[scheikunde] conductometrie

Ellis

Hoi ik moet voor mijn roulerend practicum de volgende vraag beantwoorden:

3. Leg uit waarom je bij elektrolyse van zoutzuur, dat je titreert met natronloog, geen conclusie kunt verbinden aan de stroomsterkte als maat voor de geleidbaarheid.

Ik heb eerst geprobeerd om de reactievergelijkingen van de elektrolyse op te stellen. Ik dacht dat een elektrolyse een gedwongen redoxreactie is en dat aan de negatieve elektrode de sterste oxidator elektronen opneemt en bij de positieve elektrode de sterkste reductor elektronen afstaat.

Elektrolyse van natronloog:

- elektrode 4 OH- à O2 (g) + 2 H2O (l) + 4 e-

+ elektrodeNa+ + e- à Na (s)

Elektrolyse van zoutzuur:

- elektrode: 2H+(aq) + 2e-  2H2(g)

+ elektrode: 2 Cl-(aq)  Cl2(g) + 2e-

Na het maken kwam ik tot de volgende conclusie:

Bij de elektrolyse van natronloog blijven de reactieproducten achter in de oplossing en kan de omgekeerde reactie weer plaatsvinden waarbij weer ionen worden gevormd. Bij de elektrolyse van zoutzuur ontstaat echter 2H2(g), dit gas komt vrij en hierdoor kan de omgekeerde reactie niet plaatsvinden. Het gevolg hiervan is dat de hoeveelheid ionen in oplossing steeds minder wordt, daardoor daalt de geleidbaarheid ook. Je kunt dus geen conclusie verbinden aan de stroomsterkte als maat voor de geleidbaarheid omdat de elekrolyse zelf een verandering van de geleidbaarheid met zich meebrengt.

Nu is mijn vraag of ik de reacties goed heb opgesteld, hier ben ik niet helemaal zeker van, als dat zo is klopt mijn conclusie ook niet vrees ik.

alvast bedankt, groetjes ellis

hzeil

De vraag die Ellis moet beantwoorden is voor mij onbegrijpelijk. Wordt er tijdens een electrolyse getitreerd en een geleidingsvermogen bepaald? Ik kan mij voorstellen dat een praktikant zo wordt meegesleept in de verwarring.

Ik hoop dat de praktikumbegeleider van Ellis zelf op dit forum wil aangeven hoe zijn vraag beantwoord zou moeten worden. Gaat het om de electrolyse van een oplossing van NaOH of van HCl? En waarvan moet de geleidbaarheid bepaald worden?

Ellis

Het principe van de proef is dat de verandering van de geleidbaarheid bij het toevoegen van zwavelzuur aan natronloog gemeten.

De proefbeschrijving is de volgende:

Pipetteer 25 mL natronloog in een bekerglas en vul het aan met gedestilleerd water. Stel de elektrolysestroom op ongeveer 40 mA in. Uit de buret worden nu telkens porties van ongeveer 5 mL toegevoegd. Na iedere toevoeging even wachten. Dan de buret en de mA-meter nauwkeurig aflezen.

En de bijbehorende vraag dan weer: Waarom kun je bij de elektrolyse van zoutzuur , dat je titreert met natronloog, geen conclusie verbinden aan de stroomsterkte als maat voor de geleidbaarheid.

rwwh

In elk geval wordt aan de + pool geen natrium metaal gevormd.

hzeil

Het is dus een gewone konduktometrische titratie met als enige reaktie tijdens het titreren:

OH^- + H⁺ -----) H₂O

Door het verdwijnen van de hydroxylionen neemt het geleidingsvermogen af tijdens het titreren van de base met het zuur. Tot het equivalentiepunt gepasseerd wordt. Daarna neemt bij verder toevoegen het geleidingsvermogen weer toe.

Dat is alles. De beschouwingen over waterelectrolyse horen er helemaal niet bij.

