Определение константы диссоциации 2,4-динитрофенола по спектроскопическим данным

Страницы работы

5 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Новосибирский государственный университет

Факультет Естественных наук

Кафедра физической химии

Лабораторная работа

На тему:

Определение константы диссоциации 2,4-динитрофенола по спектроскопическим данным

Выполнили: Гущина Т. А.

Боровикова Е. И.

Проверила: Волкова О.С.

Новосибирск 2006


Теория.

В данной работе исследуется кислотно-основное равновесие, устанавливающееся в растворе 2,4-динитрофенола (α-ДНФ). Схематично процесс диссоциации, протекающий в растворе ДНФ, можно представить следующим уравнением:

В случае достаточно разбавленных растворов константа диссоциации индикатора связана с его степенью диссоциации α и с pHрвствора соотношением

Значение степени диссоциации находится из измерений оптической плотности растворов ДНФ в буфере с известным значением рН по формуле

Для этогоже раствора по формуле Дебая-Хюккеля определяется коэффициент активности f-

где

Для точности определения Ка необходимо выполнение следующих условий:

1.  концентрация ДНФ в кислых, щелочных и буферных ратворах должна быть выбрана так, чтобы максимальные значения оптических плотностей всех растворов находились в пределах рабо

Поглощение света зависит от природы вещества и от длины волны:

Д=lg(Joλ/Jλ),

где Joλ – интенсивность падающего света, Jλ – интенсивность выходящего света.

Д=ελ*c *l

Где ελ– мольный коэффициент экстинкции, с – молярная концентрация,

l толщина раствора в кювете. ελ зависит от свойств молекулы, природы растворителя, длины волны и температуры,  но как правило не зависит от концентрации.

Закон Бера:Поглощение света в тонком слое пропорционально концентрации поглощающих свет частиц:

εА-щел.0*l;

εАHкисл.0*l;

 Где c0 – аналитическая концентрация вещества.

α=сA-0= Дкисл.-Д/ Дкисл.- Дщел..

Константа диссоциации кислоты НА равна константе равновесия реакция:

К=( сA-* сН+/ сAH)*( fA-* fН+/ fAH).

lg f+=-0,509*√I/(1+√I), где I=0,5∑сi* zi2

lg K=lg (α/1-α)-pH+lg f+.

Экспериментальная часть.

1)       Приготовили буфер1 (СН3СООН+СН3СООNa):

pH=4,3 V=200 мл, с(NaOAc)=0,01М Мr(NaOAc*3H2O)=136,08,

 pH=4,0. m(NaOAc)=M*c*V=0,2722г

СН3СООН→СН3СОО-+Н+; Ka=[OAc-]*[H+]/[HOAc]=1,76*10-5, [H+]=10-4М.

[HOAc]=[OAc-]*[H+]/ Ka=0,05684 M. У нас же раствор 0,3 М, тогда необходимо его V0=0,05684*0,2/0,3=38 мл

2)       Из приготовленного буфера с помощью pH метра сделали еще 2:

буфер2 pH=3,8, буфер3 pH=3,6

3)Приготовили растворы:

№1 20 мл ДНФ+5 мл 0,1 М NaOH+25 мл H2O

№2 50 мл ДНФ+10 мл 0,1 М NaOH+40 мл H2O

№3 10 мл ДНФ+5 мл 0,1 М NaOH+35 мл H2O

№4 5 мл ДНФ+5 мл 0,1 М NaOH+40 мл H2O

№5 50 мл ДНФ+50 мл 0,1 М HCl

№6 20 мл ДНФ+25 мл буфер1

№7 20 мл ДНФ+25 мл буфер2

№8 20 мл ДНФ+25 мл буфер3

4)Записали спектры растворов№2, №5 и №6-8 в кювете на 3мм.

5)Колориметрировали раствор №5 в кюветах на 3 и 5 мм.

6)Записали спектры растворов №1-4 относительно дистиллированной воды в кювете 3 мм.

Обработка результатов.

Концентрация, М

Длина волны l, нм

Оптическая плотность, D

Коэффициент экстинкции e, М-1×см-1

e ср±sп

1

4*10-4

438

1.018

8483

8179±1202

2

5*10-4

1,36

9066

3

2*10-4

0,47

7833

4

10-4

0,22

7333

5, 1мм

5*10-4

355

0,24

4800

5200

5, 3мм

0,84

5600

εi = D/l*Ci, l=3 мм=0.3см,

ε1=8483, ε2 =9066, ε3 =7833, ε4 =7333.

В результате имеем среднее εА- =8178 л*моль-1*см-1.

Рассчитаем εАН.

l1=1 мм D1=0,24 ε1=4800.

l2=3 мм D2=0,84 ε2=5600

εАН.=5200 л*моль-1*см-1

pH

D

a

I

lg f+

lg (α/1-α)

lg K

2

12,0

1,37

1

10-2

-0,05

-

-

5

1,3

0,84

0

5*10-2

-0,09

-

-

6

4,0

1.24

0,755

10-2

-0,05

0,49

-3,56

7

3,8

1.1

0,491

10-2

-0,05

-0.016

-3,86

8

3,6

0,51

0,434

10-2

-0,05

-0.115

-3,77

Среднее значение lg K=-3,73, К=1,86*10-4.

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
53 Kb
Скачали:
0