Электропроводность водных растворов муравьиной и

уксусной кислот

Щербаков В.В. (shcherb@muctr.edu.ru ), Барботина Н.Н. Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева

В интервале температур 15 - 90оС с использованием моста переменного тока Р-5083 измерена удельная электропроводность (ЭП) водных растворов муравьиной и уксусной кислот. Концентрация муравьиной кислоты изменялась в интервале 0,1 - 22,4, а уксусной -0,1 - 17,5 моль/л. При определении ЭП проводился учет частотной зависимости измеренного сопротивления растворов. При этом искомое сопротивление определялось экстраполяции измеренного сопротивления R к бесконечной частоте F в координатах R-1/F [1]. Калибровка используемой для проведения измерений ЭП контактной кондуктометрической ячейки проводилась по водным растворам хлорида калия [2]. Значения удельной ЭП водных растворов КС1 взяты из работы [3]. Погрешность определения удельной электропроводности не превышала 0,5 %.

При повышении концентрации удельная ЭП водных растворов муравьиной и уксусной кислот проходит через максимум, причем положение максимума по оси концентраций практически не зависит от температуры, что согласуется с литературными данными [4]. При данной температуре максимальная удельная ЭП раствора asmax является, по нашему мнению, характеристическим параметром раствора. Эта величина была использована в качестве определяющего параметра для обобщения полученных зависимостей a - С. Для всех концентраций и температур в работе были рассчитаны значения приведенной ЭП a/amax водных растворов муравьиной и уксусной кислот. Полученные зависимости приведенной ЭП от концентрации электролитов представлены на рис. 1 и рис. 2. Как следует из этих данных, в интервале температур 15 - 90оС и в диапазоне концентраций 0,1 - 22,4 моль/л все экспериментальные точки ложатся на единую кривую для водных растворов муравьиной кислоты, рис.1. В случае уксусной кислоты единая зависимость приведенной ЭП от концентрации имеет место диапазоне температур 15 - 90оС и в интервале концентраций 0,1 - 17,46 моль/л, рис. 2.

Приведенные на рис. 1 и рис. 2 зависимости были обработаны методом наименьших квадратов с целью получения аналитических уравнений, описывающих зависимость приведенной ЭП от концентрации электролита. В результате уравнение, описывающее зависимость приведенной ЭП водных растворов муравьиной кислоты от концентрации, имеет следующий вид:

/ (НаЗОН) = 0,1598 + 0,3709C - 5,971-10-2С2 + 4,464-10-3С3 -

- 1,705-10-4С4 +2,565-10-6С5 . (1)

В случае водных растворов уксусной кислоты в интервале концентраций 1 - 15 моль/л получено уравнение

ae/aemax(СНзСООН) = 0,4719 + 0,4500 C - 0,1202 С2 + 1,258-10-2С3 -

- 6,529-10-4С4 +1,375-10-5С5 . (2) Для практического использования полученных зависимостей, в частности, для

теоретического расчета удельной ЭП водных растворов муравьиной и уксусной кислот потребовалось установление аналитической зависимости amax от температуры. С этой целью для водных растворов муравьиной и уксусной кислот методом наименьших квадратов нами были обработаны зависимости amax = f(T) и получены следующие уравнения:

(НСООН^ -66,567 + 0,3009Т -1,517-10-9 Т4 , (3)

amax(СНзСООН)= -6,253 + 1,344-10-4Т2 - 4,950-10-10 Т4 . (4)

В уравнениях (3) и (4) Т - абсолютная температура.

В таблице сопоставлены измеренные и рассчитанные с использованием уравнений (1) - (4) величины удельной ЭП водных растворов муравьиной и уксусной кислот в исследованном интервале концентраций и в диапазоне температур 15 - 90оС.

Из представленных в таблице данных следует, что расхождение между измеренными и рассчитанными с использованием уравнений (1 - 4) величинами удельной ЭП водных растворов муравьиной и уксусной кислот не превышает 3%. Таким образом, с ошибкой, не превышающей 3%, уравнения (1 - 4) могут быть использованы для расчета удельной ЭП концентрированных водных растворов НСООН и СН3СООН в интервале температур 15 - 90оС.

Таблица 3

Измеренные аз(эксп.) и рассчитанные эз(расчет) величины удельной ЭП водных растворов муравьиной и уксусной кислот

Литература

1. Щербаков В.В. Ермаков В.И. Электронный журнал Исследовано в России , http: zhurnal.ape.relarn.ru/articles/1999/036.pdf .

2. Барботина Н.Н., Кириллов А.Д. В сб. Успехи в химии и химической технологии . М. РХТУ им. Д.И. Менделеева. 2002. Том 16, вып.4, с.26-27.

3. Y.C. Wu, W.F. Koch, K.W. Pratt. J. Res. Natl. Inst. Stand. Technol., 1991, v.96, p.191.

4. Харькин В.С., Лященко А.К. Журнал физической химии. 1992,. т.66, № 8, с.2250-2255.