Maar ik denk dat Ellis niet de beschikking krijgt over een geleidbaarheidscel en een geleidbaarheidsmeter. Er moet dus geimproviseerd worden met een extra circuit om veranderingen in het geleidingsvermogen te detekteren. Dat moet eigenlijk met een klein wisselstroompje en niet met een gelijkstroom die ook nog een waterelectrolyse veroorzaakt.

Ellis

Ja oke, ik begrijp dat OH- en H+ zorgen voor een hoge geleidbaarheid en wanneer die reageren tot water dat de geleidbaarheid afneemt, maar waarom is het dan zo dat je bij de elektrolyse geen conclusie kunt verbinden aan de stroomsterkte als maat voor de geleidbaarheid?

Fuzzwood

Nou, en ik verwacht straf te krijgen van hzeil als ik dit zeg, maar ik gok dat het aantal ionen in de oplossing gelijk blijft.

rwwh

Nou, en ik verwacht straf te krijgen van hzeil als ik dit zeg, maar ik gok dat het aantal ionen in de oplossing gelijk blijft.

Dat wel, maar de mobiliteit van de "gewone" ionen is wel een stuk lager dan die van H⁺ en OH^-. Misschien is dit wel te ver gezocht voor deze vraag.

Ellis

Ik heb nog eens overlegd met mijn 2 klasgenoten en zij waren tot het volgende antwoord gekomen:

3. Bij de titratie gebruik je twee verschillende stoffen, namelijk natronloog en zwavelzuur. Voor de geleidbaarheid van een stof te bepalen, kun je de stroomsterkte gebruiken. Aangezien we de stroom hebben gemeten bij een oplossing van twee verschillende stoffen, bepaal je dan de geleidbaarheid van deze twee stoffen samen, en niet de geleidbaarheid van een stof apart.

Er zijn twee stoffen aanwezig die beide een bepaalde geleidbaarheid "met zich meebrengen". Deze twee zorgen als het ware voor de geleidbaarheid na de titratie.

Ik kan niet zeggen dat ik hier nou veel wijzer uit wordt...

Waarom kan het dan niet toch zijn dat je geen conclusie kunt verbinden aan de stroomsterkte als maat voor de geleidbaarheid omdat de elektrolyse zelf al een verandering van de geleidbaarheid met zich meebrengt?

hzeil

Natuurlijk heeft FsWd gelijk als hij stelt dat bij waterelectrolyse alleen water ontleedt en dus het aantal ionen niet afneemt.

Maar dat betekent niet dat een electrolysestroom zomaar een maat voor het electrisch geleidingsvermogen is. Dat kun je pas beoordelen als je het gehele electrische circuit kent. Inclusief de aard van de stroombron en de grootte van de voorschakelweerstand. Als deze laatste groot is (vergeleken met de celweerstand) zal de voorschakelweerstand in belangrijke mate de stroomsterkte bepalen en zal de stroom weinig of niet reageren op veranderingen in de electrolietweerstand.

Daar komt nog bij dat voor een complete electrolysecel de wet van Ohm niet geldt. De beide polarisatieweerstanden aan de electroden vormen een niet-lineair deel van totale weerstand. In een goed geleidende electroliet kunnen deze beide niet-lineaire componenten een groot deel van de effectieve celweerstand vormen.

Om deze beide niet-lineaire polarisatieweerstanden te elimineren wordt er dus wisselstroom gebruikt bij het meten van electrolietweerstanden. Dat gaat met een conductometrische cel en een daarbij aangepaste geleidbaarheidsmeter.

Mogelijk krijg ik nu straf van FsWd als ik stel dat een praktikante die misschien voor het eerst een conductometrische titratie gaat uitvoeren niet direkt met deze moeilijke electrotechnische problemen moet worden belast. Zijn een titratiecurve en de reaktievergelijking OH^- + H⁺---)- H₂O niet voldoende voor de eerste keer?

