Задачи (1159816)
Текст из файла
Çàäà÷à 1Íàéäèòå ðàçíîñòü ñâîáîäíûõ ýíåðãèé ñîëüâàòàöèè èîíà ãåêñàöèàíîôåððàòà(ýôôåêòèâíûé èîííûé ðàäèóñ0.41 íì) â âîäå è àöåòîíèòðèëå.Ðåøåíèå.Îáîçíà÷èì r - ýôôåêòèâíûé ðàäèóñ èîíà ãåêñàöèàíîôåððàòà; Z - çàðÿä èîíà;ïðîíèöàåìîñòü âîäû;ýëåìåíòàðíûéçàðÿä,εM eCN - äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòüε0 - äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïîñòîÿííàÿ, ∆Gsàöåòîíèòðèëà,-ñâîáîäíàÿεH 2 ONA- äèýëåêòðè÷åñêàÿ- ÷èñëî Àâîãàäðî;ýíåðãèÿñîëüâàòàöèèèe0∆-èâ-èñêîìàÿ ðàçíîñòü.Òîãäà â ñèñòåìå ÑÈ:r = 4, 1 · 10−10 ì;NA = 6, 02 · 1023 ìîëü−1 ;e0 = 1, 6 · 10−19 ÊëεH2 O = 78, 11;εM eCN = 36, 64;ε0 = 8, 85 · 10−12 Ô;ìÄëÿðåøåíèÿçàäà÷èçàïèøåìóðàâíåíèåÁîðíàäëÿñîëüâàòàöèèàöåòîíèòðèëå:∆GSH2 O = −∆GSM eCN = −1NA Z 2 e20(1 −)8πε0 rεH2 ONA Z 2 e201(1 −)8πε0 rεM eCNÈ èñêîìàÿ ðàçíîñòü ñîîòâåòñòâåííî ðàâíà:∆=−1NA Z 2 e201−)(8π0 r εM eCNεH2 O çàâèñèìîñòè îò çàðÿäà èîíà ãåêñàöèàíîôåððàòà îíà áóäåò ðàâíà:êÄæêÄæ∆[F e(CN )6 ]3+ = 22, 02 ìîëü ; ∆[F e(CN )6 ]4+ = 39, 14 ìîëüÎòâåò:êÄæêÄæ∆[F e(CN )6 ]3+ = 22, 02 ìîëü ; ∆[F e(CN )6 ]4+ = 39, 14 ìîëüãåêñàöèàíîôåððàòàââîäåÇàäà÷à 2Íàéäèòå ñâîáîäíûå ýíåðãèè ñîëüâàòàöèè îäíî- è äâóõçàðÿäíîãî èîíîâ (â ðàñ÷åòå íà èîí (ýÂ) è íà ìîëü(êÄæ/ìîëü)) ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå â âîäå è äèõëîðýòàíå, ïðèíÿâ ðàäèóñû èîíîâ ðàâíûìè 0.2 íì.Ðåøåíèå.Îáîçíà÷èìr- ðàäèóñû èîíîâ;Z1 , Z2- çàðÿäû èîíîâ;εH 2 O- äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü âîäû;εC2 H4 Cl2- äèýëåêòðè÷åñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü 1,2-äèõëîðýòàíà(â óñëîâèè íå ñêàçàíî êàêîé, ïîýòîìó ðàñ÷èòûâàþ äëÿ1,2 - äëÿ íåãîεåñòü íà ñàéòå êàôåäðû),ñêàÿ ïîñòîÿííàÿ,(i)∆ m GsNA- ÷èñëî Àâîãàäðî;e0- ýëåìåíòàðíûé çàðÿä,- ñâîáîäíàÿ ýíåðãèÿ ñîëüâàòàöèè íà ìîëü i-ãî èîíà;(i)∆ion Gsε0- äèýëåêòðè÷å-- ñâîáîäíàÿ ýíåðãèÿñîëüâàòàöèè íà èîí.