XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019

Уксусная кислота (СН3 СООН) представляет собой прозрачную, бесцветную, легковоспламеняющуюся жидкость с специфическим резким запахом.  Кислота применяется в фармацевтической, химической и легкой промышленности, а также как в качестве консерванта в пищевой промышленности.

Уксусная кислота считается очень слабы электролитом. Электрический ток она способна проводить только в случае сильного разбавления водой.

Поскольку кислотная среда подавляет жизнедеятельность микроорганизмов, уксусную кислоту используют при консервировании пищевых продуктов, например, в составе маринадов.

Получают уксусную кислоту окислением ацетальдегида и другими методами, пищевую уксусную кислоту уксуснокислым брожением этанола. Применяют для получения лекарственных и душистых веществ, как растворитель (например, в производстве ацетата целлюлозы), в виде столового уксуса при изготовлении приправ, маринадов, консервов. Уксусная кислота участвует во многих процессах обмена веществ в живых организмах. Это одна из летучих кислот, присутствующая почти во всех продуктах питания, кислая на вкус и главная составляющая уксуса.

Электропроводность растворов электролитов, т.е. способность их проводить электрический ток, зависит от природы электролита и растворителя, концентрации, температуры и некоторых других факторов. Различают удельную и эквивалентную электропроводности. Удельная электропроводность раствора электролита - это электропроводность столбика раствора длиной 1 см и сечением 1 см. Таким образом, удельная электропроводность представляет собой величину, обратную удельному сопротивлению.

Удельное сопротивление определяется по уравнению

 

где R -общее сопротивление проводника, ом;

S -поперечное сечение проводника, см² ;

l -длина прoводника, см.

Размерность – ом^-1 см^-1 = См/м.

Повышение температуры на 1° увеличивает удельную электропроводность примерно на 2-2,5%. Это объясняется понижением вязкости раствора и уменьшением гидратации ионов, а для растворов слабых электролитов увеличением их степени диссоциации.

При изучении электропроводности растворов целесообразно пользоваться эквивалентной электропроводностью l, которая равна проводимости раствора, содержащего один грамм-эквивалент растворенного электролита, помещенного между электродами, отстоящими друг от друга на 1 см. Для слабых электролитов изменение эквивалентной электропроводности от концентрации раствора связано в основном со степенью диссоциации и для сильных электролитов - межионным взаимодействием.

Удельная и эквивалентная электропроводности связаны между собой соотношением

где V_э - число миллилитров раствора, содержащих 1 г-экв электролита;

С _э - концентрация электролита в растворе, г-экв/л.

Размерность - ом^-1 см² г-экв^-1

.

Размерность - См м² кг-экв^-1 .

Кроме эквивалентной электропроводности в электрохимии используется иногда также мольная электропроводность, когда раствор содержит 1 моль растворенного вещества.

Определение эквивалентной электропроводности уксусной кислоты при бесконечном разбавлении графическим методом:

Таблица 1

Результаты определения электрической проводимости CH3COOH

С, моль/л	Χ,мСм/см	Λ*10-4 См*м2 /моль	1/λ *10-4 моль/ См*м2	(λ*С)* *10- 4 См*м
1	1,524	1,524	0,066438	0,189
0,5	1,128	2,256	0,089928	0,278
0,25	0,821	3,284	0,127551	0,392
0,1	0,58	5,8	0,172414	0,58
0,05	0,392	7,84	0,304507	0,821
0,025	0,278	11,12	0,443262	1,128
0,0125	0,189	15,12	0,656168	1,524

1/λ *10- 4 моль/ См*м2

(λ*С)* *10- 4 См*м

Рис.График зависимости 1/λ от λ*С для CH3COOH

(CH3COOH) = 333,3*10- 4 См*м2 /моль

(CH3COOH) по Кольраушу = 390,7*10- 4 См*м2 /моль

Определение эквивалентной электропроводности уксусной кислоты при бесконечном разбавлении аналитическим методом:

CH3COONa + HCl = CH3COOH + NaCl

(CH3COOH)=  (CH3COONa) +  (HCl) –  (NaCl)

Понижение эквивалентной электропроводности слабых электролитов с увеличением концентрации раствора обусловлено главным образом уменьшением степени диссоциации электролита.

Удельная электропроводность слабых электролитов с повышением концентрации растет незначительно. Уменьшение ее вызвано падением степени диссоциации

Изменение электропроводности с увеличением напряженности электрического поля наблюдается не только в растворах сильных электролитов, но и в растворах слабых электролитов. Объяснение зависимости электропроводности слабых электролитов от напряженности электрического поля основано на следующих соображениях. Предполагают, что равновесие между ионами и молекулами нарушается, так как при движении с большой скоростью ионы труднее вступают во взаимодействие между собой с образованием молекул, вследствие чего равновесие в сильном электрическом поле смещается в сторону образования ионов.

Величины констант диссоциации слабых кислот и щелочей были определены Оствальдом и другими исследователями еще в конце прошлого века. Определение было основано на интерпретации данных о нелинейном возрастании электропроводности слабых электролитов при их разбавлении. Хотя этот метод был впоследствии теоретически и экспериментально усовершенствован и его точность доведена до очень высокого уровня, сейчас он не находит широкого применения.

  Таким образом, большое влияние на электропроводность слабых электролитов оказывает степень их диссоциации. С разбавлением эквивалентная электропроводность слабых электролитов растет вследствие увеличения степени диссоциации и принимает максимальное значение при бесконечном разбавлении.
  Удельная электропроводность слабых электролитов незначительно увеличивается с повышением концентрации. При высоких концентрациях уменьшение степени диссоциации может вызвать ее понижение.

Предельную эквивалентную электропроводность слабых электролитов получают суммированием эквивалентных электропроводностей составляющих ионов.

Кроме того, растворы слабых электролитов, в которых электропроводность приближается к имеют очень низкие концентрации и экспериментальное определение к становится невозможным. Повышение давления снижает электропроводность слабых электролитов.
    Электропроводность слабых электролитов удовлетворительно выражается законом разведения Оствальда. В это уравнение, в качестве специфического для каждого вещества параметра, входит константа диссоциации. Константа диссоциации зависит от температуры и природы растворителя, но не зависит от концентрации.

Литература:

1. Зимон А.Д. Коллоидная химия: учебник для вузов / А.Д. Зимон. – М.: Агар, 2007. – 344 с.

2. Сумм Б.Д. Основы коллоидной химии / Б.Д. Сумм. – М.: Академия, 2007. – 240 с.

3. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия 3-е изд.,перераб. и доп.— М.: Высш. шк., 2004.— 445 с.

4. Зимон А.Д. Занимательная коллоидная химия, 4-е изд., доп. и перераб. - М.: Агар, 2002.- 168 с. 

Код для цитирования: Скопировать