Ellis

Dat zijn inderdaad moeilijke electrotechnische problemen en ik denk niet dat dat de bedoeling is. Er staat in mijn inleiding hetvolgende;

De geleidbaarheid van een oplossing kan gemeten worden met een zogenaamde conductometer. Bij deze proef maken we echter gebruik van een mA-meter en meten we de stroomsterkte tijderns elektrolyse van een oplossing. Mits de spanning en de afstand tussen de elektrode ocnstant wordt gehouden is de geleidbaarheid rechtevenredig met deze stroomsterkte. De stoffen zijn zo gekozen dat de elektrolyse zelf geen verandering van de geleidbaarheid met zich meebrengt.

Ik denk dat ik het bij deze theorie moet houden en niet moeilijker moet maken dan dat eigenlijk de bedoeling is..

ArcherBarry

Ellis schreef: Dat zijn inderdaad moeilijke electrotechnische problemen en ik denk niet dat dat de bedoeling is. Er staat in mijn inleiding hetvolgende;

De geleidbaarheid van een oplossing kan gemeten worden met een zogenaamde conductometer. Bij deze proef maken we echter gebruik van een mA-meter en meten we de stroomsterkte tijderns elektrolyse van een oplossing. Mits de spanning en de afstand tussen de elektrode ocnstant wordt gehouden is de geleidbaarheid rechtevenredig met deze stroomsterkte. De stoffen zijn zo gekozen dat de elektrolyse zelf geen verandering van de geleidbaarheid met zich meebrengt.

Ik denk dat ik het bij deze theorie moet houden en niet moeilijker moet maken dan dat eigenlijk de bedoeling is..

Een mA meter bestaat meen ik niet

Een electrische stroom wordt gemeten in Ampaire of mili Ampaire m.b.v. een (geef het beestje de naam van fabrikant en type nummer)

bovendien zal ik er van maken dat de Omstandigheden zoveel mogelijk constant worden gehouden om zo min mogelijk variabelen te verkrijgen bij de electrolyses.

svp eerst de spellingsfouten er uit filteren.

Ellis

Ik ben ondertussen verder gegaan met het beantwoorden van vragen en toen kwam ik deze vraag tegen:

Bereken hoeveel mmol HCL verdwijnt door 5.0 min en 30 sec bijeen stroomsterkte van 40 mA te elektrolyseren.

Nou dat is wel gelukt om op te lossen, maar toen dacht ik ook het antwoord op mijn gestelde vraag te weten.

Kan het niet zo zijn dat doordat er HCL verdwijnt, het aantal ionen in de oplossing minder wordt en dus ook de geleidbaarheid vermindert.

Kun je dan dus stellen dat je bij de elektrolyse van zoutzuur, dat je titreert met natronloog, geen conclusie kunt verbinden aan de stroomsterkte als maat voor de geleidbaarheid, omdat de elektrolyse zelf een verandering van de geleidbaarheid meebrengt.

DaRick1993_CF

Ik zit nu met precies hetzelfde probleem en kan maar geen antwoord op de vraag vinden.

Waarom kan je een titratie met zwavelzuur en natronloog wel de stroomsterkte meten voor de maat van de geleidbaarheid (dus de elektrolyse) en niet voor een titratie van zoutzuur en natronloog er toegevoegd (ook elektrolyse)

Wetenschapsforum

Laatste berichten

Nieuwsberichten

[scheikunde] conductometrie

[scheikunde] conductometrie

Re: [scheikunde] conductometrie

Re: [scheikunde] conductometrie

Re: [scheikunde] conductometrie

Re: [scheikunde] conductometrie

Re: [scheikunde] conductometrie

Re: [scheikunde] conductometrie

Re: [scheikunde] conductometrie

Re: [scheikunde] conductometrie

Re: [scheikunde] conductometrie

Re: [scheikunde] conductometrie

Re: [scheikunde] conductometrie

Re: [scheikunde] conductometrie

Re: [scheikunde] conductometrie