Òîãäà â ñèñòåìå ÑÈ:r = 2 · 10−10 ì;Z1 = 1; Z2 = 2NA = 6, 02 · 1023 ìîëü−1 ;e0 = 1, 6 · 10−19 ÊëεH2 O = 78, 11;εC2 H4 Cl2 = 10, 42;ε0 = 8, 85 · 10−12 Ô;ìÄëÿ ðåøåíèÿ çàäà÷è çàïèøåì óðàâíåíèå Áîðíà äëÿ ãèäðàòàöèè èîíà: âîäå:NA Z12 e20êÄæ18πε0 r (1 − εH2 O ) = −342 ìîëüNA Z22 e20(2)ÌÄæ(1 − εH1 O ) = −1, 368 ìîëü∆m GsH2 O = − 8πε0r2(i)(i)∆ion GsH2 O = ∆m GsH2 O ∗ 6, 25 · 1018 N1A(1)∆ion GsH2 O = −3, 55ýÂ(2)∆ion GsH2 O = −14, 02ýÂ(1)∆m GsH2 O = − 1,2-äèõëîðýòàíå:NA Z12 e20êÄæ18πε0 r (1 − εC2 H4 Cl2 ) = −313, 2 ìîëüNA Z22 e20(2)ÌÄæ∆m GsC2 H4 Cl2 = − 8πε(1 − εC H1 Cl ) = −1, 253 ìîëü0r2 4 2(i)(i)∆ion GsC2 H4 Cl2 = ∆m GsC2 H4 Cl2 ∗ 6, 25 · 1018 N1A(1)∆ion GsC2 H4 Cl2 = −3, 25ýÂ(2)∆ion GsC2 H4 Cl2 = −13, 0ýÂ(1)∆m GsC2 H4 Cl2 = −Îòâåò(1)êÄæ(2)ÌÄæ∆m GsH2 O = −342 ìîëü ; ∆m GsH2 O = −1, 368 ìîëü ;(1)(2)(1)êÄæ(2)ÌÄæ∆ion GsH2 O = −3, 55ýÂ; ∆ion GsH2 O = −14, 02ýÂ; ∆m GsC2 H4 Cl2 = −313, 2 ìîëü ; ∆m GsC2 H4 Cl2 = −1, 253 ìîëü ;(1)(2)∆ion GsC2 H4 Cl2 = −3, 25ýÂ;∆ion GsC2 H4 Cl2 = −13, 0ýÂÇàäà÷à 3ÐåøåíèåÄëÿîïèñàíèÿðàçáàâëåííûõÄåáàÿ-Õþêêåëÿ-Îíçàãåðà.0,001Ì(ãðàíè÷íàÿäëÿðàñòâîðîâRbCl-ñèëüíûõñèëüíûéèñïîëüçîâàíèÿýëåêòðîëèòîâýëåêòðîëèò,ïåðâîãîìîæíîâîñïîëüçîâàòüñÿCRbClêîíöåíòðàöèÿïðèáëèæåíèÿòåîðèè=óðàâíåíèåì0, 01M ?Äåáàÿ-Õþêêåëÿ),âûøåïîýòîìóâîñïîëüçóåìñÿ óðàâíåíèåì, â êîòîðîå âõîäèò ýëåêòðîôîðåòè÷åñêàÿ êîìïîíåíòà ÷åðåç âòîðîå ïðèáëèæåíèåòåîðèè Äåáàÿ-Õþêêåëÿ (óðàâíåíèå Îíçàãåðà-Ôóîññà):√Λ = Λ − bp Λ C − 2bý0ÇäåñüΛ-èñêîìàÿýêâèâàëåíòíàÿ0√C√1 + aB Cýëåêòðîïðîâîäíîñòü;Λ0 -ïðåäåëüíàÿýëåêòðîïðîâîäíîñòü; Ñ - êîíöåíòðàöèÿ ñîëè;√2− 2e30 2NA ·103 12 - îòâå÷àåò çà ðåëàêñàöèîííûé ýôôåêò;p24πε0 εkTε0 εkTb =bý =()e20 NA 2NA ·103 126πη ( ε0 εkT )- çà ýëåêòðîôîðåòè÷åñêèé ýôôåêò;a, B - êîíñòàíòû âòîðîãî ïðèáëèæåíèÿ òåîðèè Äåáàÿ-Õþêêåëÿ;B=a ïðèáëèæåííî5, 03 · 1011 −1 ë 1 1√[ì ()2 Ê2 ]ìîëüεTa = rRb+ + rCl−Ïî óñëîâèþ:CRbCl = 0, 01Ì; T1 = 291Ê; T2 = 308Êε(T1 ) = 81; ε(T2 ) = 74, 8; η(T1 ) = 1, 05 · 10−3 Ïà; η(T2 ) = 7, 2 · 10−4 ÏàññΛ0 (T1 ) = 1, 32 · 10−2 Ñì · ì2 · ã-ýêâ−1 ; Λ0 (T2 ) = 1, 84 · 10−2 Ñì · ì2 · ã-ýêâ−1NA = 6, 02 · 1023 ìîëü−1 ;e0 = 1, 6 · 10−19 Êë−23 Äæ;=1, 38 · 10ε0 = 8, 85 · 10−12 ÔìÊrRb+ = 1, 47 · 10−10 ì; rCl− = 1, 81 · 10−10 ì−10 ìÒîãäà a = 3, 28 · 10Äëÿ òåìïåðàòóðû T1 :Λ(T1 ) = 1, 29 · 10−2 Ñì · ì2 · ìîëü−1Λ(T2 ) = 1, 80 · 10−2 Ñì · ì2 · ìîëü−1−2 Ñì · ì2 · ìîëü−1 ; Λ(T ) = 1, 80 · 10−2 Ñì · ì2 · ìîëü−1Îòâåò Λ(T1 ) = 1, 29 · 102ýêâèâàëåíòíàÿÇàäà÷à 3Óäåëüíàÿýëåêòðîïðîâîäíîñòüðàñòâîðàìóðàâüèíîéêèñëîòûïðèêîíöåíòðàöèè0.015ìîëü·ë-1èòåìïåðàòóðå 298 Ê ðàâíà 6.1·10-2 Ñì·ì-1.
Ðàññ÷èòàéòå ñòåïåíü äèññîöèàöèè, pH ðàñòâîðà è êîíñòàíòóäèññîöèàöèè êèñëîòû.ÐåøåíèåÎáîçíà÷èìòåìïåðàòóðà,αæ-óäåëüíàÿýëåêòðîïðîâîäíîñòüK- ñòåïåíü äèññîöèàöèè,ìóðàâüèíîé- êîíñòàíòà äèññîöèàöèè,ΛH + , ΛHCOO− - ïîäâèæíîñòè ñîîòâåòñòâóþùèõìîëüæ = 6, 1 · 10−2 Ñì; C = 15ìì3êèñëîòû,ΛÑ-êîíöåíòðàöèÿ,èîíîâ. Òîãäà:22−4 Cìì; ΛHCOO − = 54, 59 · 10ΛH + = 349, 61 · 10−4 CìììîëüìîëüΛ=2æCìì= 4, 067 · 10−3c · {Z · ν}ìîëüα=Λ= 0, 1006ΛH + + ΛHCOO−α2 Cìîëü= 1, 69 · 10−41−αëp+pH = −lg[H] = − lg( K(1 − α)C) = 2, 83K=Ïîëó÷åííîå çíà÷åíèå êîíñòàíòû äèññîöèàöèè ñîãëàñóåòñÿ ñî ñïðàâî÷íûìè äàííûìè (Îòâåòα = 0, 1006; K = 1, 69 ·10−4 ìîëü ;ëpH = 2, 83T-- óäåëüíàÿ ýëåêòðîïðîâîäíîñòü,1, 8 · 10−4 ìîëü)ëÇàäà÷à 5.
