И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии (1134495), страница 52
Текст из файла (страница 52)
Удельную электрическую проводимость вычисляем по уравнению (ХЧ111.2): ! =1,41 10 а Ом-'см-т=0,14! Ом-т м-'. 709, 22 Эквивалентная электрическая проводимость, согласно (ХЧ111.3), выражается уравнением О,!4!.!О а Л = =0,014! Ом-'г-экв-' ма. 0,01 2. Вычислите эквивалентную электрическую проводимость уксусной кислоты, при бесконечном разведении, при 298, К, если электрические проводимости НС1, )ч)аСООСН „ ЫаС! равны 0,0426; 0,0091; 0,0!26 Ом-' г-экв 'м' соответственно.
Р е ш е н н е. Составляем систему уравнений согласно (ХЧ111.4): Ло, нс)=Ло, н++Ло. с~- = О 0426 (!) Ло, снесооме ="о. ма++Ло, сн,схю- = ОчОО (2) о, мас! =Ло, и + +Ло, ш- = 0,0126. (3) Согласно (ХЧ1Н.4) складываем уравнения (1) и (2), вычитаем из них уравнение (3) и получаем Л о, с! +"о, н,с ома Ло,м с!=Л~++Лсн,соо- = =Ла, сн,соон = 0,0426+0,009! — 0,0!26=0,039! Ом-'г.экв-'и'. 3. Для бесконечно разбавленного раствора )х)НаС! при 298,2 К число переноса катиона 1+ — — 0,491. Вычислите электролитическую иодвижность и абсолютную скорость аниона С1; Ло, ми,с! = = 0,0160 Ом"'г-экв 'м'.
Р е ш е н и е. Согласно уравнению (ХЧ111.7) Л =Ли (! — (е) =0,0!5 (! — 0,49!) =0,00763 Ом-'.-экв-а*ма. Абсолютную скорость о' рассчитываем по уравнению (ХЧП1.5): 0,00763 ов ' ' 7 9!.10-в мз7(с В). 9,65 102 4. При электролизе раствора Ад[л[02 на катоде выделилось 0,583! г серебра, убыль Ад[л[02 в катодном пространстве составила 2,85 !О ' моль. Определите числа переноса ! и !+ для А85[02. Р е ш е н и е, Убыль серебра в катодном пространстве Ас„и общая убыль А6МОз в растворе АС, соответствующая количеству серебра, выделившегося иа катоде, должны быть выражены в одних и тех же единицах. Находим число молей серебра, выделившегося на катоде: т 0,5831 а с=за = — — = — ' =5,4 10 з моль. М !07,9 Подставляем в уравнение (ХЧП[.7а) и получаеь! 2 85.10-з =-0,528; !з =! — ! =0,472.
5,4.10 з 5. Для О,! М раствора Сг (80,)з вычислите среднюю ионную моляльность, активность, общую активность электролита и активности ионов $042 и Сгз+ при 298 К. Р е ш е и и е, Среднюю ионную моляльность вычислим по уравнению (ХЛП, !6): т.л (2' Зз)Ы 0,1=0,255. Среднюю ионную активность вычисляем по уравнению (ХЛП. !8): т.л =0,0458 [М), а.л =0,255.0,0458= 0,0177, Общую активность электролита а вычисляем по уравнению (ХЛП.
!9): а=-(0,0177)в — 2 17.10лв ИОННЫЕ МОЛЯЛЬНОСтн Лзе,з+ И Лз *- РаССЧИтаЕМ ПО УРаВНЕНИЯМ (ХЛ7П).2!): зз —— 0,1 3=0,3; тзОз — — 0,1 2=0,2; активности аниона и катиона определяем по уравнениям (ХЛП.20): а з - =0 3'0 0458 =-0 0137 а в- =-0 2 0 0458=0 0092- 6. Определите ионную силу / раствора, содержащего 0,001 моль Н28Ов и 0,002 моль М6$04 на ! 000 г воды при 298 К. Р е ш е н и е. Согласно уравнению (ХЛП.23) 7= /з (пл л 2.>+т з 22 +т з+ зл+т з 2 ) И 50в Ма 502 Моляльности ионов определяем по уравнениям (ХЛП.21). Тогда ионная сила будет 7 = л! (2.0,001.12+0,001.22+0,002 22+0,002.2 ) =0,011.
7. Вычислите средние ионные коэффициенты активности у„для 0,0! и 0,000! М растворов [л[аС[, сравните полученные велиины с опытными )М.1. Р е ш е н и е. Вычисляем средние ионные коэффициенты активности по уравнению (ХЛП.24): 187 л = — 0,509 )/ 0,01 = — 0,0509; та = 0,888; 16 7-л = — 0,509 )сс0001 = — О, 016; та =- 0,963. 0,01 0,001 0,888 0,963 0,903 0,965 т тьрзвп тьоп аз1,6 10 в 1,75 10 з= (1 — а) Составляем квадратное уравнение 1 бал+О,175сз — 0,175=0, решив которое, получаем а = 0,28, Концентрацию иона водорода находим по уравнению (ХНП[.
!О): [Н4! = с а=1,6 !О-з 0,28= 4,48 Ю з, откуда РН = — 18 4,48.10 2=4,34. Полученные данные показывают, что предельное уравнение (ХЧП).22) дает надежные результаты лишь при 7 ( !О '. 8. Вычислите степень диссоциации воды при 298 К, используя удельную электрическую проводимость воды, плотность и подвижности ионов. Р е ш е н и е.
