И.А. Семиохин - Сборник задач по химической термодинамике (2006), страница 2
Описание файла
PDF-файл из архива "И.А. Семиохин - Сборник задач по химической термодинамике (2006)", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физическая химия" из 7 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .
Просмотр PDF-файла онлайн
Текст 2 страницы из PDF
Задачи.Задача 1. Вычислить по формулам Борна I и II энергию кристаллическойрешетки LiCl, если известны: а) среднее расстояние между ионамиr0 = 0,257 нм; б) коэффициент Маделунга для кубической решетки типакаменной соли (NaCl) α = 1,748; в) коэффициент изотермической сжимаемостиβ = 3,48·10-11 Па-1; г) показатель в потенциале отталкивания (U = Be-r/ρ):ρ =3,72·10-11 м-1.Полученные результаты сравнить с опытным значением энергии:U0 = 803,33 кДж⋅моль-1.Задача 2. Вычислить по формулам Борна I и II энергию кристаллическойрешетки NaCl, если известны: а) среднее расстояние между ионамиr0 = 0,2849 нм; б) коэффициент Маделунга для кубической решетки типакаменной соли (NaCl) α = 1,748; в) коэффициент изотермической сжимаемостиβ = 4,16·10-11 Па-1; г) показатель в потенциале отталкивания (U = B·e-r/ρ):ρ = 3,30·10-11 м-1.Полученные результаты сравнить с опытным значением энергииU0 = 748,94кДж⋅моль-1.Задача 3.
Вычислить по формулам Борна I и II энергию кристаллическойрешетки KCl, если известны: а) среднее расстояние между ионамиr0 = 0,3149 нм; б) коэффициент Маделунга для кубической решетки типакаменной соли (NaCl) α = 1,748; в) коэффициент изотермической сжимаемостиβ =5,64·10-11 Па-1; г) показатель в потенциале отталкивания (U = B·e-r/ρ):ρ = 3,16·10-11 м-1.Полученные результаты сопоставить с опытным значением энергии:U0 = 681,99 кДж⋅моль-1.Задача 4.
Вычислить по формулам Борна I и II энергию кристаллическойрешетки RbCl, если известны: а) среднее расстояние между ионами10r0 = 0,3286 нм; б) коэффициент Маделунга для решетки типа хлорида цезияα = 1,763; в) коэффициент изотермической сжимаемости β = 7,40·10-11 Па-1;г) показатель в потенциале отталкивания (U = B·e-r/ρ): ρ =3,28·10-11 м-1.Полученные результаты сравнить с опытным значением энергии:U0 = 661,07 кДж⋅моль-1.Задача 5. Вычислить по формулам Борна I и II энергию кристаллическойрешетки СsCl, если известны: а) среднее расстояние между ионамиr0 = 0,3559 нм; б) коэффициент Маделунга для решетки типа хлорида цезияα = 1,763; в) коэффициент изотермической сжимаемости β = 5,90·10-11 Па-1;г) показатель в потенциале отталкивания (U = B·e-r/ρ): ρ = 2,81·10-11 м-1.Полученные результаты сравнить с опытным значением энергии:U0 = 619,23 кДж⋅моль-1.Задача 6.
Вычислить по формулам Борна I и II энергию кристаллическойрешетки CsBr, если известны: а) среднее расстояние между ионамиr0 = 0,3716 нм; б) коэффициент Маделунга для решетки типа хлорида цезияα = 1,763; в) коэффициент изотермической сжимаемости β = 7,00·10-11 Па-1;г) показатель в потенциале отталкивания (U = B·e-r/ρ): ρ = 2,87·10-11 м-1.Полученные результаты сравнить с опытным значением энергии:U0 = 594,13 кДж⋅моль-1.Задача 7. Вычислить по формулам Борна I и II энергию кристаллическойрешетки RbBr, если известны: а) среднее расстояние между ионамиr0 = 0,3434 нм; б) коэффициент Маделунга для решетки типа хлорида натрияα = 1,748; в) коэффициент изотермической сжимаемости β = 7,95·10-11 Па-1;г) показатель в потенциале отталкивания (U = B·e-r/ρ): ρ = 3,47·10-11 м-1.Полученные результаты сравнить с опытным значением энергии:U0 = 631,78 кДж⋅моль-1.Задача 8.
