Kemialliset reaktiot 4.7-Lecture Demonstrations-Department of Chemistry-University of Massachusetts Amherst

Chemical Reactions I: Ioniset nettoyhtälöt

4.7 Etikkahapon, ammoniakin ja ammoniumasetaatin johtavuus

Aiheet: Johtokyky, elektrolyytit

Kuvaus: Etikkahapon ja ammoniakin johtavuus mitataan erikseen. Tämän jälkeen liuokset sekoitetaan ja johtavuus mitataan uudelleen. Liuosten sekoituksesta saadaan vahvempi elektrolyyttiliuos.

Materiaalit:

• Johtokykymittari (yhden polttimon laite tai polttimot sarjassa)*
• Vernier-suolaisuusanturi* (valinnainen), liitäntä* ja tietokone
• 2 100 ml:n dekantterilasia
• 1 250 ml:n dekantterilasi
• 0.1 M etikkahappo‡
• 0,1 M vesipitoinen ammoniakki‡
• 150 ml:n dekantterilasi DI-vesihuuhtelua varten

*Jakoerä. Sijaitsee hyllyllä säiliöiden kanssa. Suolapitoisuusanturi ja liitäntä sijaitsevat säiliöiden säilytyshyllyjä vastapäätä olevissa laatikoissa. Katso ohjeet anturin tietosivulta tai anturin mukana toimitetusta teknisestä tiedotteesta. Tarvitaan Logger Lite- tai Logger Pro -ohjelmisto.

‡Eetikka ja ammoniakkipuhdistusaine sijaitsevat liuosten säilytyshyllyissä.

Toimenpide:

1. Kytke johtokykymittari.
2. Kaada kumpikin 50 ml etikkahappoa ja ammoniakkia valmiiksi merkittyihin 100 ml:n dekantterilaseihin.
3. Asetetaan johtokykymittarin elektrodit kumpaankin liuokseen (huuhdellaan välissä DI-vedellä).
4. Valo hehkuu himmeästi jokaisessa liuoksessa, koska kukin on heikko elektrolyytti.
5. Kaada ammoniakki ja etikkahappo 250 ml:n dekantterilasiin.
6. Asetetaan elektrodit uuteen liuokseen.
7. Valo hehkuu kirkkaammin osoittaen, että kahden liuoksen tuote on vahvempi elektrolyytti kuin yksittäiset liuokset.

Keskustelu:

Etikkahappo on heikko happo ja ammoniakki on heikko emäs, mikä tarkoittaa, että vain osa molekyyleistä dissosioituu ioneiksi, kun taas osa jää molekyyleiksi. Tämä tekee niistä heikkoja elektrolyyttejä, ja ne tuottavat himmeää valoa, koska ionien pitoisuus liuoksessa on pienempi.

Eetikkahapon dissosiaatio vedessä tapahtuu seuraavasti:

CH3CO2H(aq) + H2O(l) ⇔ CH3CO2-(aq) + H3O+(aq)

Ammoniakin dissosiaatio vedessä on seuraava:

NH3(aq) + H2O(l) ⇔ NH4+(aq) + OH-(aq)

Etikkahapon ja ammoniakin reaktiossa syntyy ammoniumasetaattia, joka on vahva elektrolyytti, koska se dissosioituu helpommin vedessä lisäten ionipitoisuutta:

CH3CO2H(aq) + NH3(aq) → NH4CH3CO2(aq) → NH4CH3CO2(aq)

Turvallisuus:

Varmista, ettet koske johtokykymittarin elektrodeihin, kun se on kytketty. Ammoniakki voi ärsyttää ihoa ja sen höyryt voivat ärsyttää limakalvoja. Etikkahappo voi ärsyttää ihoa ja sen höyryt ärsyttävät silmiä ja hengityselimiä.

Hävittäminen:

Liuos voidaan huuhdella lavuaarista alas vedellä.