Удельную электрическую проводимость воды и эквивалентные электрические проводимости ионов Н+ и ОН- при бесконечном разведении находим в справочнике [М.): Х=6,33 !О-з Оллс Мсм-'! Л =394,8 Ом 'моль -'см'! Л =198 Ом 'моль-'.смз. н+ ' ' ' ' ' он- Концентрацию воды определяем по плотности [М.): а ЮОО 0,997 с = = — =55,39 моль1л. М 18 Степень диссоциации воды определяем по уравнению Х 6 33,10-з ив Л 2,09.10-з ( + + -) 55, 39 10-2 ( 349, 8 -[- !98 3) 9. Вычислите степень диссоциации и рН 1,6 10-'МСН,СООН при 298 К. Константа диссоциации СН,СООН К, = 1,75 1О '. Р е ш е н и е. Степень диссоциации СН,СООН рассчитаем по уравнению (ХУП1.
11): р««зын р««оз моль/1000 à — «а т+, О, 005 0,05 О, 639 0,34 2,19 1,'!О 2,1 1,2 0,015 0,905 О,! 20, 04 1О. Константа диссоциации гидроксида аммония при 298 К равна 1,77 ]О-з. Вычислите концентрацию ионов ОН-, Н+ и РН О,! М [з]Н ОН. Р е ш е н и е. Концентрацию ионов ОН рассчитаем по уравнению (ХЪ'П!.9). Принимаем, что концентрация 5]Н«ОН практически равна исходной (при К, ( !О '). Тогда 10Н 1=1НН,+1= =«6, «Г«1 1 О- .00 =- З 5600 Концентрацию ионов водорода определяем из ионного произведения воды: ззы= а Г а = 1,008 10-14 [М! н' он- Принимаем, что активности ионов Н+ и ОН- равны их концентрациям: 1,008 1О-'в а + — — с = ' =0,76 10 1' моль/л, Н+ ««+ !,ЗЗ 10 з Вычисляем РН: р11 = — 18 с, = — 18 7 6 !О 'в= 11 12.
н' !1. Вычислите концентрацию ионов ОН- в О,! М растворе [«]НЛОН, содержащем [ моль/л [з]НЛС]. Покажите, как изменится РН раствора НН«ОН при добавлении к нему 5[НЛС!. Соль 5]НЛС! полностью диссоциирует. Р е ш е н и е. Вычисляем концентрацию ионов ОН по уравнению (Х ь/]П.9). Принимаем, что концентрация 5]Н«ОН практически равна исходной 15]НООН[ = 0,1 моль/л и концентрация иона 5]Н«' равна концентрации НН«С], так как амн,ш = 1. Отсюда [5]НО] = — - 1 моль/л. Константу диссоциации ОН«ОЙ найдем из [М.[.
Подставляем числовые значения в уравнение (ХЧП[.9): 1,7?!О 5=; [ОН 1=1,77 1О '. [ОН ]! О,! В результате добавления [ь[Н«С! концентрация ионов ОН уменьшилась и, следовательно, значение РН раствора также уменьшилось. 12. Для 0,005 и 0,08 М водных растворов серной кислоты при 298 К определены значения РН 2,10 и 1,2 соответственно. Вычислите водородный показатель этого раствора, используя данные о средних ионных и ионных коэффициентах активности. Сравните расчетные величины и опытными и сделайте выводы. Р е ш е н и е. Для вь«чис«]ения рН необходимо определить активность иона водорода. Вычисляем ионную силу раствора по уравнению (ХН]П.23): / =- з/з (2 0,003 !'+ 0,005 2') = 0,0]5.
Находим уз в справочнике [М.]. Вычисляем активности аа и аи+ по уравнениям (Х«/П!.!8) и (Хз«П!.20). Исходные данные и результаты расчета сводим в таблицу: Сопоставление вычисленных значений РН с опытными показывает, что расчет дает лишь приближенные величины. Лучшее совпадение вычисленной и опытной величин наблюдается для более разбавленного раствора. !3. Вычислите произведение растворимости Са (ОН), при 298 К. Растворимость гидрооксида кальция 0,185 г/]00 г воды. Р е ш е н и е. Активности ионов вычисляем по уравнению (Х «/П[.20). Моляльность насыщенного раствора 0,155 1О 1,55 л« = = — =0,0209 моль/1000 г.
М 74,1 Средние ионные коэффициенты активности вычисляем по уравнению (ХЛ!1.22). Для этого по уравнению (ХЛ11.23) находим ионную силу раствора: / = «/з (0,0209 25 + 2 0,0209 !) =- 6,27 10 з. Подставляем полученную величину в уравнение (ХЧП[.22): МЗ вЂ” 0.509 З 1 6,69 60 — Ю,ЗМ З =0,566.
Вычисляем произведение растворимости: ПР=Л« з+ т~ «2зм тл)з 4глзтз 4(0 0209)зо 516з — 6 28.10-в (моль/л)з 14. Вычислите растворимость СцС[ при 298 К в чистой воде и в 0,025 М растворе МдВО«. Используйте данные о произведении растворимости СцС1. Р е ш е н и е. Растворимость СцС[ в воде вычисляем, допустив, что концентрация электролита очень мала, так как СцС[ полнос«ью диссоциирована и коэффициенты активности ионов равны единице. Отсюда [СМСЦ = [Со+] = ]66 ПР=3,2 !О з (моль/л)з 1М.], 10 091=1 =.5.65 0 1 При расчете растворимости СпС[ в растворе М830в нельзя принимать коэффициенты активности равными единице, так как ]МПВО«] = = 0,025. Тогда [СМС
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
