И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии (1134495), страница 58
Текст из файла (страница 58)
Определите потенциал электрода Р1, На) Н' Рн; — ! арм аи =О,! 9. По данным о стандартных электродных потенциалах [М ) для элемента Ми ! МнС) ) С), Р1 РС! =! атм вычислите ЭДС элемента в стандартных условиях; установите, какой из полуэлементов электроотрицателен; определите, можно ли за счет изменения концентраций ионов или давления газа изменить знак ЭДС полуэлементов; определите, чем характеризуются полуэлементы, направление ЭДС которых зависит от концентрации раствора н давления газа, насыщающего электрод.
!О. Определите ЭДС при 298 К: для элемента Р))Н,) Н+:: хингидрон, Н" ) Р! Рн =2 атм ана=О,! !насмна. р-р! ана=2 для элемента Р1) хингизрон, Сн СООН:: КС! ) Ня С)„(т), Ня) Р) !"™4 О'О! ссн ооон=-О ' ас! =-! Стандартный электродный потенциал хингидронного полуэлемента равен 0,6994 В. Константа диссоциации уксусной кислоты К = 1,75 Х Х 102. Определите РН соляной кислоты, если для элемента Р! ! Нд, НяаС!а ! КС! 0 хннгндрон ! Р! т=0,1»на«маг Р.Р! НШ с=0,1 моль!л Е =-0,30!В;Т= 298К.
11. Рассчитайте стандартный электродный потенциал полуэлемента Ад!АО(т)!к! а! — — 1 по данным о произведении растворимости Ад! [М.[ и стандартном электродном потенциале Ад, Ая+. 12. По ЭДС элемента С»» ! С»»! ! Ан 1(т)1 Ае при 298 К определите активность иодида кадмия в растворе (Е =- = 0,286 В). 13. Стандартная ЭДС элемента Р(, На ! НО ! НнаС!а (т! ! Нн ! Р! рн, т,т~ при 298 К равна 0,2680 В. Вычислите ЭДС при следующих условиях:Рн, (атм) — 0,01; 0,1; т — 1 1О-* (моль/1000 г); Т~ — 0,809; 0,966 соответственно.
14. По стандартным электродным потенциалам рассчитайте при 298 К константы равновесия реакций: Рпа+ ! 31 !+ — Роо ! 3(.»+. Раас+за- — Рео+Яо !5. Вычислите при 298 К стандартные электродные потенциалы полуэлементов Реа+ ! Ре, Т!аг ! Т(, Спг ! Сп если известны [М.[ стандартные электродные потенциалы для электродов Ееа+ [Ее; Ее'+ [Ее'+; Т!а+ [Т[+; Т1+ [Т!; Сп'+ [Си и константа равновесия реакции Сц + Сц'+ = 2Сц+ /(о=-асо'/асоаг=а 3!'!О ' 16. ЭДС элемента Яп ! Яп50,:,:, Яп50 ! 2п м,=0,01 моль/1000 г т,=0,1 моль»1000 г при 298 К равна 0,0235 В.
Можно ли в данном случае пренебречь диффузионным потенциалом? (Сравните вычисленную ЭДС с приведенной и сделайте соответствующий вывод.) 17. Для элемента Яп ! ЯпЮ,: Лай ! 2п т,=0,05 ага=0,005 при 298 К Е =- 0,0185 В. Вычислите у~ в концентрированном растворе, если в разбавленном растворе Тгл = 0,477. !8. Рассчитайте для 298 К ЭДС элемента Р1! Н ! СНСООН 1(ЧНОН НО! Н [Р! РН =1 атм с=0.1 моль!л с=0.01 моль»л РН =! агм с а Данные о константах диссоциации уксусной кислоты и гидроксида аммония возьмите из справочника [М.[. 19. Определите коэффициент активности для 1 М НОЮ„если для 0,05 М Н,Ю» средний коэффициент активности ионов равен 0,34, плотность 1 М раствора равна 1,060 г/сма и ЭДС элемента НО Р! ! Нна50 (т), РН,.=! атм с=-0,05 моль»л имеет следующие значения: для 0,05 М Н,Ю, Е = 0,7546 В; для 1 М Н,Ю, Е = 0,6744 В.
20. Элемент составлен из амальгам цинка разных концентраций, Вычислите ЭДС, приняв, что ах„= ся„. Укажите направление пере- мещения ионов Хпае в растворе, если при 298 К с, = 0,00337 моль/л и с, = 0,0001! ммоль/л. 21. Для элемента Р! ! На (РЬ! РЬБ04 ! НОБОа ! На ! Р! «РЬ=0,0192 т=0,02 РН =1 агм при 298 К ЭДС равна 0,1238 В. Стандартный потенциал амальгамного электрода Ео а !р о ры 0,353 В. Вычислите активность и ко- эффициент активности свинца в амальгаме.
