И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии (1134495), страница 51
Текст из файла (страница 51)
Рсо РН,О Кр —— РСО, РН Рсн, Рй,о Кр —— Рсо,«й, )СО)е )О,) К = !Со )е 70 — П;~ 6. На основании справочных данных ~ ' ~ и Агтв (М.) определите константу равновесия Кр реакции при температуре Т, К. Продолжение табл Юе варианта и \ к к Й Ревкцн» Реакция — 3,748 2,3 — 1,291 — 3,29 — 1,483 — 2,344 7,006 — 2,810 — 6,452 1,75 0 — 6,23 1,75 3,113 2,961 7,54 5,42 — 9,9194 Гт 18 19 20 21 22 23 24 25 5 020 — 2 203 7 674 — 29 500 11 088 — 6 365 — 1 485 1 522 9 590 0 — 0,0000516 0,000906 — 0,001215 — 0,0028524 — 0,000766 — 0,00425 — 0,00229 0,002285 14 Н,+ Узза= Нзз 500 1000 16 С(гн)+2Нз=СНе 1500 17 СзНз+ На=С Нв 500 18 СзНе+ Нз = СзНв 800 СвНв С4Нв Нз 1500 20 СвНа+Н =С,Н, 1000 21 СвНв+ 3Йз = СвЙ 500 22 СО+2Н,=СН ОН 800 23 НС НО -1- Нз = СНзОН 500 24 СНС1 + С!з СС1 +НС1 1000 25 Снес!+20(з=сЙС1в+2НС1 800 5.
Для данной реакции, используя справочные данные 1М.), определите: 1) стандартное сродство при температуре Т, К; 2) равновесный выход вещества 1) при общем давлении 1,0133 1Ов Па и Т, К, если газообразные вещества А и В введены в реакционный сосуд в стехиометрических количествах; 3) изменение энергии Гиббса для начального момента реакции, если исходные парциальные давления газов в реакционной смеси равны РА, Рв, Рс, Ро и реакция протекает идеально обратимо при температуре Т, К. 7. Применяя принцип Ле Шателье и уравнения (ХЧП.З) и (ХЧП,ЗО), определите, как будет меняться равновесный выход конечных продуктов реакции при: а) повышении температуры; б) понижении температуры; в) повышении давления; г) понижении давления; д) добавлении инертного газа.
нй ик р зо-', па Реакция т. к А в о о, С1 Оз о, н н о Оз б 1 3 3 4 15 20 1 1 № ва- рианта № ав- ряанта 1,5 2 Реакция Реакция х,+зн,=зхн, с+'о,='со, 2СО =2СО+О С+ 2Нз = СНв 4Нв+230з=4Нзо(ж)+Б (т) 2С+2Н =СзНв СОС1з=СО+С! 2Н1=Н,+1, 2СО+ 0 = 2СОз 2Н 0(ж) = 2Н +Оз СО+ О = СОС! Х,О,=ЗХО, 2ХОз = 2ХО-1- Ов 25 0 в + 0 = 230з СзН, + Нзо = С,ЙвОН(ж) сн =сн+н 2Нв+ СО= СН,ОН(ж) Сзнвон(ж) =- Сане + Нзо(г) 4НС1+ Оз = 2Нзо(г) -, '2С!з 2СО+ 2Нз = СН, -)-СО 2ХО+Оз=2ХО С,Н + Н',=С,Н,' 2ЙвЬ(г) +2С1з = 4НС)-)-Оз ХНвС1(т)= ХН +НС) СН СНО(г)+ Н. = С Н ОН 14 15 1б 17 18 19 20 21 22 23 24 25 ХО ХО 2 3 2 оз ХО С1, но С) Нз о но н, но н 1 3 б 2 3 3 6 3 8 2 4 БО со О, СО СвНв 0,8 0,7 8. Вычислите константу равновесия Кр реакции при заданной температуре Т.
