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

    I = =  Λ .                        (13)

    Приравнивая правые части уравнений (12) и (13) и  решая равенство  относительно Λ, получаем

    Λ= αF(u₊ + u_-)                (14)                                                                                      

    Для сильных электролитов α=1 и

                   Λ= F(u₊ + u_-)                  (15)

      Произведения

    Fu₊=λ₊     и    Fu_-=λ_-                  (16)

    Называются  подвижностями ионов; их размерность [λ_и] = См м моль ^-1. Например, в водном растворе при 298 К подвижности катионов К ⁺, Ag⁺ и  Mg²⁺ равны              73,5 · 10⁴; 61,9 · 10⁴ и 53,0 · 10⁴ См м² · моль^-1 и подвижности анионов С1^-1,  SO₄^2- и СН₃СОО^- - 76,3 10⁴; 80,0 · 10⁴ и 40,9 · 10⁴ См м² моль^-1 соответственно.

    Вводя значения λ₊ и λ_- в (14) и (15), получаем для слабых электролитов:

    Λ= α(λ₊ + λ_-)                       (17)

    и для сильных электролитов

    Λ= λ₊ + λ_-                            (18)

    Для предельно разбавленного раствора α = 1, поэтому

    Λ_∞ = λ + λ                      (19)

    где λ  и λ - подвижности ионов при предельном разведении. Уравнение (19), справедливое как для сильных, так и для слабых электролитов, называется законом Кольрауша, согласно которому молярная электрическая проводимость при предельном разведении равна сумме подвижностей ионов при предельном разведении. Из уравнения (19) и (16) получаем:

    Λ_∞ = F(u + u)                    (20)

    где F – постоянная Фарадея; u и u - абсолютные скорости движения ионов при предельном разведении.

1.1.2. Эквивалентная электропроводность

    Эквивалентная электропроводность λ [в см²/(г-экв Ом) вычисляется из соотношения:

                                   (21)

    где с — эквивалентная концентрация, г-экв/л.

     Эквивалентная электропроводность — это электропроводность такого объема (φ см³) раствора, в котором содержится 1 г-экв растворенного вещества, причем электроды находятся на  расстоянии 1 см друг от друга. Учитывая сказанное выше относительно удельной электропроводности, можно представить себе погруженные в раствор параллельные электроды на  расстоянии 1 см., имеющие весьма большую площадь. Мы вырезаем мысленно на поверхности каждого электрода вдали от его краев площадь, равную φ-см². Электропроводность раствора, заключенного между выделенными поверхностями таких электродов,     имеющими площадь, равную φ- см², и есть эквивалентная электропроводность раствора. Объем раствора между этими площадями электродов равен, очевидно, φ-см³ и содержит один грамм-эквивалент соли. Величина φ, равная  1000/с см³/г-экв, называется разведением.    Между электродами, построенными указанным выше способом, при любой концентрации электролита находится 1 г-экв растворенного вещества и изменение эквивалентной электропроводности, которое обусловлено изменением концентрации, связано с изменением числа ионов, образуемых грамм-эквивалентом, т. е. с изменением степени диссоциации, и с изменением скорости движения ионов, вызываемым ионной атмосферой.

    Мольная электропроводность электролита — это произведение эквивалентной электропроводности на число грамм-эквивалентов в 1 моль диссоциирующего вещества.

    На  рис. 1 показана зависимость эквивалентной  электропроводности некоторых электролитов от концентрации. Из рисунка видно, что с увеличением с величина λ уменьшается сначала резко, а затем более плавно.  
 

    Интересен график зависимости λ от (2). Как видно из графика (Рис. 2), для сильных электролитов соблюдается медленное линейное уменьшение λ с увеличением , что соответствует эмпирической формуле Кольрауша (1900);

    λ= λ_∞ - А                       (22)

    где λ_∞  - предельная эквивалентная электропроводность при бесконечном разведении: с → 0; φ → ∞

    Значение  λ сильных электролитов растет с увеличением φ и ассимптотически приближается к λ_∞. Для слабых электролитов (СН₃СООН) значение λ также растет с увеличением φ, но приближение к пределу и величину предела в большинстве случаев практически нельзя установить. Все сказанное выше касалось электропроводности водных растворов. Для электролитов с другими растворителями рассмотренные закономерности сохраняются, но имеются и отступления от них, например на кривых λ-с часто наблюдается минимум (аномальная электропроводность). 
 
 
 

2. Характеристика уксусной кислоты

У́ксусная кислота (эта́новая кислота) — органическое вещество с формулой CH₃COOH. Слабая, предельная одноосно́вная карбоновая кислота. Производные уксусной кислоты носят название «ацетаты».

 

2. Физические  свойства

Ледяная уксусная кислота Уксусная кислота представляет собой бесцветную жидкость с характерным резким запахом и кислым вкусом. Гигроскопична. Неограниченно растворима в воде. Смешивается со многими растворителями; в уксусной кислоте хорошо растворимы органические соединения и газы, такие как HF, HCl, HBr, HI и другие. Существует в виде циклических и линейных димеров

• Давление паров (в мм. рт. ст.):
• 10 (17,1 °C)
• 40 (42,4 °C)
• 100 (62,2 °C)
• 400 (98,1 °C)
• 560 (109 °C)
• 1520 (143,5 °C)
• 3800 (180,3 °C)
• Диэлектрическая проницаемость: 6,15 (20 °C)
• Динамическая вязкость жидкостей и газов (в мПа·с): 1,155 (25,2 °C); 0,79 (50 °C)
• Поверхностное натяжение: 27,8 мН/м (20 °C)
• Удельная теплоемкость при постоянном давлении: 2,01 Дж/г·K (17 °C)
• Стандартная энергия Гиббса образования Δ_fG⁰ (298 К, кДж/моль): −392,5 (ж)
• Стандартная энтропия образования Δ_fS⁰ (298 К, Дж/моль·K): 159,8 (ж)
• Энтальпия плавления ΔH_пл: 11,53 кДж/моль
• Температура вспышки в воздухе: 38 °C
• Температура самовоспламенения на воздухе: 454 °C
• Теплота сгорания: 876,1 кДж/моль

Уксусная кислота образует двойные азеотропные смеси со следующими веществами.

• Уксусная кислота образует тройные азеотропные смеси

• с водой и бензолом (t_кип 88 °C);
• с водой и бутилацетатом (t_кип 89 °C).

 

3. Получение 

• Уксусную  кислоту можно получить окислением ацетальдегида кислородом воздуха. Процесс проводят в присутствии катализатора — ацетата марганца (II) Mn(CH₃COO)₂ при температуре 50-60 °С:

2 CH₃CHO + O₂ → 2 CH₃COOH

3. 1. В  промышленности

3. 1. 1. Окислительные  методы

Ранними промышленными  методами получения уксусной кислоты  были окисление ацетальдегида и бутана.