Вычислить по формулам Борна I и II энергию кристаллическойрешетки KBr, если известно, что: а) расстояние между ионами равноr0 = 0,3304 нм; б) коэффициент Маделунга для решетки типа NaCl α = 1,748;11в) коэффициент изотермической сжимаемости β = 6,66·10-11 Па-1; г) показательв потенциале отталкивания (U = B·e-r/ρ): ρ = 3,42·10-11 м-1.Полученные результаты сравнить с опытным значением энергии:U0 = 654,80 кДж⋅моль-1.Задача 9.
Вычислить по формулам Борна I и II энергию кристаллическойрешетки NaBr, если известно, что: а) расстояние между ионами равноr0 = 0,294 нм; б) коэффициент Маделунга для решетки типа NaCl: α = 1,748;в) коэффициент изотермической сжимаемости β = 5,09·10-11 Па; г) показатель впотенциале отталкивания (U = B·e-r/ρ): ρ = 3,56·10-11 м-1.Полученные результаты сравнить с опытным значением энергии:U0 = 715,46 кДж⋅моль-1.Задача 10.
Вычислить по уравнениям Борна и Борна – Бьеррума энергии иэнтальпии гидратации отдельных ионов и электролита LiCl, если известны:а) эффективные радиусы ионов r+ = 0,138 нм и r− = 0,203 нм; б) диэлектрическаяпостоянная воды при 298 К ε = 78,25; в) постоянная Абегга для воды равнаL=-1 ∂ε( ) p = 4,63·10-3 K-1.ε ∂TПолученные данные сопоставить с литературными значениями энергий иэнтальпий гидратации (кДж⋅моль-1): ΔGS,+ = - 506,26; ΔGS,- = -330,22;ΔGS,LiCl = -836,48; ΔHS,+ = -510,44; ΔHS,- = -351,46; ΔHS,LiCl = -861,90.Задача 11. Вычислить по уравнениям Борна и Борна – Бьеррума энергии иэнтальпии гидратации отдельных ионов и электролита NaCl, если известны:а) эффективные радиусы ионов r+ = 0,168 нм и r− = 0,203 нм;б) диэлектрическая постоянная воды при 298 К ε = 78,25, постоянная Абеггадля воды равна L = -1 ∂ε( ) p = 4,63·10-3 К-1.ε ∂TПолученные результаты сопоставить с литературными значениямиэнергий и энтальпий гидратации (в кДж⋅моль-1): ΔGS,+ = - 405,85;ΔGS,− = - 330,22; ∆GS,NaCl = - 736,07; ΔHS,+ = - 422,58; ΔHS,− = - 351,46;∆HS,NaCl = - 774,04.12Задача 12.
Вычислить по уравнениям Борна и Борна – Бьеррума энергии иэнтальпии гидратации отдельных ионов и электролита КСl, если известны:а) эффективные радиусы ионов r+ = 0,203 нм и r− = 0,203·нм;б) диэлектрическая постоянная воды при 298 К ε = 78,25; в) постоянная1 ∂ε( ) p = 4,63·10-3 К-1.ε ∂TПолученные результаты сопоставьте с литературными значениямиАбегга для воды L = -энергий и энтальпий гидратации (в кДж⋅моль-1): ΔGS,+ = - 330,54;ΔGS,− = - 330,22; ∆GS,KCl = - 660,76; ∆HS,+ = - 338,90; ∆HS− = - 351,46;∆HS,KCl = - 690,36.Задача 13.
Вычислить по уравнениям Борна и Борна – Бьеррума энергии иэнтальпии гидратации отдельных ионов и электролита RbCl, если известны:а) эффективные радиусы ионов r+ = 0,219 нм и r- = 0,203 нм; б) диэлектрическаяпостоянная воды при 298 К ε = 78,25; постоянная Абегга для воды равнаL=-1 ∂ε( ) p = 4,63·10-3 K-1.ε ∂TПолученные данные сопоставить с литературными значениями энергий иэнтальпий гидратации (кДж⋅моль-1): ΔGS,+ = - 309,62; ΔGS,- = - 330,22;ΔGS,RbCl = - 639,84; ΔHS,+ = - 313,80; ΔHS,- = - 351,46; ΔHS,RbCl = - 665,26.Задача 14.
