И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии (1134495), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Удельное сопротивление растворов вещества А при 298 К: г, Ом ° и, алн вещества А с. моль/л сЪой снасООн А он сан Он 1СН4) р10 4,Омм нн,он Вещество ННО НОЩ НСН № варианта 7,46 102 )О,'8О !Оз 14,50 102 23,5.102 32,7 102 41,50 !02 74,60 102 19,6 27,6 34,8 6! ,*О 87,0 !оз !85 !з! 280 235 402 582 796 (З!О 6,06 8,91 1О,З 18,2 35,8 68,5 З,(О.!Оз 4,'37 !О 5,'84.!Оз (О,1.)Оз 14,'3.!Оз 18,3 102 З),'9.1О2 ЗгС,О, Лес!' Ак!Оа Ва504 т(Вг' РЬ504 0,014! о,'ззз 0,0550 О,'ЗЗО О,ООЗЗ 0,0248 н,с,о, нс! 'ню, Ха,50, КВг 1.1,504 Ха2504 Ха,50,' Ха,50', кв.,'.„ Ха,50, квг' 4.
По данным о моляльности пг и среднем ионном коэффициенте активности т электролита А вычислите среднюю ионную концентрацию т„, среднюю ионную активность ам и активность а. 2. Рассчитайте малярную электрическую проводимость )ь вещества А, используя эквивалентные электрические проводимости )со при бесконечном разведении для следующих веществ при 298 К; д на щ ла, Вещество А т, моль/ 1ООО г л, моль/ !ооо г Вещество А А 1О Ом-1. м'Х Хг-акв — 1 №.1О*, Он-1 ° м*х хг-акв-1 5,.1О4, Ом-гам'х хг.акв-1 Вещества Вещество Вещество ы ть(хо,), !5 Се)(С!04)2 16 КзГе(СХ)4 17 Ей! 18 Сг,(50,), 19 ТЬ(Х02)4 20 Ва(С10 ), 21 А12(504)2 22 каре(СХ)4 23 Ха,НРО, 24 К2ЙЛ50~ 25 Н1504 1 СаС! 2 Са(ХО ), З Ми(," 4 МяВгз 5 5г(С!0,), 1 0,500 2 0,347 3 7,8! 4 12 0,722 41,3 0,128 1,0!2 0,0238 О,!92 2,13 0,014 0,051 0,2!7 0,301 0,559 Ме(СХ5), Мф'з М812 51С12 Т!ХО Т 12504 РЬС12 РЬС20, РЬ(СХ5)2 РЬ504 (лз(504) а М8Вг, Мй(ВгО ) Мбс!2 1,19 1,08 1,30 1,36 1,5! 1,55 6 РЬ50, 12 РЬ(10 ) 18 19 Т!1 Т1! О 3 Л8102 9 ВаС204 15 Аевг02 4 Ва50, 1О Т 1С1 !6 Т!СХС ! ,5СО 7 .
СаС204 13 . М8С,О, № варианта . Вещество А № варианта . Вещество А № варианта . Вещество А 5. Вычислите химический потенциал электролита А в водном растворе при 298 К и концентрации т. моль/ 1ООО г( моль/ 1ООО г1 № ва- рианта № ва- рианта моль/ !ооо г га ва- рианта Электролит А Элекгролне А Элекгролнт А 3. Удельное сопротивление насыщенного раствора труднорастворимой соли А (см. таблицу на с. 311) при 298 К равно р. Удельное сопротивление воды при той же температуре рн,о =- 1 10'Ом м.
Вычислите: 1) растворимость соли А в чистой воде; 2) произведение растворимости вещества А, приняв, что коэффициенты активности ионов т~ = ! (растворы сильно разбавлены)1 3) растворимость вещества А в растворе, содержащем 0,01 моль вещества В; 4) растворимость вещества А в растворе, содержащем 0,0! моль вещества С. Вещества А, В, С полностью диссоциированы. СНзХООС5 Ва(Х02)2 Са(ХО,'), НС) Л12(50 ) А1,(50,'),, С51 л!с), 310 3!1 о,! О.О5 о,оз о,о! О,'005 о,'ооз О',ОО) Л8СХВ Аба504 ВаС12 СаС12 1.аС12 1. (СХ5)2 1.а( Юз)з Ми50', 4,32 5,7 7,5 13,4 20,4 26',8 52,7 1,286 1,419 1,40 1,36 1,46 1,36 1,10 1,33 927 )ЗОО 1810 а!20 4560 5560 10000 2 Аас) 8 Сар, !4 Лквг 1,46 1,43 1,36 1,10 1,50 1,31 1,08 1,29 5 т!вг 11 РЬР, 17 т(ВгО, 9,75 14,1 18,5 31,4 48,8 57,9 !О,4 2,55 !о,з !4,5 25,8 100 143 251 6 СО!2 7' НС! 8 ~ НС!О 9 , '1!Вг 10 ) ХаОН 11, А!С1, !2 ) 1.аС1з 13 ! 5пС11 ХаОН Н 50, Н 25 О 1.! Р Ва(ОН)2 Ва(ОН), ХН,ХО„ ио (сю ) (10,(сю ), 5 7 8 10 0,5 1,5 3,5 1 ! О,! 1 О,! 0,05 1 0,1 1 10 11 12 13 14 15 16 17 10,09 1,99 4,37 11,83 12,92 3,46 0,331 0,515 1,504 1 1 0,5 0,5 О,! 1 1 1 !8 19 20 2! 22 23 24 25 4,5 5,5 1 2 0,3 0,4 5 0,6 0,7 0,8 0,9 !О Л1С1а 1п504 РВ(Х02)2 Н2504 НХО НХО М850, Хн С) 0,5 О,! 0,1 0,5 0,5 0,1 1 1 6.