22. Для элемента Р((Т!!НО[ Т!С!Оо: КС! ! НООС!а, Нд, Р! кт»=-0,085 т=0.1 ос=0,1 при 298 К ЭДС равна 0,61 В. Активность таллия в амальгаме ат! = = 0,0628. Вь»числите стандартный потенциал амальгамного электрода. 23. Для элемента Ад ! 20 ! 2пС! ! АнС! (т), Ад т= 0,555 моль!1000 г Н,О используя стандартные электродные потенциалы, напишите уравнение реакции и вычислите при 273 К изменение энтальпии /5Н, количество теплоты Я, выделяющееся при обратимом протекании реакции в гальваническом элементе, и ЕО элемента, если при 273 К Е = 1,125 В, (дЕ/дТ)р = — 0,0004 В/К. 24.
Для гальванического элемента Ан (т) ! АнС! (т) ! НС! ! С18, Р! а=1 РС»=1 атм ЭДС как функция температуры определяется уравнением Е=О,Э77+О,т.ю-а (Ззп — »! — 1,4В !О ' (Зоб — »!а. Вычислите ЛСР, сравните полученную величину с найденной в спра- вочнике [М.[. 25. Напишите уравнение реакции, протекающей в гальзлпнческом элементе АК 1 Аквг (т) ! КВг ! Няв Вг, ! Ня ! Р1 нвсмщ. р-р По данным Т, К ...... 293 298 303 Е, В ...... 0,0663 0,0684 0,0705 и стандартным термодинамическим величинам (М.) вычислите теплоту при обратимом и необратимом протекании электрохимической реакции.
26. Для элемента, в котором протекает реакция по уравнению !/, Н (г) + А2С) (т) =- Ад (т) + НС! (р-р) существует следующая зависимость ЭДС от температуры: . 273 283 293 298 303 313 323 ЗЗЗ , 0,236 0,231 0,225 0,222 0,219 0,2!2 О,Я!4 О,!96 Т, К. Е, В. Представьте схему элемента; вычислите графическим дифференцированием при 298 К (дЕ/дТ)р, Лб'1 ЛН', Л50! ЛА, Л(/0, Ю и б обратимой реакции; сведите полученные данные в таблицу; проверьте полученный результат с помощью уравнения Е 0 2224 645.10 — а (Т 298) 3 284, !Π— в (Т 298)в 27. Дана схема концентрационного элемента Т) ! Т!С!04 ! (Т1) Нк т = О,! хт1= 0,080 ЭДС этого элемента при 298 К равна 0,07! В.
Температурный коэффициент элемента (ОЕ/дТ)р = 1,8 !О "В/К. Вычислите для таллия, РаствоРенного в РтУти, а!тн, У!тн, Лбт1, Л5щтг н дайте заключение о типе отклонения раствора Т! — Нд от закона Рауля. 28. Дана схема концентрационного элемента Р1 ! НК(Т!) ! Т!в504 ! (Т!) Нк ! Р1 молярная доля т1 10,02% раствор молярная доля т1 4,98% При Т, = 298 К Ет = 0,02948 В, при Т, = 303 К Еа = 0,02997 В. Вычислите дифференциальную теплоту разбавления ЛНт! таллия при 293 К. 29. В гальваническом элементе Сд (т) ! С4С18 (расплав), КС1, ХаС),ЬЛС) ! (расплав) Сд — 5п ! Сд хоп= 0,298 при 756 К ЭДС равна 0,0324 В, Р5! = 9,2 мм рт. ст.
Вычислите: а) активность кадмия в расплаве; б) давление пара кадмия над расплавом; в) установите характер отклонений от закона Рауля. 30. Собран электрохимический элемент, в котором одним из электродов служит жидкий таллий, другим — сплав таллия и свинца. Электролитом является смесь расплавленных солей 1.1С! — КС! — Т)С1. При 711 К, когда молярная доля таллия в сплаве достигнег 0,20, ЭДС элемента станет равной О, !!5 В. Вычислите активность, коэффициент активности и давление пара для сплава. Давление насыщенною пара чистого таллия Рт! = 5 1О-амм рт. ст. 3!. Для элемента РЬ (ж) ! РЬС1, ().!С1, КС1) ! (жидкий расплав) РЬ вЂ” В1! РЬ расплав при 700 К получено хрь = 0,23; Е = 59,76 1О-' В; 4(Е/4(Т = 64,4 х х 10 0 В/К; Ррь = 5,1 10-0 атм.
