Контрольные задания. 178. Электропроводность растворов
178. Электропроводность растворов. 179. Параметры электропроводности их взаимосвязь. 180. Механизм переноса электричества в растворах. Абсолютная скорость и число переноса иона. Закон Кольрауша. 181. Механизм возникновения электродного потенциала. Уравнение Нернста. 182. Классификация электродов. 183. Электродные процессы в гальваническом элементе. Расчет электродвижущей силы гальванического элемента. 184. Молярная электропроводность раствора с массовой долей 38% H2SO4 равна 140 См×см2/моль при 293 К. Определите удельную электрическую проводимость указанного раствора, если его плотность 1,286 г/см3. 185. При 295 К удельная электрическая проводимость раствора, содержащего 10% SrCl2, равна 8,86 ×10 -2 См/см, а плотность раствора равна 1,0925 г/см3. Определите молярную электрическую проводимость данного раствора. 186. Удельная электрическая проводимость 0,135 М раствора пропионовой кислоты равна 4,79 10-4 См/см при 291 К. Вычислите молярную электрическую проводимость, степень диссоциации, концентрацию ионов водорода и константу элетролитической диссоциации. 187. Константа диссоциации хлоруксусной кислоты равна 3,45 × 10-3 моль/л. Молярная электрическая проводимость кислоты при разбавлении V = 256 дм3/моль равна 174,8 См × см2/моль. Вычислите молярную электрическую проводимость при бесконечном разбавлении. 188. Молярная электрическая проводимость 1,59 × 10-4 М раствора уксусной кислоты равна 12,77 См × см2/моль при 298 К. Вычислите константу диссоциации и рН раствора, если подвижности ионов: lCH3COO- = 40,9 См × см2/моль, lH+ = 349,8 См × см2/моль. 189. Удельная электрическая проводимость предельно разбавленного раствора этиламина (C2H5NH3OH) равна 1,312 × 10-3 См/см при 298 К, а молярная электрическая проводимость этого же раствора равна 232,6 См × см2/моль. Рассчитайте молярную электрическую проводимость при разбавлении V = 16 дм3/моль. Определите также степень диссоциации, концентрацию ионов гидроксила и константу диссоциации. 190. Константа диссоциации масляной кислоты (C3H7COOH) равна 1,54 × 10-5 моль/л при 298 К. Вычислите степень диссоциации водного раствора кислоты при разбавлении V = 1024 дм3/моль, рН раствора и молярную электрическую проводимость при бесконечном разбавлении, если молярная электрическая проводимость равна 41,3 См ×см2/моль. 191. Молярные электрические проводимости 0,1 М растворов LiNO3, NaNO3, NaCl при 291 К соответственно равны 79,2, 87,2, 92 См × см2/моль. Рассчитайте молярную электрическую проводимость 0,1 М раствора LiCl. 192. Для предельно разбавленных растворов KBr, K2SO4, Li2SO4 молярная электрическая проводимость равна 151,6, 307, 237,2 См × см2/моль. Вычислите молярную электрическую проводимость для предельно разбавленного раствора LiBr. 193. Эквивалентная электропроводность бесконечно разбавленного растворов соляной кислоты, хлорида натрия и ацетата натрия при 25 °С равна, соответственно 425, 128,1 и 91 См×см2/моль. Какова эквивалентная электропроводность бесконечно разбавленного раствора уксусной кислоты при 25 °С? 194. Эквивалентная электропроводность бесконечно разбавленных растворов соляной кислоты, хлорида натрия и ацетата натрия при 298 К равна, соответственно, 425, 128,1 и 91 См × см2/моль. Какова эквивалентная электропроводность бесконечно разбавленного раствора уксусной кислоты при данной температуре? 195. Эквивалентная электропроводность бесконечно разбавленных растворов хлорида калия, нитрата калия и нитрата серебра при 298 К равна, соответственно, 149,9, 145 и 133,4 См × см2/моль. Какова эквивалентная электропроводность бесконечно разбавленного раствора хлорида серебра при данной температуре? 196. Удельная электропроводность 4 % раствора серной кислоты при 18 °С равна 0,168 См/см, плотность раствора – 1,026 г/см3. Рассчитайте эквивалентную электропроводность раствора.
197 – 226. Для данного гальванического элемента (таблица 4.2): 1) определите анод и катод; 2) напишите уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде в работающем гальваническом элементе. Запишите уравнение токообразующей реакции; 3) принимая концентрацию ионов у катода 10-2 моль/л и анода 10-3 моль/л, парциальные давления газов р = 1 атм, рассчитайте электродвижущую силу гальванического элемента, энергию Гиббса и константу равновесия токообразующего процесса в данном гальваническом элементе при 298 К.