Разбавленный водный раствор МеС[, насыщен газообразным водородом при 298 К и ! атм. Опреде.тите для реакции Н, (г)-'-МеС1,=Ме+2Н,"д+2С(;д 1) тепловой эффект при Р = сопз(; 2) изменение энтропии; 3) стандартное изменение энергии Гиббса; 4) логарифм константы равновесия; 5) установите, будет ли протекать реакция самопроизвольно при указанных условиях: 3 4 5 6 5гС1, Сое(, МЧС1, С6С(, 2 Н!С1, № варкавта . . .
! Мес1г...., пес!» Л н.=-с,н,соо- ГЛАВА Х[Х ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ. ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ Основные уравнения и символы [К., с. 560 — 626; Г., т. 2, с. 5!7 — 561! ЭДС гальванического элемента Е равна разности условных электродных потенциалов его полуэлементов Е, и Е„если величиной диффузионного потенциала можно пренебречь: (Х1Х.1) (индекс «2» относится к более положительному электродному потенциалу), Электрохимические реакции, протекающие на электродах, и электроды разделяют на следующие типы. Электроды 1-го рода, обратимые по катиону, Меа-» + пе = Ме', где Ме"+ и Ме' — окисленная.
и восстановленная формы вещества; 3!2 7. На основании справочных данных о зависимости электрической проводимости слабого электролита А от разведения прн 298 К [М.[, постройте график зависимости Л = ((с) н определите Л прн с = б х х 10 ' моль!л, Рассчитайте степень днссоцнацнн и этектролнта А при концентрации 6 . 10 — ' моль!л. Сравните найденную величину с рассчитанной по закону разведения Оствальда (константу диссоцнации электролита А возьмите из [М.[). Определите концентрацию ионов Н+ и рН в растворе электролита А при концентрации б 10 — ' моль!л: № вари. акта 2 3 4 5 6 Электролкт А ... иао-Се(Р»СООН в-С Н,СООЫ* НСООН С„Н,СООН СН СООН МН,ОН б) амальгамный электрод Ме"г[ме,, Ня; тМе"»+лам=Ме,„(Ня) Сде" [ (Сд)Нд[са»4 82е=(сг()а»г, 'л=2; аод — а»+.
Рсе а, ! — -..а (Сд)аа= Ре,! 0,059 а ,+ Е = Ее — 16 СЕ~~ (Х1Х.4) га'+псе! не ' 2 где Е'е,+, — потенциал амальгамного электрода при активности кадмия в амальгаме; асе = 1; в) газовый электрод Н+[Н»[Р(; Н»+е=Н»Н,; а==1; ао„—— а . ° ап,е — — -ан — — Рн . 0,059 ан г Е=Е«+ — 12 —. н[н, ! РН ' н, (Х!Х.5) Электроды 2-го рода обратимы по аннану. Онн представляют собой металл, покрытый труднорастворимой солью этого металла, погруженный в раствор соли, содержащий анион одноименный с анионом труднорастворнмой соли. Схематически электрод 2-го рода можно представить А" — [МеА[Ме, а протекающую в нем реакцию МеА + пе = Ме + + А" †. Например: Акс!+е=Акг+С1-; а=-1; аох Аес!=1; аяы=ас,— 1 Е Е» ' (яд 0,059 1 с! (Х!Х.
6) Е«=Е» + +0,0591ЯНРА с! де+ да ' г (х!Х.т) 313 е — электрон. Потенциал электрода 1-го рода рассчитывают по уравнению Нернста: йт 0 йТ Е=5« + !п (ао»(ая е) клк Е=Е»м а»!и + !и а е+ (Х!Х 2) где Š— потенциал электрода; Е' — стандартный потенциал электрода; п — число электронов, участвующих в элементарной реакции; Е -- постоянная Фарадея; ая„е и ао„— активности восстановленной и окисленной форм вещества, вступающего в реакцию. Множитель 2,3Г«Т!Е при Т =- 298 К и тт .=- 8,31 Дж1(моль ° К) равен 0,059 В. Электрод 1-го рода можно схематически представить в виде Ме"+гМе.
