Определение эквивалентной электропроводности уксусной кислоты при бесконечном разбавлении графическим и аналитическим методом

Ацетальдегид  окислялся в присутствии ацетата марганца (II) при повышенной температуре и давлении. Выход уксусной кислоты составлял около 95 %.

Окисление н-бутана проводилось при температуре 150—200 °C и давлении 150 атм. Катализатором этого процесса являлся ацетат кобальта.

Оба метода базировались на окислении продуктов крекинга нефти. В результате повышения цен на нефть оба метода стали экономически невыгодными, и были вытеснены более совершенными каталитическими процессами карбонилирования метанола.

4. Химические свойства

Уксусная кислота  обладает всеми свойствами карбоновых кислот. Связь между водородом и кислородом карбоксильной группы (−COOH) карбоновой кислоты является сильно полярной, вследствие чего эти соединения способны легко диссоциировать и проявляют кислотные свойства. В результате диссоциации уксусной кислоты образуется ацетат-ион CH₃COO⁻ и протон H⁺. Уксусная кислота является слабой одноосновной кислотой со значением pK_a в водном растворе равным 4,75. Раствор с концентрацией 1.0 M (приблизительная концентрация пищевого уксуса) имеет pH 2,4, что соответствует степени диссоциации 0,4 %.

Исследования  показывают, что в кристаллическом  состоянии молекулы образуют димеры, связанные водородными связями.

Уксусная кислота  способна взаимодействовать с активными  металлами. При этом выделяется водород и образуются соли — ацетаты.

Mg(тв) + 2CH₃COOH → (CH₃COO)₂Mg + H₂

Уксусная кислота  может хлорироваться действием газообразного хлора. При этом образуется хлоруксусная кислота.

CH₃COOH + Cl₂ → CH₂ClCOOH + HCl

Этим путем  могут быть получены также дихлоруксусная (CCl₂COOH) и трихлоруксусная (CCl₃COOH) кислоты.

Уксусная кислота  вступает во все реакции, характерные для карбоновых кислот. Она может быть восстановлена до этанола действием алюмогидрида лития. Уксусная кислота также может быть превращена в хлорангидрид действием тионилхлорида. Натриевая соль уксусный кислоты декарбоксилируется при нагревании со щелочью, что приводит к образованию метана.

5. Применение

70-80 % водный раствор  уксусной кислоты называют уксусной эссенцией, а 3-6 % — уксусом. Водные растворы уксусной кислоты широко используются в пищевой промышленности (пищевая добавка E260) и бытовой кулинарии, а также в консервировании.

Уксусную кислоту  применяют для получения лекарственных  и душистых веществ, как растворитель (например, в производстве ацетилцеллюлозы, ацетона). Она используется в книгопечатании и крашении.

Уксусная кислота  используется как реакционная среда  для проведения окисления различных  органических веществ. В лабораторных условиях это, например, окисление органических сульфидов пероксидом водорода, в промышленности — окисление пара-ксилола кислородом воздуха в терефталевую кислоту.

6. Безопасность

Пары уксусной кислоты раздражают слизистые оболочки верхних дыхательных путей. Порог восприятия запаха уксусной кислоты в воздухе находится в районе 0,4 мг/л. ПДК в атмосферном воздухе составляет 0,06 мг/м³, в воздухе рабочих помещений — 5 мг/м³.

Действие уксусной кислоты на биологические ткани  зависит от степени её разбавления  водой. Опасными считаются растворы, в которых концентрация кислоты  превышает 30 %.^[4] Концентрированная уксусная кислота способна вызывать химические ожоги, инициирующие развитие коагуляционных некрозов прилегающих тканей различной протяженности и глубины.

Токсикологические свойства уксусной кислоты не зависят от способа, которым она была получена. Смертельная доза составляет примерно 20 мл 
 
 
 
 

3. Экспериментальная  часть

Руководство по эксплуатации НПКД.421522.102 РЭ. Мультитест КСЛ-101.

1. Назначение
1. Назначение и область применения
1. Прибор предназначен для измерения удельной электрической проводимости (УЭП) жидкостей и общего солесодержания в пересчете на хлористый натрий (солесодержание).

По исполнению прибор относится к переносным полуавтоматическим широкодиапазонным цифровым измерительным  прибором с температурной компенсацией. Вид питания – сетевое.

В состав кондуктометра  могут входить первичные преобразователи  проточного, погруженного или наливного  конструктивного исполнения.

Способ взаимодействия электрических цепей первичного преобразователя с анализируемой жидкостью – контактный.

2. Прибор имеет один кондуктометрический и один термометрический измерительный канал.
3. Прибор может использоваться:

а) при кондуктометрическом  титровании для определения точки  эквивалентности;

б) как электронный  термометр.

