11_2013 (Семинары по физической химии)
Описание файла
Файл "11_2013" внутри архива находится в папке "Семинары по физической химии". Документ из архива "Семинары по физической химии", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физическая химия" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГУ им. Ломоносова. Не смотря на прямую связь этого архива с МГУ им. Ломоносова, его также можно найти и в других разделах. .
Онлайн просмотр документа "11_2013"
Текст из документа "11_2013"
К семинару 11
Пример 4. Сравните рассчитанное при 25ºС по первому приближению теории Дебая-Гюккеля значение среднего ионного коэффициента активности
а) в растворе HCl с концентрацией 0.005 молькг–1 с экспериментальным значением γ± = 0.928;
б) в растворе HCl с концентрацией 0.5 молькг–1 с экспериментальным значением γ± = 0.757.
Решение.
Видно, что с ростом концентрации раствора отклонение рассчитанных значений γ± от экспериментальных заметно увеличивается.
Концентрация электролита, молькг–1 | γ± | Δ | |
расчет | эксперимент | ||
0.005 | 0.920 | 0.928 | 0.008 (0.8%) |
0.5 | 0.437 | 0.757 | 0.320 (42.3%) |
В случае а) при низких концентрациях электролита наблюдается хорошее согласие между экспериментальным и рассчитанным значением коэффициента активности. В случае б) различие между ними существенно, значит, при таких концентрациях первое приближение теории неприменимо. Действительно, первое приближение теории Дебая-Гюккеля справедливо для моляльных концентраций
1,1-валентного электролита, меньших 0.01.
Пример 5. Как изменится растворимость труднорастворимой соли CuCl (произведение растворимости Ls = 3.2·10–7), если вместо чистой воды взять 0.025 М раствор сульфата магния?
Решение. Процесс растворения труднорастворимой соли:
CuCl ⇄ Cu+ + Cl–.
Пусть растворимость (концентрация насыщенного раствора) CuCl в чистой воде равна s0 молькг–1, а средний ионный коэффициент активности составляет γ±0. Тогда после диссоциации концентрации и активности ионов равны между собой и составляют
c(Cu+) = c(Cl–) = s0,
a(Cu+) = a(Cl–) = s0γ±0.
Обозначим произведение растворимости CuCl в чистой воде Ls0, оно равно
Ls0 = s02 (γ±0)2.
Теперь рассмотрим растворение CuCl в растворе сульфата магния. Пусть растворимость (концентрация насыщенного раствора) CuCl в растворе MgSO4 равна
s молькг–1, а средний ионный коэффициент активности в этом растворе составляет γ±. Тогда произведение растворимости CuCl в присутствии MgSO4 равно
Ls = s2(γ±)2.
По первому приближению теории Дебая-Гюккеля:
Ионная сила раствора практически полностью определяется концентрациями ионов Mg2+ и SO42–, а вкладом ионов Cu+ и Cl– можно пренебречь:
γ± = 0.690.
Произведение растворимости – величина постоянная, Ls = Ls0, и тогда можно записать:
s02(γ±0)2 = s2(γ±)2.
Поскольку CuCl – труднорастворимая соль, насыщенный раствор этой соли является достаточно разбавленным, и можно принять, что в нем γ±0 = 1. Отсюда
Растворимость труднорастворимой соли увеличивается, если в растворе присутствуют электролиты, не имеющие общих ионов с этой солью.
Ответ: растворимость CuCl увеличится в 1.45 раза.