МЕТРОЛОГІЧНЕ ВИВЧЕННЯ ВПЛИВУ ТЕМПЕРАТУРИ НА ДИСОЦІАЦІЮ ОЦТОВОЇ КИСЛОТИ

Автор(и)

  • Руслан Павлович Мигущенко Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-3287-9772
  • Максим Миколайович Волобуєв Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0001-9779-1176
  • Ірина Володимирівна Асєєва Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0001-9678-2681
  • Ольга Юріївна Кропачек Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0001-5899-0252
  • Володимир Миколайович Балєв Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Ukraine https://orcid.org/0000-0002-6803-4739

DOI:

https://doi.org/10.20998/2079-0821.2023.02.06

Ключові слова:

оцтова кислота, концентрація, рН-метр, дисоціація, ступінь дисоціації, константа дисоціації, температура, нелінійність, похибка, клас точності

Анотація

Дана стаття присвячена дослідженню реакції дисоціації оцтової кислоти при зміні температури в діапазоні від кімнатної (20 °С) до 75 °С. У ході досліджень було розглянуто методи, виконано класифікацію розглянутих методів та сформульовано методику реалізації експериментів. Вибрана методика відображає експрес-вимірювання водневого показника рН за допомогою портативного рН-метра. Досліди здійснювались в лабораторних умовах – Лінкольн Парк, Чикаго, США. За основу була обрана оцтова кислота концентрації 6 моль/л. Шляхом додавання дистильованої води отримано базову концентрацію 1 моль/л. Для проведення вимірювань було відібрано вузлові температурні точки (чотири точки в діапазоні температур 20 °С – 75 °С); було сформовано п’ять дослідних зразків оцтової кислоти (1 моль/л); проведено аналіз результатів вимірювання у вузлових точках на предмет кучності результатів вимірювання п’ятьох дослідних зразків оцтової кислоти з використанням статистичних моментів першого та другого порядку (математичне очікування та дисперсія); оцінено точнісні характеристики експериментальних даних (інструментальні та методичні похибки). Виведення на вузлові точки зразків дослідження (зразків оцтової кислоти) здійснювались з додатним градієнтом по температурі за допомогою парової бані. Оцінка похибки вимірювань визначалась класом точності приладу і становила 0.1 %. Отримані значення рН, перетворені на кількість катіонів водню, з подальшим визначенням ступеня дисоціації та константи дисоціації. Дані визначення здійснювались із умови забезпечення хімічної рівноваги. Характер поведінки ступеня та константи дисоціації при зміні температури дослідних зразків має явно нелінійний характер. У ході досліджень встановлені основні похибки вимірювань, основним з яких є похибка нелінійності перетворення. Кількісні значення похибок нелінійності визначалися методом вимірювань із багаторазовими спостереженнями з використанням поправного коефіцієнта Стьюдента. У статті наведено висновки за результатами досліджень та подано перспективи температурної корекції рН-метрів для усунення температурної складової похибки роботи рН-метрів.

Біографії авторів

Руслан Павлович Мигущенко, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Доктор технічних наук, професор, проректор з науково-педагогічної роботи

Максим Миколайович Волобуєв, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат хімічних наук, доцент кафедри «Загальна та неорганічна хімія»,

Ірина Володимирівна Асєєва, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат педагогічних наук, доцент кафедри «Загальна та неорганічна хімія»,

Ольга Юріївна Кропачек, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Доктор технічних наук, професор кафедри «Теоретичні основи електротехніки»

Володимир Миколайович Балєв, Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут»

Кандидат технічних наук, доцент, завідуючий кафедрою «Інформаційно-вимірювальні технології та системи»

Посилання

Lastoviak Ya. V. Otstova kyslota. Vlastyvosti, vykorystannia, vyrobnytstvo: Monohr. / Ya. V. Lastoviak, N. S. Karaman, M. S. Polutarenko, Yu. A. Pazderskyi; Nats. un-t «Lviv. Politekhnika». – Lviv: Vyd-vo Nats. un-tu «Lviv. Politekhnika», 2004. – 166 c.

Levshyna E. S. Еlektrycheskye izmerenyia fyzycheskykh velychyn / E. S. Levshyna, P. V. Novytskyi. – L.: Еnerhoatomyzdat, 1983. – 320 s.

Bell J. L. The dissociation quotients of formic acid in sodium chloride solutions to 200°C / J. L. Bell, D. J. Wesolowski, D. A. Palmer // Journal of Solution Chemistry. – 1993, Vol. 22. P. 125 – 136.

Kipp J. E. Computer simulation of the effect of temperature on pH / J. E. Kipp, D. F. Schuck // Journal of pharmaceutical sciences, 84(11), 1995. – P. 1347 – 1352.

https://www.flinnsci.com/flinn-ph-meter/ap8673/.

Metrolohichne zabezpechennia informatsiino-vymiriuvalnykh system: navch. posib. dlia stud. spets. 152 «Metrolohiia ta informatsiino-vymiriuvalna tekhnika» / N. M. Zashchepkina, O. V. Shulha, O. A. Nakonechnyi – Kyiv: KPI im. Ihoria Sikorskoho, 2021. – 176 s.

Housecroft C., Sharpe A. Inorganic Chemistry (5-th ed.). // Pearson Education Limited, 2018. – 1252 p.

Anderson M. E. Interaction of Concentration and Temperature of Acetic Acid Solution on Reduction of Various Species of Microorganisms on Beef Surfaces / M. E. Anderson, R. T. Marshall // Journal of food protection, 52(5), 1989. – P. 312 – 315.

Jankovic M. Liquid-Liquid Equilibrium Constant for Acetic Acid in an Epoxidized Soybean Oil-Acetic Acid-Water System / M. Jankovic, S. Sinadinovic-Fisher, M. Lamshoeft // Journal of the American Oil Chemists’ Society (JAOCS), 87(5), 2010. – P. 591 – 600.

Amador C. Work-in-Progress – Titration Experiment: Virtual Reality Chemistry Lab with Haptic Burette / C. Amador, F. Liu, M. Johnson-Glenberg, R. LiKamWa // 6th International Conference of the Immersive Learning Research Network, 2020. – P. 363-365

Rudenko V. M. Matematychna statystyka. Navch. posib. – K.: Tsentr uchbovoi literatury, 2022. – 304 s.

Khymmelblau D. Prykladnoe nelyneinoe prohrammyrovanye: Per. s anhl. – M.: Mir, 1975. – 534s.

Stashyn V. V. Proektyrovanye tsyfrovykh ustroistv na odnokrystalnykh mykrokontrollerakh / V. V. Stashyn, A. V. Urusov, O. F. Molohontseva. – M.: Enerhoatomizdat, 1990. – 224 s.

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-01-15