Задачи поЭлхим. Решение 0 349. 8 35. 2 385 См см2моль С

• Название: Решение 0 349. 8 35. 2 385 См см2моль С
• Дата: 22.07.2022
• Размер: 13.74 Kb.
• Имя файла: Задачи поЭлхим.docx
• Тип: Решение; #634720

Задача 1

Удельная электропроводность 0.15М раствора уксусной кислоты (УК) равна 3.5∗10⁻² См/м . Рассчитать мольную электропроводность раствора, константу диссоциации УК и 𝑝𝐻 ^{раствора, если предельные подвижности 𝐻+ и 𝐶𝐻}3^{𝐶𝑂𝑂− равны 349.8 См∗см2/моль и 35.2} См∗см²/моль соответственно.

^{Решение: 𝜆}0^{=349.8 + 35.2= 385 См∗см2/моль}

𝜆= æ/С =3.5∗10⁻² См/м : 0.15 моль/л = 2.33 См∗см²/моль

^{𝛼=𝜆/𝜆}0<sup>= 2.33/385=0.00605

𝐾</sup>дисс^{=𝛼2∗С/(1−𝛼) =0.006052∗0.15/(1−0.00605)= 4.33∗10−7 /0.99395= 5.53∗10−6} [𝐻⁺]= α∗С=0.00605∗0.15= 9.075∗10⁻⁴

𝑝𝐻 = −𝑙𝑔[𝐻+] = 3.96

Задача 2

По уравнению токообразующей реакции составить схему гальванического элемента:

^{𝑁𝑖 + С𝑢𝑆𝑂}4 ^{= 𝑁𝑖𝑆𝑂}4 ^{+ 𝐶𝑢}

Написать уравнения анодного и катодного процессов. Рассчитать стандартную ЭДС.

^{𝐸0𝑁𝑖2+}/^{𝑁𝑖 = −0,250 В ; 𝐸0𝐶𝑢}2+/^{𝐶𝑢 = +0,337 В} Решение

А: Ni⁰ - 2e^- = Ni²⁺ К: Cu²⁺ +2e^- = Cu⁰

Ni⁰ + Cu²⁺ = Ni²⁺ + Cu⁰

Ni⁰ + CuSO4 = NiSO4 + Cu⁰

Составим схему гальванического элемента: (−) 𝑵𝒊^𝟎|𝑵𝒊𝑺𝑶𝟒 || 𝑪𝒖𝑺𝑶𝟒|𝑪𝒖^𝟎 (+) ^{ЭДС = 𝐸0кат - 𝐸0ан = 𝐸0𝐶𝑢}2+/^{𝐶𝑢 - 𝐸0𝑁𝑖}2+/^{𝑁𝑖 ; ЭДС = 0,337 - (- 0,250) = 0,587 В}

Задача 3

В 0,01-нормальный раствор 𝐶𝑢𝑆𝑂4 опущены платиновые электроды. Поверхность каждого электрода составляет 20 см², а расстояние между ними 2 см. Эквивалентная электропроводность раствора равна 100 См∗см²/моль-экв. Какое напряжение нужно приложить к электродам, чтобы через раствор протекал ток силой 0,1 А?

Решение: æ=𝜆∗С = 100 См см²/(моль−экв)∗0.01(моль−экв)/л : 1000 см³/л = 0.001См/см

𝑅=𝜌∗ 𝑙/S= 𝑙/(æ∗)=2 cм/[0.001(См/см)∗20 см²] = 100 Ом

𝑈= 𝐼∗𝑅= 0.1A∗100 Ом = 10 В

Задача 4:

Рассчитать ЭДС гальванического элемента, составленного из стандартного водородного ^{электрода (𝐸0}H2^{= 0.0 В) и свинцового электрода, погруженного в 0,01 М раствор 𝑃𝑏𝐶𝑙}2^{. На} каком электроде идёт процесс окисления, а на каком — восстановление?

^{𝐸0𝑃𝑏}2+/^{𝑃𝑏 = -0.126 В} Решение:

А: 𝑃𝑏 ⁰ -2e = 𝑃𝑏²⁺ ox.

^{𝐾: 2𝐻+ +2e = 𝐻}2 <sup>red. n=2

𝑃𝑏 0+ 2𝐻+= 𝑃𝑏2++𝐻</sup>2

𝐸⁰ан= 𝐸° + (0,059/𝑛)𝑙𝑔𝐶= -0.126 В + (0,059/2)*(-2) = -0.185 ^{ЭДС = 𝐸0кат — 𝐸0ан = 𝐸0𝐻}2 ^{- 𝐸0𝑃𝑏}2+/^{𝑃𝑏= 0- (-0.185)= 0.185В}

Задача 5

^{Удельная электропроводность насыщенного раствора 𝐶𝑎𝐶𝑂}3 ^{в воде при 20°С равна} 15.5*10⁻⁴См/м Удельная электропроводность воды 4.5*10⁻⁵См/м. Подвижности ионов 𝐶𝑎²⁺и


