OD MONOKRISTALNIH ELEKTRODA DO MODELÂ POVRŠINSKIH REAKCIJA

Транскрипт

1 UVOD U PRAKTIKUM FIZIKALNE KEMIJE TIN KLAČIĆ, mag. chem. Zavod za fizikalnu kemiju, 2. kat (soba 219) Kemijski odsjek Prirodoslovno-matematički fakultet Sveučilište u Zagrebu tklacic@chem.pmf.hr Zagreb,

2 1. Nastavni materijali NASTAVNI MATERIJALI nastavne materijale i obavijesti ćete moći pronaći u repozitoriju kolegija Osnove fizikalne kemije na službenim web stranicama Kemijskog odsjeka PMF-a na praktikum se obavezno mora donijeti skripta: N. Kallay, S. Žalac, D. Kovačević, T. Preočanin, A. Čop, Osnovni praktikum fizikalne kemije, Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb, skripta se može posuditi na revers od tehničarki Zavoda za fizikalnu kemiju prije početka praktikuma napomena: Zabranjeno je pisati po posuđenim skriptama! T. Klačić, Uvod u praktikum fizikalne kemije 1

3 2. Opće napomene Pohađanje vježbi: OPĆE NAPOMENE dolazak na vježbe, prema rasporedu objavljenom na oglasnoj ploči i na mrežnim stranicama Zavoda za fizikalnu kemiju, je obavezan na vježbe u trajanju od četiri sata student treba doći u točno zakazano vrijeme nadoknade vježbi bit će omogućene samo onim studentima koji će imati opravdani razlog izostanka i kojima će to odobriti nositelj kolegija za termin nadoknade se javite osobno tehničarkama Zavoda za fizikalnu kemiju Mjere sigurnosti: kada se nalazi u laboratoriju, student je obavezan nositi kutu i zaštitne naočale tijekom rada u laboratoriju student može, ali nužno ne mora nositi zaštitne rukavice, osim ako nastavnik to od njega ne zatraži T. Klačić, Uvod u praktikum fizikalne kemije 2

4 2. Opće napomene Način rada u praktikumu: asistent svakom od studenata specificira konkretan zadatak vježbe ulazni kolokvij upoznavanje s radom uređaja, planiranje mjerenja i priprema zapisa podataka mjerenje obrada podataka nakon izvedene vježbe u praktikumu se piše izvješće očekuje se da student u 4 sata napravi vježbu i napiše izvješće Ocjenjivanje: za svaku vježbu student će biti ocijenjen s dvije ocijene: jednom za ulazni kolokvij i drugom za kvalitetu napisanog izvješća i uspješnost izvedene vježbe završnu ocjenu iz praktikuma daje nositelj kolegija na temelju pojedinačnih ocjena iz svake vježbe i po potrebi kratkog razgovora sa studentom T. Klačić, Uvod u praktikum fizikalne kemije 3

5 2. Opće napomene Izvješća: pišu se plavom ili crnom kemijskom olovkom u laboratorijski dnevnik (bilježnica A4 formata na kvadratiće) naslov vježbe i datum izvođenja vježbe poglavlja koje izvješće redom treba sadržavati jesu: 1. Zadatak konkretni zadatak vježbe dogovoren s asistentom 2. Eksperimentalni dio svi potrebni računi, tablice s eksperimentalnim podacima, grafički prikazi, određivanje fizikalnih veličina iz grafičkog prikaza, itd. 3. Rezultat sažeta rekapitulacija najvažnijih spoznaja dosegnutih u vježbi koja u sebi sadrži jasno iskazane rezultate, komentari o mogućim pogreškama i usporedba s teorijskim vrijednostima napomena: Ne može se započeti nova vježba bez ocijenjenog izvješće prethodne vježbe! T. Klačić, Uvod u praktikum fizikalne kemije 4