Îïðåäåëèòå ïîòåíöèàë (îòíîñèòåëüíî íàñ.ê.ý), êîòîðûé óñòàíîâèòñÿ íà ýëåêòðîäå èç èíòåð-ìåòàëëè÷åñêîãî ñîåäèíåíèÿ AuCd (ýíòàëüïèÿ è ýíòðîïèÿ îáðàçîâàíèÿ ñîñòàâëÿþò 38.8 êÄæ/ìîëü è 0.71Äæ/ìîëü·Ê ïðè 25 î Ñ), ïîãðóæåííîì â ðàñòâîð 0.01 Ì CdCl2 + 0.08 Ì NaCN.ÐåøåíèåÍàéäåì ýíåðãèþ Ãèááñà îáðàçîâàíèÿ èíòåðìåòàëëèäàÄæ∆f GAuCd = ∆f H − T ∆f S = −39010 ìîëüÐàññìîòðèì ñèñòåìó, ãäå çîëîòî è êàäìèé íå îáðàçîâàëè èíòåðìåòàëëè÷åñêîå ñîåäèíåíèå. Çàïèøåì ïîëóðåàêöèè ïðè ïîãðóæåíèè åå â ðàñòâîð:Cd2+ + 2e →− Cd0 (1)E10 = −0, 4030B[Au(CN )2 ]− + 2e →− Au0 (2)E20 = −0, 60BÐàñ÷èòàåì ïîòåíöèàëû ñîîòâåòñòâóþùèõ ïîëóðåàêöèé:E1 = E10 +E2 = E20 −0, 059lg[Cd2+ ] = −0, 462Bn0, 059lg[[Au(CN )2 ]− ] = −0, 471BnÇàïèøåì ñóììàðíóþ ðåàêöèþ:2Au + 4CN − + Cd2+ →− Cd + 2[Au(CN )2 ]− (3)E3 = E1 − 2E2 = 0, 48BÄæ∆r G3 = −nF E3 = −92640 ìîëü .− +Cd2+ →Ðåàëüíî æå èç óñëîâèÿ çàäà÷è ìû èìååì ðåàêöèþ: 2AuCd+4CN− 3Cd+2[Au(CN )2 ]− (4) Åå ýíåðÑîîòâåòñòâóþùàÿ ýòîé ðåàêöèè ýíåðãèÿ Ãèááñàãèÿ Ãèááñà(4) è ðàâåíÄæ∆r G4 = ∆r G3 − 2∆f GAuCd = −14620 ìîëü .
Ïîòåíöèàë ýëåêòðîäà áóäåò îïðåäåëÿòüñÿ ðåàêöèåé∆r G 4nF = 0, 0758B - îòíîñèòåëüíî ñòàíäàðòíîãî âîäîðîäíîãî ïîòåíöèàëà è -0,1654 - îòíîñèòåëüíîíàñûùåííîãî êàëîìåëüíîãî ýëåêòðîäà.Îòâåò E = -0,1654ÂÇàäà÷à 6Ïàëëàäèåâûé ýëåêòðîä, ðàñòâîðÿþùèé âîäîðîä (ðàáîòàåò êàê îáðàòèìûé âîäîðîäíûé), â ðàñòâîðå ñ ðÍ 3ïîëÿðèçîâàí äî ïîòåíöèàëà 0.130  (ñ.â.ý.). Ðàññ÷èòàéòå ðàâíîâåñíîå ïàðöèàëüíîå äàâëåíèå âîäîðîäà âòàêîé ñèñòåìå.Ðåøåíèå Îáîçíà÷èìðîäà,piE = −0, 130B- ïîòåíöèàë ýëåêòðîäà, pH=3;- ñòàíäàðòíîå äàâëåíèå âîäî-- èñêîìîå ïàðöèàëüíîå äàâëåíèå .