Вычислить по уравнениям Борна и Борна – Бьеррума энергии иэнтальпии гидратации отдельных ионов и электролита CsCl, если известны:а) эффективные радиусы ионов r+ = 0,235 нм и r- = 0,203 нм; б) диэлектрическаяпостоянная воды при 298 К ε = 78,25; в) постоянная Абегга для воды равнаL=-1 ∂ε( ) p = 4,63·10-3 К-1.ε ∂TПолученные результаты сопоставить с литературными значениями энергий иэнтальпий гидратации (кДж⋅моль-1): ΔGS,+ = - 276,14; ΔGS,- = - 330,22;ΔGS,CsCl = - 606,36; ΔHS,+ = - 280,32; ΔHS,- = - 351,46; ΔHS,CsCl = - 631,78.Задача 15.
Вычислить по уравнениям Борна и Борна – Бьеррума энергии иэнтальпии гидратации отдельных ионов и электролита CsBr, если известны:13а) эффективные радиусы ионов r+ = 0,235 нм и r- = 0,218 нм; б) диэлектрическаяпостоянная воды при 298 К ε = 78,25; в) постоянная Абегга для воды равнаL=-1 ∂ε( ) p = 4,63·10-3 K-1.ε ∂TПолученные результаты сопоставить с литературными значениями энергий иэнтальпий гидратации (кДж⋅моль-1): ΔGS,+ = - 276,14; ΔGS,- = - 301,25;ΔGS,CsBr = - 577,39; ΔHS,+ = - 280,32; ΔHS,- = - 317,98; ΔНS,CsBr = - 598,30.Задача 16. Вычислить по уравнениям Борна и Борна – Бьеррума энергии иэнтальпии гидратации отдельных ионов и электролита RbBr , если известны:а) эффективные радиусы ионов r+ = 0,221 нм и r- = 0,218 нм; б) диэлектрическаяпостоянная воды при 298 К ε = 78,25; в) постоянная Абегга для водыL=-1 ∂ε-3 -1( ) p = 4,63·10 К .ε ∂TПолученные результаты сопоставить с литературными значениями энергий иэнтальпий гидратации (кДж⋅моль-1): ΔGS,+ = - 309,62; ΔGS,- = - 301,25;ΔGS,RbBr = - 610,87; ΔHS,+ = - 313,80; ΔHS,- = - 317,98; ΔHS,RbBr = - 631,78.Задача 17.
Вычислить по уравнениям Борна и Борна – Бьеррума энергии иэнтальпии гидратации отдельных ионов и электролита KBr, если известны:а) эффективные радиусы ионов r+ = 0,203 нм и r = 0,218 нм; б) диэлектрическаяпостоянная воды при 298 К ε = 78,25; в) постоянная Абегга для воды равнаL=-1 ∂ε( ) p = 4,63·10-3 К-1.ε ∂TПолученные результаты сопоставьте с литературными значениями энергий иэнтальпий гидратации (кДж⋅моль-1): ΔGS,+ = - 330,54; ΔGS,- = - 301,25;ΔGS,KBr = - 631,79; ΔHS,+ = - 338,90; ΔHS,- = - 317,98; ΔHS,KBr = - 656,88.Задача 18. Вычислить по уравнениям Борна и Борна – Бьеррума энергии иэнтальпии гидратации отдельных ионов и электролита NaBr, если известны: а)эффективные радиусы ионов r+ = 0,168 нм и r- = 0,218 нм; б) диэлектрическаяпостоянная воды при 298 К ε = 78,25; в) постоянная Абегга для воды равнаL=-1 ∂ε-3-1( ) p = 4,63·10 K .ε ∂T14Полученные результаты сопоставьте с литературными значениями энергий иэнтальпий гидратации (кДж⋅моль-1): ΔGS,+ = - 405,85; ΔGS,- = - 301,25;ΔGS,NaBr = - 707,10; ΔHS,+ = - 422,58; ΔHS,- = - 317,98; ΔHS,NaBr = - 740,56.Глава II.
Равновесие в растворах электролитов.§1. Средние значения активностей и коэффициентов активности ионов.Рассмотрим равновесие в системе: Мν + Аν − ↔ ν + М z+ + ν − M z− ,например, в системе: Al2(SO4)3 ↔ 2Al3+ + 3SO42-, при соблюдении условияэлектронейтральности раствора (ν+z+ = ν-z-).Средними значениями ионных активностей электролита будут средниеквадратичные значения активностей отдельных ионов, т.е.νа ± = ( а++ ⋅ аν−− )1 /ν ,(1)где ν =ν+ + ν- . Учитывая, что при описании растворов электролитовконцентрацию чаще всего выражают в моляльностях[, получим: а± (m) = γ±·m± ,где γ± и m± - cредние значения коэффициентов активности и моляльностейионов, соответственно.
