- Используя приведенные ниже данные о свойствах растворов веществ А и раствора вещества В в воде (табл. 1, 2, 3, 4), решить следующие задачи: 1) построить графики зависимости удельной и эквивалентной электропроводности растворов А и В от разведения V;
2) проверить, подчиняются ли растворы веществ А и В в воде закону разведения Оствальда; 3) вычислить для веществ А и В по данным зависимости эквивалентной электропроводности от концентрации значение эквивалентной электропроводности при бесконечном разведении и сопоставить результат с табличными значениями; 4) вычислить абсолютные скорости и числа переноса аниона и катиона в обоих растворах при бесконечном разведении. Для электролита, раствор которого подчиняется закону разведения Оствальда: а) определить, при какой концентрации степень диссоциации электролита в растворе станет равной 0,01, и pH этого раствора; б) вычислить теплоту и работу реакции диссоциации 1 кмоль данного вещества при u = const.
Таблица 1
Растворы
| № Вариант | А | В |
| 2 | HCN | HCl |
Таблица 2
Эквивалентная электропроводность (при 298 0 К) и константа диссоциации веществ А при различных температурах.
| Вещество | λ0, ом-1*м2*кг-экв | К |
| HCN | 42,8 | 6,6*10-8(291°) |
Таблица 3
Зависимость сопротивления r, ом × м раствора вещества А от концентрации c, кмоль/м3 , при Т=298 0 К
| C | HCN |
| 0,1 | 3,10 |
| 0,05 | 4,37 |
| 0,03 | 5,84 |
| 0,01 | 10,1 |
| 0,005 | 14,3 |
| 0,003 | 18,3 |
| 0,001 | 31,9 |
Таблица 4
Зависимость удельного сопротивления раствора вещества В (r, ом∙м) от концентрации (с) при Т=298 0 К
| С, кмоль/л | HCl |
| 0,1 | 0,256 |
| 0,05 | 0,5010 |
| 0,02 | 1,230 |
| 0,01 | 2,430 |
| 0,005 | 4,820 |
| 0,002 | 11,9 |
| 0,001 | 23,7 |
Данные о подвижностях анионов и катионов при бесконечном разбавлении взять из справочника.
- Удельное сопротивление насыщенного раствора труднорастворимой соли А при температурах Т°, К равно r. Удельное сопротивление воды при той же температуре rв (табл. 5, 6, 7). Вычислить: 1) растворимость соли А в чистой воде; 2) произведение растворимости А, приняв, что коэффициенты активности ионов γ± = 1 (растворы сильно разбавлены);3) растворимость А в растворе, содержащем В (молярность 0,01 кмоль/м3 ). Принять, что вещество А и В полностью диссоциированы.
Таблица 5
Удельные сопротивления растворов вещества А и В при температурах Т1=2910К и Т2=298 0К
| № варианта | А | В | Т1 r, 10-4 ом*м | Т2 r, 10-4 ом*м |
| 2 | AgCl | HCl | 0,48 | 0,333 |
- Для концентрационного элемента, составленного из металла В в растворах электролита В с концентрациями m1 и m2кмоль/103 кг, рассчитать электродвижущую силу при 298° К. Активность вычислим по среднему коэффициенту активности, взятому из справочника, или (для разбавленных растворов) по ионной силе. Для элемента, составленного из водородного электрода (платина насыщена водородом под давлением P H2 ), в растворе электролита C с концентрацией m3 и каломельного полуэлемента с концентрацией KCl m4 вычислить электродвижущую силу и pH раствора, содержащего электролит С. Диффузионную э.д.с. не учитывать. При 298 °К стандартный потенциал каломельного электрода (aCl — =1) равен 0,268 B, а ионное произведение воды 1,008∙10-14. Константы диссоциации слабых электролитов найти по справочнику.
Таблица 8
Концентрации (моляльности) кмоль на 1 ккг воды
| № варианта | А | В | m1 | m2 | C | m3 | m4 | PH2, атм |
| 2 | Co | Co(NO3)2 | 0,02 | 0,7 | NH4OH | 1,0 | 0,4 | 1,00 |
Значение коэффициентов активности взять в справочнике.
- Для окислительно-востановительного элемента типа Pt │A, B││ C, D │Pt по стандартным электродным потенциалам полуэлементов написать уравнение и вычислить константу равновесия реакции окисления-восстановления. Вычислить э.д.с. элемента (Т = 298° К). Указать, можно ли практически изменить направление реакции за счет изменения концентраций компонентов. Принять aH2O =1, aH+ = 0,2. Данные для расчета в табл. 9
Таблица 9
Компоненты полуэлементов и их активности
| № варианта | A | B | C | D | αA | αB | αC | αD |
| 2 | MnO4— | Mn2+ | H3AsO4 | HAsO2 | 0,005 | 0,015 | 0,001 | 0,03 |
*В реакции участвуют H + и H2O
- Для реакции, протекающей обратимо в гальваническом элементе, дано уравнение зависимости э.д.с. от температуры. При заданной температуре Т вычислить: э.д.с. Е, изменение изобарно- изотермического потенциала ΔG, изменение энтальпии ΔН, изменение энтропии ΔS, изменение свободной энергии ΔF и теплоту q, выделяющуюся или поглощающуюся при этом процессе. Расчет производить для 1 кмоль реагирующего вещества. Данные взять из таблицы.
Таблица 10
Уравнение зависимости э.д.с. от температуры
| Реакции | Уравнение Е=φ(Т) | № варианта | Т,° К |
| C6H4O2 + 2H+ = C6H4(OH)2 +2e | 0,6990 – 7,4*10-4(Т-298) | 2 | 323 |
- Для элемента: Cdтв│CdCl2,ZnCl2│ CdCl2 (жидком Cd-Sb)- при 753° К найдены значения э.д.с. для различных концентраций Cd в сплаве. Вычислить активность, коэффициент активности Cd и давление его паров над расплавом. Давление пара чистого кадмия взять из справочника.
Таблица 11
Значения э.д.с. для различных концентраций Cd в сплаве
| № варианта | NСd | E*103, В |
| 2 | 0,0818 | 7,20 |
- Вычислить активность иона (α + ) и электролита А (α) для раствора заданной концентрации m по справочным данным γ± (Т, = 298°K).
Таблица 12
Концентрации m и коэффициенты активности γ± электролита А
| № Варианта | m моль/1000 г H2O | A | y± |
| 2 | 2 | Ca(NO3)2 | 0,347 |