TTÜ Materjaliteaduse Instituut Füüsikalise keemia õppetool Töö nr. 5 LAHUSTUNUD ELEKTROLÜÜDI ISOTOONILISUSTEGURI KRÜOSKOOPILINE MÄÄRAMINE Üliõpliane: Kood: Töö teostatud Töö ülesanne. Töös mõõdetakse vee ja teadaoleva kontsentratsiooniga elektrolüüdi vesilahuse külmumistemperatuurid. Lahuse külmumistemperatuuri langusest arvutatakse isotoonilisustegur. Nõrga elektrolüüdi puhul arvutatakse ka dissotsiatsiooniaste. Teooria Lahjendatud lahuste üldised füüsikalised omadused Lahjendatu lahus koosneb vedelast lahustist ja temas lahustunud mittelenduvast ainest. Lahjendatud lahuste üldiste omaduste all mõistetakse neid lahjendatud lahuste omadusi, mis sõltuvad lahustist, kuid ei sõltu lahustunud aine omadustest. Raoult'i seadus: Mittelenduva aine lahjendatud lahuse aururõhk p on võrdne lahusti aururõhuga lahuse kohal.
Töö teostamise Kontrollitud: Arvestatud: kuupäev: Töö ülesanne Töös tuleb mõõta vee ja teadaoleva kontsentratsiooniga elektrolüüdi vesilahuse külmumistemperatuurid. Lahuse külmusmistemperatuuri langusest arvutan isotoonilisusteguri, kusjuures nõrga elektrolüüdi puhul tuleb arvutada ka dissotsiatsiooniaste, tugeva elektrolüüdi puhul aga osmoositegur. Minu konkreetne tööülesanne oli: Määrata KNO3 isotoonilisustegur, mõõtes tema 8% vesilahuse külmumistemperatuuri. Arvutada lahuse osmoositegur. Katse käik Jahutamiseks kasutatakse laboratoorsetel pooljuhtidel töötavat mikrojahutit. Temperatuuri mõõtmiseks kasutatakse termopaari, mis tuleb sukeldada mõõdetavasse lahusesse. Termopaar koosneb kahest metalltraadist, millel on kaks ühenduskohta. Üks ühenduskoht tuleb sukeldada uuritava aine lahusesse ja teise traadi temperatuur on juba fikseeritud. Temperatuuride
Ha ja Hs vastavalt lahusti molaarne aurustumissoojus ja sulamissoojus, J/mol M lahusti molaarmass, g/mol R universaalne gaasikonstant. Elektrolüütide korral sõltub külmumistemperatuuri langus või keemistäpi tõus ka osakeste arvust lahuses. Nii tekib KCl lahustumisel lahusesse ühest valemiühikust kaks iooni (KCl K+ + Cl), Na2SO4 lahustumisel aga kolm iooni (Na2SO4 2Na+ + SO42). Siin tuuakse valemitesse sisse nn isotoonilisustegur i, mis väljendab lahuses olevate molekulide ja ioonide üldarvu ja lahustamiseks võetud molekulide (valemiühikute) arvu suhet. Sel juhul saab näiteks elektrolüüdilahuse külmumistäpi alanemiseks T = Kk i Cm (7) Kui iga molekul (valemiühik) võib dissotsieeruda iooniks, siis dissotsatsiooniaste avaldub i = ( 1) + 1 (8) millest
Ha ja Hs vastavalt lahusti molaarne aurustumissoojus ja sulamissoojus, J/mol M lahusti molaarmass, g/mol R universaalne gaasikonstant. Elektrolüütide korral sõltub külmumistemperatuuri langus või keemistäpi tõus ka osakeste arvust lahuses. Nii tekib KCl lahustumisel lahusesse ühest valemiühikust kaks iooni (KCl K + + Cl), Na2SO4 lahustumisel aga kolm iooni (Na2SO4 2Na+ + SO42). Siin tuuakse valemitesse sisse nn isotoonilisustegur i, mis väljendab lahuses olevate molekulide ja ioonide üldarvu ja lahustamiseks võetud molekulide (valemiühikute) arvu suhet. Sel juhul saab näiteks elektrolüüdilahuse külmumistäpi alanemiseks T = Kk i Cm (7) Kui iga molekul (valemiühik) võib dissotsieeruda iooniks, siis dissotsatsiooniaste avaldub i = ( 1) + 1 (8)
Raoult´i seadus- aine aururõhk ideaalse kohal on võrdne puhta aine aururõhk ja moolimurru korrutisega vedelas faasis. Lahuse aururõhk kui puhta lahusti aururõhk. Lahustunud ained alandavad lahuse külmumistemperatuuri. Lahuse üldine aururõhk on võrdne komponentide aururõhuga. Lahuse külmumine ja keemine 1)Lahjendatud lahuse külmumistemp. alanemine on võrdeline lahuse molaalsusega. 2)Lahjendatud lahuse keemistemperatuuri tõus on võrdeline lahuse molaalsusega. 3)isotoonilisustegur i arvestaab mittelenduvate osakeste hulga suurenemist lahuses elektrolüüdi dissotseerumise tule Difusioon-soojusliikumisest tingitud iseeneslik aineosakeste liikumine kõrgema kontsentratsiooniga aladelt madalama kontsentratsiooniga aladele. Osmoos-lahusti ühesuunaline liikumine läbi poolläbilaskva membraani puhtast lahustist lahusesse. Pöördosmoos-kui lahusele rõhku mis on suurem osmoosest rõhust, sunnitakse lahuusti molekule üle minema lahustist lahusesse.