Вычислите активность, коэффициент активности, давление пара над расплавом для свинца, а также Лбрь, ЛНРь, Л вРь. 32. Вычислите ЭДС элемента 2Нв+ Ов = 2Н00 (ж) Спв + Сп = 2Сп+ при 298 К на основании стандартных электродных потенциалов. 34. ЭДС гальванического элемента при 298 К Р1 ! Нв ! НС) ! С1в ! Р1 =0,0! зависит от давления С1, Р, атм Е,В. 1 50 100 1,5962 1,6419 1,645 ! Определите фугитивность С1, и коэффициент фугитивности при 50 и !00 атм. 35. В топливном элементе протекает химическая реакция Н, + + '40, = Н,О(ж).
Какое максимальное значение электрической энергии будет получено на 1 моль Н, и каково значение максимальной ЭДС? 36. При Т = й)8 К для цепи 2п (т) ! 2п 504:: РЬ504 (т) ! РЬ р-р н,о " были получены следующие данные: йТ ~/щ — !пщ, В Е, В 0,03162 -0,17745 0,597И 0,07071 — 0,13611 0,56598 0,001000 0,005000 Р1 ! Нв ! НС1;: КС! ! НквС!в ! Нк ! Р1 РН =1 втм щ=1 насмщ. р-р для 298 К с учетом диффузионного потенциала. Необходимые данные возьмите из справочника !М.! и таблицы в Приложении. 33. Рассчитайте константы равновесия следующих реакций: 5 п -1- Сп504 = Сп + 5п30 т в м в м м Е м Вещество Ен„ втм тт рк,сг,о, "' гк,сг.о, К,Сг,о„мв Е, мВ 0,0 0,05 0.15 0,25 0,30 0,35 0,40 — 570 — 565 — 560 — 490 --440 — 70 50 0,50 2,5 6,5 8,7 10,3 Ю,4 65 90 110 120 !30 140 150 10,5 10,6 10,8 10,9 170 350 370 390 420 440 11,55 1) напишите химические уравнения реакций, протекающих в цепи; 2) напишите уравнение Нерста для цели, включающее т и средний коэффициент активности Хп50в Те (примите, что РЬ50в нерастворим); 3) линейной экстраполяцией, графически или численно, определите Е' цепи; 4) определите Т в 0,005 м растворе по известной ЭДС.
37. Укажите условия, при которых справедливо каждое из следующих уравнений: 1) Е = — 0; 2) Е' = 0; 3) Л == Л, + сопз! с~*; 4) [я Т+ = = — 0,509)г'71 5) 1+ = (/+/((/++ (/ ); 8) аз = 4тзу~~, 7) с = = !000 (х/Л,); 8) Ао = — п)Р[Š— 7~6Г) [; 9) ! = Ед/Е. 38. При потенциометрическом титровании !О мл раствора урана (П!) 0,09084 н.
К,Сг,О, получены следующие данные: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 !8 19 20 2! 22 23 24 25 Со Со Х! 58 Сп Сп Сп Сп Сп Сп 2п 2п 2п 2п 2п 2п Ае Ак Ак Ак Св) сп Сс) Сс) РЬ со(хо Н со(хо ), Х'5Ов Х !Зов СВС1, СВС!, СВС!з СВС1з СВЗО СВ5ов 2пс1т Епс!в 2ВС1з 2пС! 2п50в 2п$0в АЯХОз АКХОз св|ХОз Аяноз Сс)!ХОз)з Са(ХО,), СОЗО, Св)$0 РЬ(ХОз)з 0,1 0,02 0,1 1,5 1 0,2 2 0,02 О,! 0,0! 0,005 0,5 0,5 1 0,01 0,1 0,2 О,! ! 0,2 О, 005 1 0,7 0,7 0,7 0,2 0,05 0,06 0,6 0,5 1 1 0,01 0,02 3 0,1 О, 002 ! 3 0,5 0,6 0,7 2 0,2 0,02 хн,он ХН,'ОН нсоон хн,он нс! нс! ХаОН ХаОН НВг НВг СвНзОН с н он н,о н,о с,н„он с,н,он СНзСООН СНзСООН сн,соон нсоон ХаОН ХаОН Нз$0в Н ОЗОО 0,5 1,0 0,3 ! 0,01 3 8 0,95 1 0,9 0,1 0,3 0,7 0,1 1 0,3 0,1 1,4 О,! 0,5 !7 ! 0,35 0,4 0,03 0,3 0,1 0,5 1 1,5 4 0,45 0,2 0,25 3 3,5 1 1,5 4 0,2 0,3 0,7 2,5 3 3,5 2,5 0,50 1,00 0,50 0,50 О,Ю 2,00 0,20 0,20 0,50 1,00 1,00 1,00 0,50 0,50 О,!О 0,10 3,00 3,00 0,10 2,00 АЕ Постройте графики зависимости Е от )г и — от )г (среднее между по- А)т следующими объемами) и определите общий объем К,Сг,О,, прибавленного в точках эквивалентности () (!У) и Б (Лг!).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