3 3
𝐶𝑂 ²⁻ при 20°С равны соответственно 50 и 60 См.см² /г-экв. Рассчитать растворимость 𝐶𝑎𝐶𝑂 в воде при 20°С, считая соль полностью диссоциированной, а подвижности ионов равными подвижностям при бесконечном разведении.
^{Решение: æ(𝐶𝑎𝐶𝑂}3^{)= æ(р−ра)− æ(H}2^{O)=15.5∗10−4−4.5∗10−5=15.05∗10−4См/м}


3
^{𝜆0(𝐶𝑎𝐶𝑂}3^{)=𝜆0𝐶𝑎2+ +𝜆0𝐶𝑂 2− = 50+60 = 110 См.см2/г-экв =1.1∗10−2 См.м2 /г−экв.}

с= æ/𝜆⁰= 15.05∗10⁻⁴ (См/м) : 1.1∗10⁻² (См.м² /г-экв) = 0.1368 г-экв/м³= 1.4∗10⁻⁴г-экв/л

Задача 6

Вычислить значение ЭДС гальванического элемента: (−) 𝑀𝑔 / 𝑀𝑔𝑆𝑂4 // 𝐶𝑢𝑆𝑂4/ 𝐶𝑢 (+) Написать процессы, протекающие на аноде и катоде, реакцию, генерирующую ток, и определить энергию химической реакции, превращающуюся в электрическую.

𝐸⁰(𝐶𝑢²⁺/𝐶𝑢)=+0.337В 𝐸⁰(𝑀𝑔²⁺/𝑀𝑔) = -2.37В Решение. А: 𝑀𝑔 ⁰−2е = 𝑀𝑔²⁺ К: 𝐶𝑢²⁺ +2е = 𝐶𝑢 ⁰

𝑀𝑔 ⁰+ 𝐶𝑢²⁺= 𝑀𝑔²⁺+ 𝐶𝑢 ⁰ 𝑀𝑔 + 𝐶𝑢𝑆𝑂4 = 𝑀𝑔𝑆𝑂4 + 𝐶𝑢

ЭДС = 𝐸⁰кат - 𝐸⁰ан = 𝐸⁰(𝐶𝑢²⁺/𝐶𝑢) - 𝐸⁰(𝑀𝑔²⁺/𝑀𝑔) = 0.337+2.37= 2.71В

^𝛥𝐺0298 ^{= −𝑛𝐹𝐸 = −2∗96500∗2,71 = -523030 Дж =- 523 кДж.}

Задача 7

Какой будет сила тока, протекающего через 0.1М раствор 𝐶𝑢𝑆𝑂4, в который опущены платиновые электроды, поверхность каждого из которых составляет 10 см², а расстояние между ними 1 см, при приложенном к нему напряжении 15В. Эквивалентная электропроводность раствора равна 50 См∗см²/моль−экв.

Решение: æ = 𝜆∗С =50 См см²/моль-экв ∗0.1моль−экв/л : 1000 см³/л = 0.005 См/см

𝑅= 𝜌∗ 𝑙/S= 𝑙/(æ∗𝑆)= 1 cм/[0.005(См/см)∗20 см²] = 10 Ом. 𝐼=𝑈/𝑅=15/10= 1.5А

Задача 8

^{Для реакции 𝑃𝑏 + 𝐻𝑔}2^𝐶𝑙2 ^{= 𝑃𝑏𝐶𝑙} 2<sup>+ 2𝐻𝑔, 𝑛 = 2, протекающей в гальваническом элементе,

𝛥𝐻0</sup>298 ^{= -94.2 кДж/моль при 298 𝐾. При повышении температуры на 1К ЭДС этого элемента} возрастает на 1.45*10⁻⁴ В.


298
Рассчитать ЭДС элемента и 𝛥S⁰ .
^{Решение. 𝛥S0}298 ^{= 𝑛∗F∗(𝑑𝐸/𝑑𝑇)𝑝=2∗96500∗1.45∗10−4= 28 Дж/(моль К)}

𝛥𝐺 = 𝛥𝐻 − 𝑇𝛥𝑆 = −𝑛𝐹𝐸

𝐸= (𝑇𝛥𝑆 −𝛥𝐻)/𝑛𝐹=

[298К∗28 (Дж.моль^-1К^-1)-(-94200 Дж.моль^-1)]: 2∗96500 (Дж.моль^-1В^-1)= 0.531 В.

Задача 9

^{Для элемента c насыщенными растворами: 𝑃𝑏𝑆𝑂}4 ^{/ 𝑃𝑏 // 𝑃𝑏I}2<sup>/ 𝑃𝑏 ; 𝑃𝑏2+ +2е = 𝑃𝑏0

Даны ПР (𝑃𝑏𝑆𝑂4) = 16 (пкмоль/л)2 и ПР (𝑃𝑏 I</sup>2^{) = 8 (пкмоль/л)3} Найти ЭДС элемента из двух электродов 2-го типа.

^{Е= ½ 0,059*lg [a(𝑃𝑏2+)}йод ^{/ a(𝑃𝑏2+)}cул^{], где а – среднеионные активности а± = [ПР (𝑃𝑏 I}2^{)] 1/3 и а± = [ПР (𝑃𝑏 𝑆𝑂}4^{)] 1/2}

Е= ½ 0,059*lg [(8.10^-9)^1/3 / (1,6.10^-8)^1/2]= ½ 0,059*lg 15,8 = 0,0354 B