В.В. Ерёмин, С.И. Каргов, И.А. Успенская, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин - Основы физической химии. Теория и задачи (1134487), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Ответ. т = 0.08 моль кг'. Пример 11-3. Растворимость А8С! в воде при 25 'С равна 1.33 10' моль кг''. Рассчитайте: а) стандартную энергию Гиббса для реакции А8С1(аа) = А8 (аа) '( С1 (аа)1 б) растворимость А8С1 в 0.01 моль кг водном растворе К!а!О). Решение. а) Константа равновесия для реакции А8С!(аа) А8 (аа) + С! (ая) равна К = а(А8 ) а(СГ) — — уа~ т~. Ионная сила раствора У=т = 1.33 10 моль кг Тогда 18уа=-0.510(1.33 10 ) откупа уа = 0.996. Следовательно К=0.996~(1.33.10 ) =1.75 10 '~.
Отсюда ЛО'= — РЛпК=+55.7 кДж моль '. б) Ионная сила 0.01 моль кг ' раствора К)а!О) ! =т= 0.01 моль кг' . Тогда 18 уа = — 0.510 (0.01)аа, откуда у, = 0.889. т=Ке )'уа=(1.7510 ) э/0.889=1.49.10 ЗАДАЧИ 1 11-1. Водный раствор, содержащий 0.225 моль.кг ' !а!аОН, замерзает при -0.667'С. Определите кажущуюся степень диссоциации !а)аОН в этом растворе, если криоскопическая константа воды равна 1.86. Глава 3. Электрохимия 11-2.
Осмотическое давление крови составляет 0.8! ! МПа. Какова должна быть концентрация раствора )ЧаС!, чтобы он был изотоничен с кровью? Примите степень диссоциации )4аС! равной 0.950. 11-3. Водные растворы сахарозы и К)ЧОз изотоничны при концентрациях !.00 и 0.60мольл соответственно. Найдите кажущуюся степень диссоциации КХОз в растворе. 11-4. Выведите выражения для активностей НаС!, СаС!ь Си801 и !.аС!з через их моляльности и и средние ионные коэффициенты активности у„. !1-5. Средний ионный коэффициент активности 0,1 М водного раствора НС! при 25 'С равен О.?96.
Рассчитайте активность НС! в этом растворе. 11-6. Средний ионный коэффициент активности О. ! М водного раствора Нз5О4 при 25 'С равен 0.265. Рассчитайте активность Н 5Оз в растворе. 11-7. Рассчитайте активность электролита а и среднюю ионную актив- ность а„в 0.2 т растворе А!С!з при 25 'С, если у, = 0.305. 11-8. Рассчитайте ионную силу раствора, содержащего 0.)0 моль кг'' КС! и 0.20 моль кг ' Сц804. 11-9. Рассчитайте ионную силу раствора, содержащего 0.040 моль кг ! Кз~ре(С)Ч)ь|, 0.030 моль кг ' КС! и 0.050 моль кг ' ХаВг. 11-10. Рассчитайте моляльность раствора А!(МОз)ь имеющего ионную силу 0.30 моль.кг ~.
11-11. Раствор НаХОз имеет ионную силу 0.30 моль кг '. Чему равна моляльность раствора А!з(50,)з, имеющего такую же ионную силу? 11-12. Чему равна моляльность раствора УчазРО4, имеющего такую же ионную силу, как 0.36 моль кг ' раствор КС!? 11-13. Рассчитайте массу Са(НОз)ь которую нужно добавить к О.
! 50 моль кг ' раствору К НОь содержащему 500 г воды, чтобы увеличить его ионную силу до 0.250 моль кг -1 11-14. Используя первое приближение теории Дебая — Хюккеля. Рассчитайте коэффициенты активности ионов К, А!' и 50,' в !.0 )О моль л ' растворе КА!(504)з при 25 С. 11-15. Используя первое приближение теории Дебая-Хюккеля, рассчитайте коэффициенты активности ионов Са~, С! и средний ионный коэффициент активности в 0.002 моль л растворе СаС!з при 25 'С.
11-16. Используя первое приближение теории Дебая — Хюккеля, рассчитайте коэффициенты активности ионов Са ', 5О4~ и средний ионный коэффициент активности в 0.00! моль л ' растворе СабО4 при 25 'С. Гл а е а 3. Электрохимия 11-17. Константа диссоциации уксусной кислоты при 25 'С равна !.75 !О моль л . Используя первое приближение теории Дебая— 5 -1 Хюккеля, рассчитайте степень диссоциации кислоты, если ее моляльность равна О. ! 00 моль.кг -1 11-18. Средний ионный коэффициент активности в 0500 моль кг ' водном растворе ЬаС!1 при 25 'С равен 0.303. Какова ошибка в определении этой величины по первому приближению теории Дебая — Хюккеля? 11-19.