1.1.4. Области  применения: промышленность, экология  и охрана окружающей среды,  очистные сооружения и водоподготовка, энергетика, химические технологии, биология, биохимия, пищевая промышленность, медицина, фармакология и другие.

1.2. Функциональные  возможности

1.2.1. проведение  измерений по кондуктометрическому  каналу с одновременным измерением  температуры.

1.2.2. Представление  результатов измерения в величинах  УЭП (мкСм/см, мСм/см) и солесодержание (мкг/л, мг/л, г/л).

1.2.3. Использование  отключаемой системы автоматической температурной компенсации. Применение линейной или нелинейной температурной компенсации в зависимости от заданных параметров. Задание температуры приведения.

1.2.4. Автоматическое  определение наличия константы  ячейки первичного преобразователя, параметров встроенного датчика температуры. Возможность ручного ввода константы.

1.2.5. Автоматическое  определение наличия датчика  температуры, ручной ввод температуры  при отключении датчика.

1.2.6. Возможность  использования таймера в режиме  измерения.

1.2.7. Сохранение  настроек прибора и других  параметров (введенная константа  ячейки, выбранная размерность выводимой  на индикатор величины, состояние  введенные параметры температурной  компенсации и другие) и восстановление  их при включении прибора.

1.2.8. Подключение прибора к ЭВМ для передачи данных проведенных измерений и других параметров. 

2. Основные  технические данные и характеристики
1. Диапазон измерения (с первичным преобразователем, имеющим константу 1,000 1/см):

- УЭП, мСм/см от 0 до 200;

- солесодержание, г/                                         от 0 до 200;

- температуры                                                   от минус 10 до 120. 

2. Пределы допускаемых  значений основной погрешности (с первичным  преобразователем, имеющим константу 1,000 1/см)
1. При измерении УЭП, в интервале:

- от 0 до 1 мкСм/см, не более 1%

- от 1мкСм/см  до 200мСм/см, относительно не более  0,5%.

2.2.2. При преобразовании  УЭП в значение солесодержание, в интервале:

- от 0 до 0,5 мкг/л,  приведенная не более 1%

- от 0,5 мкг/л до 200 г/л, относительно не более 1%

3. Устройство

3.1.1. Прибор выполнен  настольном исполнении. Корпус прибора  выполнен из пластмассы.

3.1.2. Клавиатура  расположена справа на лицевой  панели прибора и предназначена  для ввода информации. Клавиатура  содержит цифровые клавиши, клавишу «.» (точка), клавишу «-» (минус), служебные клавиши СБРОС, ВВОД, ВЫХОД, «←» и «→» (выбор).

3.1.3. Жидкокристаллический  знакосинтезирующий индикатор с  подсветкой расположен слева  на лицевой панели прибора  и предназначен для вывода информации. Индикатор имеет две строки по 16 символов.

3.1.4. На боковой  панели прибора, находится разъем  «ДК» для подключения первичного  преобразователя.

3.1.5. На задней  панели расположены: кабель сетевого  питания, выключатель сетевого  питания, держатель предохранителя, разъемы для подключения датчика температуры и кабель связи с ЭВМ ( компьютером). 

Для определения эквивалентной электропроводности сильных электролитов последовательным разбавлением готовят 7 растворов различных концентраций. Из исходного раствора уксусной кислоты с концентрацией 1 моль/л путём последовательного разбавления в мерных колбах на 100 мл приготовить растворы с концентрациями 1; 0,5; 0,25; 0,1; 0,05; 0,025; 0,0125 моль/л. Для этого пипеткой на 25 мл из исходного раствора перенести в мерную колбу на 50 мл и разбавить дистиллированной водой до метки, раствор тщательно перемешать. Из полученного раствора отобрать пипеткой 25 мл, перенести в другую мерную колбу на 50 мл и разбавить дистиллированной водой до метки. Так последовательным разбавлением приготовить все растворы. При переходе от одного раствора к другому пипетку вымыть дистиллированной водой и ополоснуть исходным раствором.

Измерив удельную электропроводность всех приготовленных растворов на мультитесте КСЛ - 101, рассчитать эквивалентную электропроводность. Результаты расчётов наносятся на график с координатами 1/λ и С*λ и экстраполяцией определяется предельная электропроводность . Экспериментальные значения необходимо сравнить с вычисленными по закону Кольрауша.  

Для растворов  CH3COONa, NaCl, HCl эквивалентная электропроводность находится так же как и для уксусной кислоты. Результаты расчётов наносятся на график с координатами и и экстраполяцией определяется предельная электропроводность . Экспериментальные значения необходимо сравнить с вычисленными по закону Кольрауша.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Обсуждение  результатов 
 

Определение эквивалентной электропроводности уксусной кислоты при бесконечном  разбавлении графическим методом: 

      Таблица 1