kasutades potentsiaalide ja emj. teoreetilised suurused, mida võrreldakse katselistega. Selleks vajalikud standardpotentsiaalid ja aktiivsustegurid võetakse käsiraamatu vastavatest tabelitest. Teoreetilised põhjendused, valemid. Galvaanielemendi elektromotoorjõud E võrdub juhul, kui difusioonipotentsiaali ei arvestata, elektroodide potentsiaalide vahega: E = 2 - 1 (1) kus 2 ja 1 on vastavalt positiivse elektroodi (katoodi) ja negatiivse elektroodi (anoodi) potentsiaalid Kui elektroodil toimub reaktsioon
näilist tasakaalukonstanti K'C, mis avaldatakse molaarsete kontsentratsioonide Ci kaudu: CCH 3COOC2 H5 C H 2O K C = CCH3COOH CC2 H5OH Termodünaamiline ja näiline tasakaalukonstant on omavahel seotud järgmiselt: CH 3COOC2 H5 H 2O K a = K C CH 3COOH C2H5OH Antud süsteemis on lahuses mitteelektrolüüdid ja mitteelektrolüütide aktiivsustegurid loetakse üldjuhul võrdseks ühega. Kuna molaarse kontsentratsiooni saamiseks tuleb kõikide komponentide moolide arvud läbi jagada ühe ja sama arvuga (lahuse ruumalaga), siis võib K C' avaldisse panna antud juhul lihtsalt moolide arvud viimasest tabelist (kõik kontsentratsioonid on esimeses astmes ja lahuse ruumala taandub välja). Antud töös määrataksegi näiline tasakaalukonstant, mis on konstantne küllalt suures kontsentratsioonide piirkonnas.
meetoditega. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist tasakaalukonstanti K'C, mis avaldatakse molaarsete kontsentratsioonide Ci kaudu: CCH 3COOC2 H5 C H 2O K C = CCH 3COOH CC2 H5OH Termodünaamiline ja näiline tasakaalukonstant on omavahel seotud järgmiselt: CH 3COOC2H 5 H 2O K a = K C CH 3COOH C2 H5OH Antud süsteemis on lahuses mitteelektrolüüdid ja mitteelektrolüütide aktiivsustegurid loetakse üldjuhul võrdseks ühega. Kuna molaarse kontsentratsiooni saamiseks tuleb kõikide komponentide moolide arvud läbi jagada ühe ja sama arvuga (lahuse ruumalaga), siis võib KC' avaldisse panna antud juhul lihtsalt moolide arvud viimasest tabelist (kõik kontsentratsioonid on esimeses astmes ja lahuse ruumala taandub välja). Antud töös määrataksegi näiline tasakaalukonstant, mis on konstantne küllalt suures kontsentratsioonide piirkonnas.
4. Tõsta elektrood lahusest välja, loputada pesupudelist hoolikalt destilleeritud veega ning kuivatada filterpaberiga. 5. Sukeldada elektrood järgmisesse uuritavasse lahusesse või mõõtmiste lõpetamisel destilleeritud vette. 1.Lähtudes oma mõõtmistulemustest arvutada H+, kasutades seoseid: pH = log (aH+) aH+ = H+ · [H+] 2.Tiitrimistulemuste põhjal arvutada aktiivsusi kasutades selle lahuse pH ning võrrelda seda mõõdetud tulemusega. Aktiivsustegurid vt. vajadusel tabelist Lisa 1. Lahustunud soola mõju happelahuse pH-le Pipeteerida 10 mL katse esimeses osas valmistatud lahjendatud HCl lahust 100 mL mõõtkolbi (NB! pipeti loputamine), lisada mõõtsilindriga 10 mL küllastatud KCl lahust ning täita kolb kriipsuni destilleeritud veega. Segada hoolikalt. Mõõta saadud lahuse pH. 1. Arvutada selle lahuse pH kasutades aktiivsusi, teades, et KCl küllastatud lahus sisaldab 34g KCl 100g vee kohta, lahuse tihedus 1,16 g/mL. 2
5 1,8 10 10 sade peab tekkima c) Korrata arvutust kolmanda katseklaasi jaoks, kasutades kontsentratsioonide asemel K s aCl a Ag aktiivsusi ( ). Hinnata, milline viga tekib aktiivsuste asendamisel kontsentratsioonidega (aktiivsustegurid on toodud tabelis 4.1). I 1 2 C1 z12 C 2 z 22 .... C n z n2 1 1 I 3,63 10 2 4 3,63 10 2 1 1,82 10 3 1 1,82 10 3 1 0,06 2 2
annaabi.ee 