К электродам 1-го рода относятся: а) серебряный электрод Ах+[Ах; Ад,+е=-Ар"; и==.(; аок — -аде« ая„! — — а~ г — — 1, (х!х.з) 0,059 Е=-Е' + ! а Ае~ [де ! ~ Аее) где Е„'+(л — стандартный потенциал серебряного электрода, обратимого по катиону; Прлас! = плк+ пс! — — произведение растворимости хлорида серебра. К электродам 2-го рода относятся; а) газовый электрод '/зС1з+е=-С1; л=! ох=!'с1,1 аи ! — — асэ-! — — 12 (ас -/Р'/*) ' 0,059 ( Х1Х. 8) сэ-! ш, ° 1 б) каломельный электродС! !НдзС!з, Нд, на котором идет электродная реакция НпзС!з + 2е- = 2Нп + 2С!; 0,059 "С! 1Нхе ! С!е !зик ЕС! ! Ик* ! Сэ„иа 2 1нащ в) хлоридсеребряный электрод С! !АпС!!Ап, на котором идет электродная реакция АпС1 + е = Ад + С1-: 0,059 аОх яеа, ох Чеа, Ох+ ~па (Х)Х.9) ГДЕ апх — антИВНОСтЬ ОКИСЛЕННОГО ИОНа; аяед — аКтИВНОСтЬ ВОССтановленного иона. Простой редокси-электрод записывается в виде схемы: эсес), Ох(Р1 реакция Ох + пе = эчег).
Например: Рез++е=реэ+; л=1; а =а,, а, =а вез+э Ох Гезеэ 0,059 ар з+ Егез+ ген+-г 1д 1 аие МпОз"+е=МпОз; п=1; а, =а по-! а х=а 0,059 Е=Емпоз-, мпоез-+ — !й' (ампо -/ампоз-), (Х)Х.!!) Дли слсакиого редокси-электрода схема эаиисываетси в аиде )(ед, Ох, Н+ ! Р1: МпО;+8Н++5е=Мпз++4НзО; л=5; ая а — — а пз+ а х=а 0,059 ампо Е=Емп" ! мпо, + — 1 (Х)Х. 12) 5 ампзе (Х1Х.10) Хингндроиный электрод СзН4 Оз+2Н+-1-2е=-СзНе(ОН)з хннен гнарахнной 3!4 0,059 Есэ- ! лкс! ! лх =Рзсэ- ! лас! ! лх — 13 ас! — . Окислительно-восстановительные электроды (редокси-электроды) представляют собой инертный металл, опущенный в раствор, содержащий окисленную и восстановленную формы. Уравнение Нернсга для данных электродов имеет вид п=2, ан,а=а =1: аох=а.
=1' 0,059 Е= Ех, гх+ — !н ай+ =Ех, гх — 0,059 рН. 2 (Х!Х.13) 1я К= з г (7=298 К), (Х! Х.14) 0,059 где Е$=э.Е1. Для концентрационных цепей уравнение Нернста (при условии отсутствия диффузионного потенциала) для электродов типа Сн (Сиз+ !! Сиз+ ! Си; Ай, А8С! ! НС! Ц НС1 ! Ая, АйС1 аэ аз аз ) а, а! аз а, > а, имеет вид 0,059 Е= — 13 (а /аг), и где аз и а, — активности ионов Сиз+ и С) соответственно. Для газового элемента типа Р1 ! Нз ! НС1 ! Нз) Р1 г е уравнение (Х1Х.15) преобразуется: 0,059 Е = — ' 12 ( Р,/Р,), 2 где Р, и Р, — давления водорода; Р, ) Р,. Для амальгамного элемента типа Нд (Со)Сох+ ! (Сд) Ня (Х! Х.15) (Х1Х.
!6) нх а >аз уравнение Нернста будет 0,059 аз Е= 13 (х)х, 17) 2 аг где а, и аз — активности металлического кадмия в амальгаме. Для элемента типа Сд(жидкий, чистый)! С4С1з в расилаве 1(расплав) С6 — 3п!Сд а,=! !щелочйых хлоридов ! а, уравнение (Х1Х.17) принимает вид 0,059 Е = — !я аз, 2 где аз — активность кадмия в расплаве Сг) — Бп. (Х1 Х. 18) 315 Связь константы равновесия химической реакции и стандартных электродных потенциалов выражается соотношением Если диффузионным потенциалом в концентрационной цепи пренебречь нельзя, то ЭДС цепи 2Ло, кот аэ Е= 0,05916 — ', Ле. Ак "+Ле, кое (Х1Х. 19) где а, и а, — активности ионов серебра; а,) а,; Л вЂ” Л +— 2! О,кот ' е,лк+ подвижности аннана и катиона.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