Для расчета воспользоваться методом Темкина — Шварцмана (М.). 10 зак. 747 289 288 1 2 3 4 5 б 7 8 9 1О 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 Нз+ 'ввозе..-"Нзо Н,.(- Узоз~Н,О Н -(-С(з ~'2НС1 2ЙС1+Оз- +С!з-(-Нзо 2НС1 + Озе~с1з+ Нзо )БХ,+ (,йз ХН, )тзХ +в7знз инна У,Хв+ НО, ХО Х -(-0 е 2ХО ХО,-'ХС(+ НО, ХО*,~~ХО+!',О', Боя+ Ввозе~зов БОв+ХО ~О +Хо Рс!а+С(з+ РС)з СО+ НзО~СОз+ Н, С 0+ С!~~~сос( ~ СО+2Нз аСН ОН СО+ Нто, ~СОз СН, + Нзо~со-г ЗН, ЗС,Н, С Н +3Н, СзНв -1- Нзе - ене с,н, +н,о~~с,н,он СвНа+ Знз+~внза н н н НС1 НС! Хз Хз Хз Хз Хо ХО, Хвое хо Бо БО Рс)з СО СО СО СО сн, с,н, сн, с,н, сн, но но НС! но но ХН ХО ХО 0 ХОз ХО, БО ХО Рс (в н С ОС! сн,ой СО, н н, сн с н он сн, 7 2 4 4 1 10 20 2 4 6 3 5 2 3 б 3 5 2 4 4 2 2 7 3 6 3 1,5 1,5 1 10 10 — 0,3 1 3 3 1,5 1,2 1,6 0,5 1,6 3 0,7 3 3 1,2 2 1000 700 900 1000 700 600 800 2000 1000, 460 400 340 320 900 700 500 1000 900 570 1000 500 700 780 480 600 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 б 7 8 9 1О 11 12 13 Нз+ Рз = 2НИ Нз+ С1з = 2НС1 Нз+ Вгз = 2НВг Н,(т1,=2Н! Нз+ тзо =Н О Со -~ )зов = Со„ СО+ С!, = С ОС! С(гр)+Бз — Сзз ' Ха+О =2ХО ХО,'~~ХО+ У,Оа Хз+ЗНз=2ХНз Бз+ 20з = 250з Бо,+Нов=зо, 600 800 800 1000 1500 1000 800 1000 500 800 1200 800 1000 Ревкцая Ревкцяя где 1 2 3 4 5 6 7 8 9 !О 1! 12 13 2С Н ОН=СНаСОСН +ЗН +С 0 Сна+2РС!з 2РС!а+СйзС1з+2НС! Сй', (-СО,=СН,СООЙ 2Нз -)-Соз = НСНО+ Нзо СО',+Н,=НСООН СО+Н О=НСООН СО,+ЗН,=СН,ОН+Н,О СзЙ з+ СО = СН»СОСНз С +4РС!о=СС! +4РС!з+4НС! зо,+с(,=зо,с), Со+С!з=сос!з ЯОз+4НР=ЯРа+2Нзо 4 ОО 500 400 500 4 00 4 00 500 400 400 4 00 600 600 900 14 !5 !б !7 18 19 20 21 23 24 25 сн =сн+н сн =сн+н Соя+ 4На — — СНа+ 2Нзо СН +Соз=2СО+2Нз С,й,+ЗН,=С,Н„ 2$0з+Оа = 2$0з СО+ 2Нз = СНзОН Са(ОН)з = Сао+ Н 0 СаСОз = Сао+ СО, ХН,С(=ХН,+НС1 Мб(ОН) =Л(60+ Н 0 3 + 2СО = ЗО + 2СО 800 700 500 700 400 500 600 800 900 500 500 700 ГЛАВА ХЧН! ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ.
РАВНОВЕСИЕ В РАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ Основные уравнения н символы (К., с. 508 — 557; Г., т. 2, 589 — 517) Электрическая проводимость — величина, обратная электрическому сопротивлению ///т!. Электрическая проводимость выражается через удельное сопротивление р: ! ! (хч11!. !) 9., Определите равновесные парциальные давления всех компонентов реакции и исходное давление вещества А, если известна константа равновесия термической диссоциации вещества А при температуре Т, К и общее равновесное давление смеси Р. Реакция протекает в закрытом сосуде при температуре Т, К.