Растворимость АйтСгО4 в воде при 25 'С равна 8.00 10 ' моль л а в 0.04 моль.л ' растворе ИаХО5 8.84.10' моль.л . Рассчитайте средний ионный коэффициент активности АйзС1О4 в 0.04 моль л ' растворе Ма)5)Оь 11-20. Растворимость А8С! в воде при 25'С равна !.33 !О моль л Рассчитайте растворимость АВС! в 0.1 моль кг ' водном растворе КС1, в котором у, = 0.770. ~ 12.
Электропроводность растворов электролитов Способность растворов электролитов проводить электрический ток обусловлена ионами, образующимися при диссоциации электролитов. Экспериментальное изучение электропроводности растворов (кондуктоме»1рия) является одним из важных направлений физико-химического анализа и позволяет получать информацию о различных свойствах растворов — определять степени и константы диссоциации электролитов, растворимость труднорастворимых солей и т.п. Применяют также кондуктоиетрическое титровалие, в котором точки эквивалентности определяют по изменению электропроводности раствора.
Электропроводность К раствора — величина, обратная его сопротивлению )1: ! ! Я Я Л р г где р — удельное сопротивление; Я вЂ” площадь электродов; ! — расстояние между электродами; к — удельная электропроводность (величина, обратная удельному сопротивлению). В системе СИ электропроводность имеет размерность сименс (См = Ом ').
Уда5ьиой электролроводностыо к («каппа») раствора называется электропроводность обьема раствора, находящегося между параллельными электродами площадью ! м каждый, расположенными на расстоянии ! м друг от друга. В системе СИ удельная электропроводность измеряется вОм м или См м . Используюттакжеединицы Ом см или См см 1 -! -1 -1 -1 Глава 3. Электрохимия 1аО Из формулы (12.1) следует, что / 1 Е к=,К.— = — —. Я // Я (12.2) Таким образом, для определения к из измеренной величины сопротивления /с раствора необходимо знать площадь электродов и расстояние между ними.
На практике эти величины не измеряют, а определяют так называемую константу ячейки /с= //Я (размерность см ). Кон- -1 станту ячейки определяют из измерения электропроводности растворов с точно известным значением к (обычно используют растворы КС1 определенной концентрации). Зная константу ячейки, удельную электропроводность рассчитывают по формуле к=К /с = —. /с Р (12.3) На кривых зависимости удельной элекгропроводности от концентрации обычно наблюдается максимум.
С увеличением концентрации удельная электропроводность сначала растет, поскольку увеличивается количество ионов в растворе. При дальнейшем увеличении концентрации сильных электролитов межионное взаимодействие возрастает настолько сильно, что приводит к снижению скорости движения ионов и уменьшению удельной электропроводности раствора. В растворах слабых электролитов скорость движения ионов мало зависит от концентрации, однако с увеличением концентрации раствора уменьшается степень диссоциации, что также приводит к уменьшению удельной электропроводности (рис. ! 2.
1). Моллрнал электропрооодлость ). («лямбда») связана с удельной электропроводностью соотношением 80 60 О / 40 20 0 0 5 !О !5 с,моль л ' Заоисивость удельной электропроводносви от концентрации длл некоторьп электролитов Рис. 12.1 к /ь= — =к !', с (12ей) где с — молярная концентрация (молярность) раствора, К = 1/с — разведение (или разбавление) раствора. 2 В системе СИ молярную электропроводность измеряют в См м моль . Глава 3. Электрохимия згв я 0 0 200 400 600 ) Зо .4/с, о где Х и Х вЂ” эквивалентная электропроводность раствора при концентрации с и при бесконечном разведении, А — константа (при данной температуре) для данного электролита и растворителя.
Используют также понятие эквивалентной электроправадпости Х, которая получается, если в формуле (12.4) вместо малярной использовать эквивалентную концентрацию (нормальность). Эквивалентную электропроводность обычно измеряют в Ом см г-экв; используют г также единицы См.м.г-экв и Смсмг.г-экв . Малярная электропроводность равна произведению эквивалентной электропроводности на число эквивалентов в одном моле вещества. Эквивалентной электропроводностью называется электропровод- ность объема раствора, содержащего 1 г-экв растворенного электролита и находящегося между параллельными электродами, расположенными на расстоянии ! м друг от друга. Таким образом, между электродами при любой концентрации раствора находится 1 г-экв растворенного электролита, поэтому изменение эквивалентной электропроводности при изменении концентрации раствора обусловлено изменением степени диссоциации (для слабых электролитов) нли межионными взаимодействиями (для сильных электролитов).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