Çàïèøåì ðåàêöèþ:2H + + 2e →− H2n=22Åå ïîòåíöèàë ðàâåí ïîòåíöèàëó ýëåêòðîäànE0,059p0 = 1àòì+ 2pH = 1, 59; aH2 =0,0255 a =Îòâåò pi = 0, 0255àòìpip0èE = E0 +pi = a ∗p00,059 aH +n lg aH2= 0, 0255àòì= 0 − 2 0,059n pH − lgaH2Òîãäà−lgaH2 =Çàäà÷à 7 Ðàññ÷èòàéòå ïîòåíöèàë ýëåêòðîäà ñðàâíåíèÿ âòîðîãî ðîäà íà îñíîâå ðåäîêñ- ñèñòåìû CdF2/Cd.Äàéòå îáîñíîâàíèÿ âûáîðà ïîäõîäÿùåãî ýëåêòðîëèòà äëÿ òàêîãî ýëåêòðîäà ñðàâíåíèÿ.Ðåøåíèå Îáîçíà÷èìLs = 6, 44 · 10−3- ïðîèçâåäåíèå ðàñòâîðèìîñòè ôòîðèäà êàäìèÿ,0ECd2+ /CdRT2E = E 0 + RTnF lnLs − nF lnaF − ;n=20RT00ïîòåíöèàë E= E + nF lnLs = −0, 4676BÒîãäà ïî óðàâíåíèþ Íåðíñòà:Ñòàíäàðòíûé ýëåêòðîäíû00ÎòâåòE= −0, 4676BE 0 = −0, 4030B =Çàäà÷à 8Îöåíèòå, â êàêîì äèàïàçîíå ðÍ â âîäíîì ðàñòâîðå â ñòàíäàðòíûõ óñëîâèÿõ âîçìîæíî ïðîòåêàíèå ðåàêöèè:2MnO4? + 6Cl? +4H2O = 2MnO2 + 3Cl2 + 8OH?Ðåøåíèå0= 0, 588BEMnO− /M nO4Óñëîâèåì ïðîòåêàíèÿ ðåàêöèè áóäåò ïîëîæèòåëüíûé ïîòåíöèàë, êîòîðûé îïðåäå-2ëÿåòñÿ óðàâíåíèåì Íåðíñòà:ÎòâåòpH => 10, 28E = E0 +0,059−n 8lg[OH ]> 0; pOH < 3, 72; pH = 14 − pOH > 10, 28Çàäà÷à9Ðàññ÷èòàéòåêîíñòàíòûóñòîé÷èâîñòèêîìïëåêñíûõñîåäèíåíèé,ó÷àñòâóþùèõâðåäîêñ-ñèñòåìàõ [Fe(phen)3]3+/[Fe(phen)3]2+ è [PdCl4]2 /Pd.ÐåøåíèåÇàïèøåì ïîëóðåàêöèè è èõ ñòàíäàðòíûå ïîòåíöèàëû:F e(phen)30[F e(phen)3 ]3+ + e −−−−−−→2+E[Fe(phen)3 ]3+ /[F e(phen)3 ]2+ = 1, 147B3+2+0Fe + e →− F e EF e3+ /F e2+ = 0, 771B2−0[P dCl4 ] + 2e →− P d0 + 4Cl− E[PdCl4 ]2− /P d = 0, 5912+0P d + 2e →− P dEP d2+ /P d = 0, 951BÐàññìîòðèì,ôîðìàêàêïðåîáðàçóåòñÿñâÿçûâàåòñÿâóðàâíåíèåêîìïëåêñ.Íåðíñòà,êîãäàβmOx + neÎáîçíà÷èì÷åðåçíàïðèìåðêîíñòàíòóîêèñëåííàÿóñòîé÷èâîñòè[OxLm ]ÄëÿðåàêöèèRed óðàâíåíèå Íåðíñòà:[Ox][L]m[Ox][OxLm ][OxLm ]0,0590,0590,0590,05911000E = EOx/Red + n lg [Red] = EOx/Red + n lg βm [L]m [Red] = EOx/Red + n lg βm = 0,059n lg [Red] + n lg [L]m .0,059100Òîãäà ïî îïðåäåëåíèþ ñòàíäàðòíîãî ïîòåíöèàëà EOxLm /Red = EOx/Red + n lg βm .