ЬЗ варя- актв Ревкцкя Р!а, Пв В ещеетво г, к Нз0=2Н+О Нао = 2Н+ 0 Нз0=2Н+ О $0 =3+30 $0.-$+30 ЗО,'-З+ЗО РХО=Р+Х+О РХО=Р+Х+О РХО=Р+Х+О ЗОР,=З +О+ 2Р ЗОРз=з +О+2Р ЗОРз=з +О+2Р ЗОРз=з +О+2Р ЗОРз= 8 +О+2Р ЗОРз 3 +0+2 СзНз — 2с~г) + 2Н С Н =2С(г)+2Н з= ( 1Р»=Я(г)+4Р $1Р»=Я(г)-1-4Р ЯР =3!(г)+4Р Взоа = 2В+ 30 Ввоз= 28+30 ВвОз = 2В+ 30 Ввоз= 2В+ 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1О 1! 12 !3 14 15 16 17 18 !9 20 21 22 23 24 25 Нзо но но ЗО, ЗО, РХО РХО РХО ЗОР ЗОРз ЗОР,' ЗОР ЗОР', ЗОР СН сн сн ЯРа ; 3!Ра ! Ра Ввоз В,О, в,о, ВО 2,096. 1030 0,99 ! ° 1О'з 4,271 ° 10'з 0,257 10!а 1,200 1О'а 5,119 10'о 0,720 10'о ! 715 !О'о 8!ц!б 10!~ 1,031 ° 10'з 13 632, 10!з 3,82 10'о 0,418.
!Оаз 4,235 ! 0'з 11,726. !О!о 0 471. 10!ь 3,808- 10'з 25 596, 10!з 2,699 10н 11,281 ° 10то 44,зо1 !Ото 0,542 10н 2,066 10!о 1,486. !Ото 25,830. !Ото 1,0133 2,0266 3,0399 4,0532 5,0665 6,0800 7,0931 8,1064 9,1197 10,133 1,0133 2,0266 3,0399 4,0532 6,0798 7,0931 8,1064 9,1197 !О,!33 1,0133 2,0266 3,0399 4,0532 5,0665 4000 3900 4100 3300 3400 3500 3500 3600 3800 3500 3700 3600 4200 4400 4500 4300 4500 4700 4400 4500 4600 4900 5000 5100 5200 !»+! = 1; л+ л р', л+ ро ! Ро рз ро )ро ! (ХЧН1.7) ло 10» 1 =Х Р (ХЧ111.
2) где / — длина проводника; 5 — сечение проводника; Х вЂ” удельная электрическая проводимость. Эквивалентная электрическая проводимость Л выражается через удельную проводимость: Л=Х ! =Х/с (ХЧ!11.3) где У вЂ” разведение (или разбавление) раствора; с — концентрация, г-экв/л. Разведение — объем, в котором содержится 1 г-экв растворенного электролита. Уравнение Кольрауша (закон независимости движения ионов) л,=. л++л, ( Х Ч! 11. 4) где Л, — эквивалентная электрическая проводимость при бесконечном разведении; Л+, Л вЂ” электрические проводимости (электролитические подвижности) катиона и аниона: Рро Л Рцо. (ХЧ111.5) где оз„п' — абсолютные скорости движения ионов, смз/(с В); Р— постоянная Фарадея. Скорости движения ионов и+, и зависят от потенциала поля: , ро ОН.
р ра 9/! (ХЧ111.6) где тр/1 — напряженность поля. Абсолютные скорости движения ионов различны. Доля количества электричества, переносимого ионами данного знака, равна числу переноса !4 или !: Срекиии еитивиость о ионе оа К о Тип велеитиоети электролите Активность электролита Электролит КС1, Хп50г, Ьасе(СМ)е СлС ! г, !к кг50г 1 — 1, 2 — 2, 3 — 3 2 — 1, ! — 2 пгт «г 4тв «в в т 4 пт«к е т 27пп« 3 — 1, ! — 3 А!С!,, Квпе(С[я)е 27лтг «4 1!08лт « А!г(5Ог)в 108пть «в 4 !п Ке А Окисо дТ Й«т (ХЧ!и. 13) т т а=(аа) =а.„т а (ХН!!!.Ьэ) где а+, а — активности ионов; (ХЧ111.
!3) Ф'= — Л т"го=ВТ!и К», (ХН11!.21) (ХЧ111.22) Число переноса иона выражается через изменение концентрации электролита в катодном Лс„или анодном Лси пространствах: Лси Лси (ХН!11.7а) Ас Ас где Лс — общая убыль концентрации электролита. Уравнение Кольрауша описывает зависимость электрической проводимости от концентрации: !ь=)те — А'~/ с, (ХН! КС8) где А — константа.
При диссоциации бинарного слабого 1 — 1-валентного электролита АВ лм А+ + В константа равновесия будет [А+! [В 1 (ХЧ!11.9) [АВ) Если степень диссоциацни равна а= — = !А+! [В-[ (ХН1!1. 10) с с )ье то константа диссоциации будет К* — — а' с1( ! — а) .