X2 , n1 n 2 milles n1 on lahusti moolide arv, n2 lahustunud aine moolide arv. Elektrolüütide lahustes on osakeste arv elektrolüütilise dissotsiatsiooni tõttu suurem. Dissotsiatsionimäär näitab, missugune osa lahustunud molekulidest on dissotsieerunud. Dissotsiatsioonist tingitud osakeste arvu kasvu arvestab van't Hoffi koefitsient e isotoonilisustegur i. i ja vahel kehtib seos: i = 1 + ( - 1) , (9) kus on elektrolüüdi valemile vastav ioonide arv. Mitteelektrolüütide lahustes i = 1, elektrolüütide lahustes i > 1 ja täieliku dissotsiatsiooni korral, kui = 1, i = . Elektrolüütide lahustes on aururõhu suhteline langus arvutatav järgmise seose abil: po p i n2
kus p o on puhta lahusti aururõhk, p - lahuse aururõhk ja X 2 - lahustunud aine moolimurd. n2 X2 = , n1 + n 2 milles n 1 on lahusti moolide arv, n 2 - lahustunud aine moolide arv. Elektrolüütide lahustes on osakeste arv elektrolüütilise dissotsiatsiooni tõttu suurem. Dissotsiatsionimäär näitab, missugune osa lahustunud molekulidest on disotsieerunud. Dissotsiatsioonist tingitud osakeste arvu kasvu arvestab van't Hoffi koefitsient e isotoonilisustegur i. i ja vahel kehtib seos i = 1 + ( - 1) , (9) kus on elektrolüüdi valemile vastav ioonide arv. Mitteelektrolüütide lahustes i = 1, elektrolüütide lahustes i > 1 ja täieliku dissotsiatsiooni korral, kui = 1, i = . 13 Elektrolüütide lahustes on aururõhu suhteline langus arvutatav järgmise seose po - p i n2 abil: =
kõrgemale. Osmoos põhjustab osmootse rõhu π, mis on äärmiselt oluline elu ülalhoidmiseks. Osmootne rõhk p – on võrdne rõhuga, mida tuleb avaldada lahusele selleks, et katkestada lahusti tungimist lahusesse läbi membraani. 65. Millistel tingimustel ja miks toimub osmoos? 66. Millised tegurid ja kuidas mõjutavad lahuse osmootset rõhku? Osmootset rõhku mõjutavad lahuse molaarne kontsentratsioon ja isotoonilisustegur 67. Puhverlahuste koostis ja puhverdava toime põhimõte. Puhverlahused. Puhverlahused on mõningate ainete vesilahused, mis suudavad lahusesse lisatud vesinik- (H+) või hüdroksiidiioone (OH-) siduda, ilma et nende pH seejuures märgatavalt muutuks. Puhverlahused koosnevad enamasti kas nõrgast alusest ja selle soolast tugeva happega või nõrgast happest ja selle soolast tugeva alusega. Puhverlahused tekivad alati nõrga aluse või happe tiitrimise käigus. 68. Vee dissotsiatsioon
Raoult´i seadus- aine aururõhk ideaalse kohal on võrdne puhta aine aururõhk ja moolimurru korrutisega vedelas faasis. Lahuse aururõhk kui puhta lahusti aururõhk. Lahustunud ained alandavad lahuse külmumistemperatuuri. Lahuse üldine aururõhk on võrdne komponentide aururõhuga. Lahuse külmumine ja keemine 1)Lahjendatud lahuse külmumistemp. alanemine on võrdeline lahuse molaalsusega. 2)Lahjendatud lahuse keemistemperatuuri tõus on võrdeline lahuse molaalsusega. 3)isotoonilisustegur i arvestaab mittelenduvate osakeste hulga suurenemist lahuses elektrolüüdi dissotseerumise tulemusena. Difusioon-soojusliikumisest tingitud iseeneslik aineosakeste liikumine kõrgema kontsentratsiooniga aladelt madalama kontsentratsiooniga aladele. Osmoos-lahusti ühesuunaline liikumine läbi poolläbilaskva membraani puhtast lahustist lahusesse. Pöördosmoos-kui lahusele rõhku mis on suurem osmoosest rõhust, sunnitakse lahuusti molekule üle minema lahustist lahusesse.
annaabi.ee 