Таблица 4.2 Варианты к заданию 197 – 226.
227. Вычислите потенциал медного электрода в растворе, содержащем 0,16 г сульфата меди в 200 мл воды. Средний коэффициент активности ионов данного раствора равен 0,573. Е0 Cu2+|Cu = 0,34 В. 228. В 200 г воды содержится 2,4074 г сульфата магния. Вычислите средний коэффициент активности ионов в этом растворе при 298 К, если потенциал магниевого электрода в указанном растворе равен – 2,434 В, а Е0 Mg2+|Mg = -2,363 В. 229. При какой концентрации ионов меди в растворе сульфата меди электродный потенциал медного электрода будет равен нулю? Е0 Cu2+|Cu = 0,34 В. 230. Вычислите активность ионов кобальта в растворе хлорида кобальта при 298 К, если потенциал кобальтового электрода в указанном растворе равен – 0,308 В, а Е0 Cо2+|Со = - 0,277 В. 231. Цинковый электрод погружен в 0,01 М раствор сульфата цинка. Вычислите, насколько изменится потенциал этого электрода, если раствор сульфата цинка разбавить в 10 раз. Средний коэффициент активности f± сульфата цинка равны 0,387 и 0,700 для 0,01 и 0,001 М растворов сульфата цинка. 232. Рассчитайте константу равновесия реакции ZnSO4 + Cd = Zn + CdSO4 при 25°С по данным а стандартных электродных потенциалах. 233.Три гальванических элемента имеют стандартную э.д.с., соответственно, 0,01, 0,1 и 1 В при 298 К. Рассчитайте константы равновесия реакций, если количество электронов для каждой реакции равно 1. 234. Электродвижущая сила элемента Pt,H2|HCl|AgCl,Ag при 298 К равна 0,322 В.Чему равен рН раствора соляной кислоты? 235. Рассчитайте э.д.с. элемента Pt,H2 | уксусная кислота (с1 = 1М) || муравьиная кислота (с2 = 1 М) | H2,Pt при 298 К, если константы диссоциации уксусной и муравьиной кислот равны 1,75 × 10-5 и 1,77 × 10-5, соответственно. Считать коэффициенты активности равными единице. 236. Рассчитать стандартную э.д.с. топливного элемента, в котором протекает реакция C2H6 (г) + 3,5O2 (г) ® 2CO2 (г) + 3H2O(ж), если DG° (C2H6) = - 32,89 кДж/моль, DG° (CO2) = - 394,38 кДж/моль, DG° (H2O) = - 237,2 кДж/моль. 237. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса реакции DrG° Пируват- + 2NADH + 2H+ = Лактат-+ 2NAD+, если известны стандартные электродные потенциалы полуэлементов: Е° (пируват-, лактат-) = -0,19 В, Е° (NADH, NAD+, H+) = -0,32 В. 238. Рассчитайте константу равновесия реакции NADH (aq) + 0,5О2 (г) + H+ (aq) = 2NAD+ (aq) + Н2О, если при 25 °С и рН = 7 стандартные электродные потенциалы полуэлементов равны: Е° (NADH, NAD+, H+) = -0,32 В, Е° (О2, H+, Н2О) = +0, 82 В. 239. Ферментативная цепь дыхания заканчивается цитохромоксидазой, переносящей электроны на активированный кислород. Суммарная реакция может быть представлена в виде 2cyt c (red) + 0,5О2 (г) + 2H+ (aq) = 2cyt c (ox) + Н2О, Е° (25 °С, рН = 7) = +0,562 В. Рассчитайте стандартную энергию Гиббса этой реакции. В каком направлении пойдет реакция при изменении кислотности раствора до: а) рН = 4, б) рН = 9?
ЛИТЕРАТУРА Основная: 1. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия: Учеб. для хим. спец. вузов / Под ред. А.Г Стромберга – М.: Высш. шк., 2001. – 527 с. 2. Задачи по физической химии: Учебное пособие / В.В. Еремин, С.И. Каргов, И.А. Успенская, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин – М.: Издательство «Экзамен», 2003. – 320 с. 3. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. К.П. Мищенко, А.А. Равделя – Издательство «Химия», Ленинградское отделение, 1967. – 184 с. Дополнительная: 1. Байрамов В.М. Химическая кинетика и катализ: учеб. пособие для нехим. спец. вузов / В.М. Байрамов – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 320 с. 2. Карякин Н.В. Основы химической термодинамики: Учеб. пособие / Н.В.Карякин.- М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 464 с.
|