Àíàëîãè÷íî ïîëó÷èìβ(Ox)0,0590000EOx/RedL= EOx/Red+ 0,059n lgβm ; EOxLi /RedLm = EOx/Red + n lg β(Red)mêîìïëåêñàÒîãäàOxLm :βm=âñîîòâåòñòâèè00E[PdCl4 ]2− /P d = EP d2+ /P d+ 0,059 lgnÈçñòàíäàðòíûõðàñ÷èòàòüïîòåíöèàëîâ,òîëüêîβ[F e(phen) ]2+3æåëåçà:lgβ[F e(phen) ]3+3=ñïðèâåäåííûìâûøåíàéäåííûõîòíîøåíèå0(E[Fe(phen)3 ]3+ /[F e(phen)3 ]2+êîíñòàíò−âñïðàâî÷íèêàõóñòîé÷èâîñòèβ2+= 1; β[F e(phen)3 ]3+[F e(phen)3 ]1êîìïëåêñà:β[F e(phen) ]2+nEF0 e3+ /F e2+ ) 0,059,nÂçÿâ èç ñïðàâî÷íèêà êîíñòàíòó íåñòîéêîñòè äâóõàðÿäíîãî3β[F e(phen)3 ]2+ = 2 ·1021 ; β[F e(phen)3 ]3+= 8, 46 ·1015 ; βìîæíîêîìïëåêñîâ= 2, 36 · 106 .= 5 · 10−22 ,β[F e(phen)3 ]3+ = 8, 46 · 101512[P dCl4 ]2− = 1, 597 · 10îïðåäåëèòü êîíñòàíòó óñòîé÷èâîñòè òðåõçàðÿäíîãî êîìïëåêñà.Îòâåòâûâîäîì:1,n=2⇒β[P dCl ]2− =1,597·1012β[P dCl ]44ìîæíîÇàäà÷à 10Ñòàíäàðòíûå ïîòåíöèàëû ðåäîêñ-ñèñòåì Au+/Au è [Au(CNS)2]-/Au ñîñòàâëÿþò ïðè òåìïå-ðàòóðå 298 Ê 1.70 è 0.69  ñîîòâåòñòâåííî.
Îïðåäåëèòü êîíñòàíòó íåñòîéêîñòè êîìïëåêñà [Au(CNS)2]-.Ðåøåíèå00EAu+ /Au = 1, 7B; E[Au(SCN ) ]− /Au = 0, 69B, T = 298K .20EAu+ /Au =ÎòâåòKn0,0591n lg β[Au(SCN ) ]−2= 7, 61 · 10−18=0,059n lgKn ; n çàäà÷å 9 áûëî ïîëó÷åíî, ÷òî= 1; Kn = 7, 61 · 10−180E[Au(SCN)2 ]− /Au −Çàäà÷à 24Äëÿ ïîëó÷åíèÿ èçäåëèÿ ñëîæíîé ôîðìû ïðîâîäÿò ðàñòâîðåíèå ìåäíîé ïëàñòèíû, ÷àñòü ïîâåðõíîñòè êîòîðîé èçîëèðîâàíà ðåçèñòîì ïîëîñàìè øèðèíîé 0.5 ìì ñ ðàñòîÿíèÿìè ìåæäó íèìè 1.5 ìì. Êàêîé ãëóáèíûîêàæóòñÿ áîðîçäêè íà ñâîáîäíîé îò ðåçèñòà ïîâåðõíîñòè ÷åðåç 2 ÷àñà òðàâëåíèÿ ïðè ïëîòíîñòè òîêà 1ìÀ?ñì-2, åñëè âûõîä ïðîöåñà ïî òîêó ñîñòàâëÿåò 95? ÐåøåíèåS, V - ïëîùàäü è îáúåì îäíîé êàíàâêè, l - äëèíó ïëàñòèíû, d = 1, 5 · 10−3 ì - øèðèíà êàíàâêè,êãÀ−3 êãρC u = 8, 9 · 103 ì- ìîëÿðíàÿ ìàññà, j = 10 2 - ïëîòíîñòü òîêà,3 - ïëîòíîñòü ìåäè, M = 63 · 10ìîëüìφ = 0, 95 - âûõîä ïî òîêó, t = 7200c - âðåìÿ òðàâëåíèÿ, z - çàðÿä èîíîâ ìåäè, F- ÷èñëî Ôàðàäåÿ, h - èñêîìàÿÎáîçíà÷èìãëóáèíà.Çàêîí Ôàðàäåÿ:m=tjzF=tjφdlMzF= V ρ = dlhρ; h =tjzF ρ= 3, 98 · 10−5 ìÎòâåòh = 3, 98 · 10−5 ì.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