6 VELIČINSKI RAČUN 1. Pripremljeno je nekoliko vodenih otopina kalijeva permanganata (KMnO 4 ) različitih koncentracija. U kiveti duljine optičkog puta 1 cm pri temperaturi 25 C izmjerena je apsorbancija svake otopine pri valnoj duljini od 530 nm. Vrijednosti apsorbancija odgovarajućih otopina dane su u tablici 1. Odredite molarni apsorpcijski koeficijent KMnO 4 pri 530 nm koristeći grafički prikaz apsorbancije prema koncentraciji i jednadžbu pravca kroz dvije točke. Tablica 1. Ovisnost apsorbancije vodene otopine KMnO 4 o koncentraciji pri valnoj duljini 530 nm, 25 C i duljini kivete 1 cm. c (KMnO 4 ) / mol dm c (KMnO 4 ) / mol dm 3 A , , , ,614 T. Klačić, Uvod u praktikum fizikalne kemije 5

7 λ max 530 nm Slika 1. Vodena otopina KMnO 4. Slika 2. Apsorpcijski spektar vodene otopine KMnO 4 koncentracije mol dm 3 pri 25 C i duljini kivete 1 cm. T. Klačić, Uvod u praktikum fizikalne kemije 6

8 Beer-Lambertov zakon: A = ε l c y = a x + b A apsorbancija ε molarni apsorpcijski koeficijent [dm 3 mol 1 cm 1 ] l duljina optičkog puta [cm] c množinska koncentracija [mol dm 3 ] Slika 3. Ovisnost apsorbancije vodene otopine KMnO 4 o koncentraciji prema podacima iz tablice 1. T. Klačić, Uvod u praktikum fizikalne kemije 7

9 jednadžba pravca kroz dvije točke: y y y y = x x x2 x1 A A A A = c c c2 c1 TOČKA 1 (c 1, A 1 ) ( mol dm 3 ; 0,845) TOČKA 2 (c 2, A 2 ) ( mol dm 3 ; 1,614) A 1,614 0,845 0,845 = moldm moldm c A = 1923 dm 3 mol 1 c + 0,076 A = ε l c ε l = 1923 dm 3 mol dm mol ε = 1cm ε = 1923 dm 3 mol 1 cm 1 T. Klačić, Uvod u praktikum fizikalne kemije 8

10 Slika 4. Ovisnost apsorbancije vodene otopine KMnO 4 o koncentraciji prema podacima iz tablice 1 napravljena u MS Excel programu. iz dvije točke: ε = 1923 dm 3 mol 1 cm 1 metoda najmanjih kvadrata: ε = 1992 dm 3 mol 1 cm 1 T. Klačić, Uvod u praktikum fizikalne kemije 9

11 2. Izračunajte volumene vodenih otopina octene kiseline i natrijeva acetata koje treba pomiješati u odmjernoj tikvici od 25 ml tako da ph dobivenog pufera bude 5,0. Koncentracije ishodnih otopina octene kiseline i natrijeva acetata su jednake i iznose 0,1 mol dm 3. Konstanta disocijacije (K a ) octene kiseline pri 25 C iznosi 1, mol dm 3. CH 3 COONa (s) CH 3 COO (aq) + Na + (aq) CH 3 COOH (aq) CH 3 COO (aq) + H + (aq) K = a c + (CH3COO ) c(h ) = 1, moldm 3 c(ch COOH) 3 Henderson-Hasselbalchova jednadžba: CH COO 3 3 ph = log( Ka / mol dm ) log CH 3 COOH T. Klačić, Uvod u praktikum fizikalne kemije 10

12 CH3COO 3 log ph + log( Ka / mol dm ) CH3COOH [CH 3 COO ] kiselina << [CH 3 COO ] sol [CH 3 COO ] = [CH 3 COO ] kiselina + [CH 3 COO ] sol [CH 3 COO ] [CH 3 COO ] sol [CH 3 COOH] [CH 3 COOH] kiselina n(ch3coo ) Vpufer n(ch3coo ) cp (CH3COONa) V (CH3COONa) 3 log = log = log = ph + log( Ka / mol dm ) n(ch3cooh) n(ch3cooh) cp(ch3cooh) V (CH3COOH) V pufer c p (CH 3 COONa) = c p (CH 3 COOH) = 0,1 mol dm 3 V (CH COONa) log = ph + log( Ka / mol dm ) 5,0 log(1, ) V (CH3COOH) V (CH3COONa) = 1,75 V (CH COOH) pufer V V (CH COOH) V (CH COONa) 25mL V(CH 3 COONa) 16 ml V(CH 3 COOH) 9 ml T. Klačić, Uvod u praktikum fizikalne kemije 11