do›wiadczalne wyznaczanie wsp³‚czynnika podzia‚u kwasu octowego

Download Do›wiadczalne wyznaczanie wsp³‚czynnika  podzia‚u kwasu octowego

If you can't read please download the document

Post on 01-Jan-2016

33 views

Category:

Documents

1 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Doświadczalne wyznaczanie współczynnika podziału kwasu octowego. Asocjacja kwasu octowego w butanolu. Klaudia Laks , Julia Giełdon mgr Anna Rygielska, mgr Małgorzata Augustynowicz- Kłyszewska Zespół Szkół UMK Gimnazjum i Liceum Akademickie, Toruń. Kwas octowy. - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

PowerPoint Presentation

Dowiadczalne wyznaczanie wspczynnika podziaukwasu octowego.Asocjacja kwasu octowego w butanolu.Klaudia Laks, Julia Giedonmgr Anna Rygielska, mgr Magorzata Augustynowicz-KyszewskaZesp Szk UMK Gimnazjum i Liceum Akademickie, Toru

Kwas octowy(kwas etanowy) to substancja od lat znana czowiekowi. Stosowany jest do marynowania i konserwowania. Powstaje naturalnie w ludzkim organizmie w procesie spalania alkoholu etylowego. Zarwno kwas jak i jego pochodne s szeroko stosowane w syntezie organicznej czy w przemyle m.in do produkcji sztucznego jedwabiu czy aspiryny.

Kwas octowy, jako czsteczka polarna, dimeryzuje. Ujemnie naadowane atomy tlenu przycigaj dodatnio naadowane atomy wodoru. Odziaywania te s wyjtkowo silne w rozpuszczalnikach niepolarnych, np. butanolu, ktrego uyymy. W wodzie asocjacja nie zachodzi, poniewa wizania kwas-woda s silniejsze, ni te kwas-kwas.

W zastosowanym przez nas rozdzielaniu ekstrakcyjnym wykorzystuje si rn rozpuszczalno substancji w dwch, nie mieszajcych si ze sob, ciekych rozpuszczalnikach. Stosunek ste tej substancji w obydwu fazach zwany jest sta podziau Nernsta i jest dostpny w tablicach, jednak postanowiymy wyznaczy go dowiadczalnie. [3] Do rozdzielacza dodaymy rwne iloci butanolu oraz roztworu wodnego kwasu octowego o okrelonym wczeniej steniu. Po kilkuminutowym wytrzsaniu i ponownym ustaleniu si granicy cieczy, zlaymy doln warstw, czyli wod oraz rozpuszczon w niej cz kwasu octowego. Przypomocy miareczkowania mianowanym roztworem zasady sodowej, obliczyymy cakowite stenie kwasu octowego w fazie wodnej. Przeksztacajc wzr podany obok (gdzie Cb to cakowite stenie kwasu octowego w fazie organicznej, a Cw w fazie wodnej) doszymy do wniosku, e log Cw=f(Cb) jest funkcj liniow. Korzystajc z wykresu tej funkcji i arkusza kalkulacyjnego, wyznaczyymy wspczynnik kierunkowy prostej (odwrotno liczby zasocjowanych czsteczek - n) oraz wyraz wolny (wspczynnik podziau - k) .

Obliczenia i wynikiAby wyznaczy sta podziau zlogarytmowaymy powyszy wzr i przeksztaciymy do postaci:

Za pomoc miareczkowania wyznaczyymy stenie w fazie wodnej, a nastpnie obliczyymy stenie cakowite formy zasocjowanej i niezasocjowanej w fazie organicznej. Kolejno zlogarytmowaymy wyniki, ktre podano w tabeli poniej.

C0CwCb- Log Cw- Log Cb1,03140,4745440,5568560,3237240,25425711,03140,457520,573880,339590,24117891,03140,42560,60580,3709980,21767071,03140,45220,57920,3446690,23717140,88590,3990,48690,3990270,31256020,88590,37240,51350,428990,28945960,51870,248970,2697240,6038430,56908040,51870,2830240,235670,5481770,62768460,29990,1410,15890,8507810,79887610,29990,1530,14690,8153090,83297820,29990,1380,16190,8601210,79075320,29990,1440,15590,8416380,8071539Nastpnie uywajc arkusza kalkulacyjnego Exel uzyskaymy wykres funkcji oraz jej wzr.

Wzr funkcji:Wyznaczona eksperymentalnie rednia liczba czsteczek w asocjatach wskazuje na dominacj formy niezasocjowanej, potwierdzaj to take powysze obliczenia. Ponadto stosunek formy niezasocjowanej do stenia cakowitego w fazie organicznej jest stay, moemy wic stwierdzi, e asocjacja nie zaley od stenia. Umiejtno wyznaczania wspczynnika podziau jest przydatna nie tylko w zadaniach olimpijskich czy w zadaniach z Politechniki Warszawskiej, cho problem ten bywa poruszany na tego typu konkursach (np. zadanie 3 z finau 55 Olimpiady Chemicznej). Znajc wspczynnik podziau danej substancji moemy okreli jego tendencje do gromadzenia si w organizmie. Ma to kluczowe znaczenie zwaszcza dla zwizkw toksycznych. Wnioski i zastosowaniaPodstawiamy dane do wzoru by sprawdzi jego poprawno.C0CwCbCw (ze wzoru)Rnica1,03140,4745440,5568560,357174-0,033451,03140,457520,573880,346271-0,006681,03140,42560,60580,3266720,0443261,03140,45220,57920,342930,001740,88590,3990,48690,405781-0,006750,88590,37240,51350,3865220,0424680,51870,2489760,2697240,619642-0,01580,51870,2830240,2356760,668501-0,120320,29990,1410,15890,8112230,0395580,29990,1530,14690,839654-0,024350,29990,1380,16190,8044510,055670,29990,1440,15590,8181240,023513Rnice s niewielkie, wic biorc pod uwag moliwe bdy pomiaru itp. moemy uzna wzr za prawidowy. Ze wzoru moemy wyznaczy K=10-0,1452 oraz n= 1/0,8337 . Uzyskujemy wyniki: P=0,715319 i n= 1,199472.

Znajc wspczynnik podziau moemy obliczy stenie niezasocjowanej formy kwasu octowego, definiujemy wspczynnik podziau, gdzie Cb1 oznacza stenie formy niezasocjowanej w fazie organicznej, a Cw stenie w fazie wodnej.CwCbCb1Cb1/Cb0,4745440,5568560,339450,7153190,457520,573880,3272730,7153190,42560,60580,304440,7153190,45220,57920,3234670,7153190,3990,48690,2854120,7153190,37240,51350,2663850,7153190,2489760,2697240,1780970,7153190,2830240,2356760,2024520,7153190,1410,15890,100860,7153190,1530,14690,1094440,7153190,1380,16190,0987140,7153190,1440,15590,1030060,715319