Потенциометрическое определение коэффициента активности соляной кислоты, страница 2

Таким образом, уравнение (8) содержит две неизвестные величины: Е⁰ и γ_± . Их можно определить измеряя э.д.с. элемента в некотором интервале концентраций соляной кислоты, включающем область разбавленных растворов, где применима теория Дебая-Хюккеля. Преобразуя уравнение (8) и подставляя для температуры значение 25°С (стандартные условия), получаем:

Е + 0,1183 lg (m) = E⁰ – 0,1183 lg(γ_±)                                                                                                                                                (9)

Воспользуемся третьим приближением теории Дебая-Хюккеля:

(10)

где I – ионная сила; z₊ и z _‑ - заряды катиона и аниона соответственно; a – величина, соответствующая наибольшему расстоянию, до которого могут сближаться электрические центры двух ионов; С – эмпирическая константа, лишенная какого-либо физического смысла; величины А и В можно вычислить по следующим формулам:

(11)

где m_{растворит} – масса растворителя в объеме V; е – заряд электрона; e₀ – диэлектрическая проницаемость вакуума; e - диэлектрическая проницаемость используемого растворителя. Известно, что для воды произведение В ^. а = 1. Подставляя значения постоянных в уравнение (11) для воды при 25°С, получаем константу А:

(12)

Тогда мы можем получить явную зависимость коэффициента активности от концентрации. Используя (10), (11) и (12) получим выражение для lg γ_± :

lg (γ_±) = -0.509(m)^1/2/[1 + (m)^1/2] +C^.m                                                                                                                                         (13)

Подставляя (13) в уравнение (9) и группируя по другому члены, получим:

(14)

График зависимости левой части уравнения (14), которую мы обозначили как Е’, от m представляет собой прямую линию, а и при m = 0 мы получаем значение Е⁰.

После того, как значение Е⁰ найдено, можно рассчитать значение коэффициентов активности соляной кислоты при любой концентрации по измеренной э.д.с. элемента, содержащего соляную кислоту при этой концентрации.

2.Экспериментальная часть.

Моляльность рассчитывалась через молярность по формуле

m = C/(r – C×36,45/1000), где С – молярность HCl, r – плотность раствора.

E⁰ =0.2199±0.013В

E1	Lg(γ)	γ
0,585	-0,08622	0,917391
0,496	-0,03287	0,967667
0,4612	-0,03973	0,961049
0,42	0,007508	1,007536
0,3838	-0,08443	0,919035
0,3674	-0,09193	0,912171
0,3505	-0,10397	0,90125
0,2685	-0,12431	0,883106

На следующей диаграмме представлена зависимость коэффициента активности от корня из моляльности.