(ХЧ1! 1.11) Для К, ~ 10 ' или а с[; ! можно принять К, = авс. Подстановка в уравнение (ХЛ!1,11) а из уравнения (ХЪ'П[,10) приводит к выражению Хгс Кс = (ХЧ111. !2) Ао (Ао-Х) Зависимость константы диссоциации от температуры описывается урав- нением интегрирование которого приводит к соотношению Кг, А Ндисс е ( К, 2,3)7 [, Т, Т, (ХН! 11.
14) где ЛНд„ес — теплота диссоциации. Работу диссоцнации Ж' определяют по уравнению изотермы Вант-Гоффа где Або — изменение энергии Гиббса при диссоциации. Для сильных электролитов вместо концентрации в термодинамические уравнения следует подставлять активности. Активности электролитов выражают через моляльности и среднеионные коэффициенты активности (табл. 4), Тк блица 4. Соотношение между молнльностыо нч средней нонной молнльностыо лте, актниностмо н и средним ионным кооффицнентом актииностн «о дла равлнннык алектролнтоо Зависимость средней ионной моляльности те от моляльиости электролита выражается уравнением т т т т!7т рте=ел(т,+т у (ХЧ! 1! . 16) где т+, « — число катионов н число анионов; т — общее число ионов; «=и++« . Средний ионный коэффициент активности «а выражается через ионные коэффициенты активности: «+=(«.'«:) ~ ( ХН!11.
17) Средняя ионная активность будет со=та«а. (ХЧ 111. 18) Общая активность электролита со средней ионной активностью связана соотношением а, =«+ те! (ХЧ111.20) Ионные моляльности связаны с моляльностью электролита соотношениями: Предельное уравнение Дебая и Гюккеля зависимости среднеионного коэффициента от ионной силы! раствора имеет вид 18«а= — 0,309сьс ~/ 1 т где 3+, 2 — заряды катиона и аниона; (ХН! П,23) (=Чахни аг,' !87н=- — 0,509 )/ на (ХН! !!.24) Уравнение (ХЧ111.22) применимо при значениях 7 ( 0,00! .
Если ион- ная сила раствора не превосходит 0,1, то коэффициенты активности отдельных ионов одинакового заряда приблизительно одинаковы (см. табл. 6). Таблина 5. Коэффициенты активности ионов Коаффаииеиты аитнвности ионов ирн ионной саяе Ваственов т' Ионы оло о,оо о,ог о,ооо олот 0,80 0,30 0,21 0,85 0,40 0,28 0,89 0,50 0,37 0,92 0,58 0,47 0,95 0,65 0,55 0,98 0,77 0,73 Одноразрядные Двухразрядные Трехразрядяые Активности веществ, растворенных в неводных растворителях (амальгамы, сплавы), рассчитывают по уравнениям: (ХН ! ! ! .
25) а;=«;ты аа= — о (Р,, Р,'. ~ ! атм) Ра (ХН!1!. 26) г где х, — молярная доля (.го вещества; у, — рациональный коэффициент активности; Р, — давление насыщенного 1-го вещества над раствором (расплавом амальгамой); Ро — давление насыщенного пара над чистым г-м веществом, Для реакции гидролиза Ме+ + Н,О =- МеОН + Н+ константа равновесия амвон ан+ Ко = смет он,о или (так как ан,о = сопя() амвон ан+ К' —— аме е = Кн он,о. Иначе можно записать «а (г (! — «) где х — часть распавшихся молекул соли; (1 — х) — часть молекул негидролнзованной соли; )т — объем раствора в литрах. лг, — моляльность 1-го иона в растворе; гг — заряд 1-го иона.
Для 1 — 1-валентного электролита уравнение (ХЧ111.22) будет Для вычисления константы гидролиза соли, образованной сла- бым основанием и сильной кислотой используют соотношение Кы К =— Косн ' где ʄ— ионное произведение воды; К,н — константа диссоциации, образующегося при гидролизе основания. Степень гидролиза, т. е. отношение числа гидролизованных молей соли к общему числу растворенных молей соли, азу число гидролязованных молей !ООИ~. общее число молей ЗАДАЧИ С РЕШ ЕН НЯМ И 1. Для 0,01 н. КС! удельное сопротивление р = 709,220м-' см, Вычислите удельную Х и эквивалентную электрические проводимости. Р е ш е н и е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
