Термодинамика химических равновесий и сольватации реагентов в растворах

• Название: Термодинамика химических равновесий и сольватации реагентов в растворах
• Дата: 13.04.2018
• Размер: 0.78 Mb.
• Имя файла: Practice 1 ThermSolv.doc
• Тип: Документы; #41059
• страница: 2 из 9

Сольвомоляльность  моляльность

C_sm = m55.51M_SW (M_SW, кгмоль^–1) K_HA(C_sm) = K_HA(m) 55.51M_SW
_dG^о(C_sm) = _dG^о(m) – RT ln 55.51M_SW; _dS^о(C_sm) = _dS^о(m) + R ln 55.51M_SW
_dH^о(C_sm) = _dH^о(m)
Моляльность  молярность

c = m; K_HA(m) = K_HA(c)^–1 _dG^о(m) = _dG^о(c) + RT ln 

_dS^о(m) = _dS^о(c) – R ln  – RT ; _dH^о(m) = _dH^о(c) – RT²

Мольная доля  моляльность

X₂ = mM₁(M₁, кгмоль^–1); K_HA(X) = K_HA(m)M

_dG^о(X) = _dG^о(m) – RT ln M; _dS^о(X) = _dS^о(m) + R ln M ; _dH^о(X) = _dH^о(m)

Мольная доля  молярность

X₂ = сM₁/(M₁, кгмоль^-1; ,кг/дм³ ); K_HA(X) = K_HA(с)M₁/

_dG^о(X) = _dG^о(с) – RT ln M₁/; _dS^о(X) = _dS^о(с) + R ln M₁/ – RT

_dH^о(X) = _dH^о(c) – RT²

Мольная доля  cольвомоляльность

C_sm = X₂ 55.51; K_d(C_sm) = K_d(X)55.51; _dG^о(C_sm) = _dG^о(X ) – RT ln 55.51
_dS^о(C_sm) = _dS^о(X) + R ln 55.51; _dH^о(C_sm) = _dH^о(X)
1.7 ВЗАИМОСВЯЗЬ МЕЖДУ СТАНДАРТНЫМИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ РАВНОВЕСИЙ ОБРАЗОВАНИЯ МОНОКОРОНАТОВ В РАЗНЫХ КОНЦЕНТРАЦИОННЫХ ШКАЛАХ

M⁺ + L = ML⁺

Сольвомоляльность  моляльность

C_sm = m55,51M_SW (M_SW, кгмоль^–1)

K_ML(C_sm) = K_ML(m) (55.51M_SW)^–1; _cG^о(C_sm) = _cG^о(m) + RT ln 55.51M_SW

_cS^о(C_sm) = _cS^о(m) – R ln 55.51M_SW ; _cH^о(C_sm) = _cH^о(m)

Моляльность  молярность

c = m; K_ML(m) = K_ML(c)

_cG^о(m) = _cG^о(c) – RT ln ; _cS^о(m) = _cS^о(c) + R ln  + RT

_cH^о(m) = _cH^о(c) + RT²

Мольная доля  моляльность

X₂ = mM₁(M₁, кгмоль^–1); K_ML(X) = K_ML(m)M ^–1

_cG^о(X) = _cG^о(m) + RT ln M;_cS^о(X) = _cS^о(m) – R ln M;_сH^о(X) = _сH^о(m)

Мольная доля  молярность

X₂ = сM₁/(M₁, кгмоль^–1; ,кг/дм³ ); K_ML(X) = K_ML(с)(M₁/)^–1

_сG^о(X) = _сG^о(с) + RT ln M₁/; _сS^о(X) = _сS^о(с) – R ln M₁/ + RT

_сH^о(X) = _cH^о(c) + RT²

Мольная доля  cольвомоляльность

C_sm = X₂ 55.51; K_ML(C_sm) = K_ML(X)(55.51)^–1

_сG^о(C_sm) = _сG^о(X ) + RT ln 55.51; _сS^о(C_sm) = _сS^о(X) – R ln 55.51; _сH^о(C_sm) = _cH^о(X)
Соотношения между термодинамическими характеристиками переноса (пересольватации) реагентов в сольвомоляльной и моляльной шкале концентраций

_trG(C_sm) = ₂^о,SW(С_sm) – ₂^о,W(С_sm) = ₂^о,SW(m) – ₂^о,W(m) + RT ln M_W/M_SW

_trG^о(C_sm) = _trG^о(m) + RT ln M_W/M_SW; _trS^о(C_sm) = _trS^о(m) – R ln M_W/M_SW

_trH^о(C_sm) = _trH^о(m)

Соотношения между термодинамическими характеристиками переноса (пересольватации) реагентов в мольно-долевой и моляльной шкале концентраций

_trG^о(Х) = _trG^о(m) + RT ln M_W/M_SW; _trS^о(X) = _trS^о(m) – R ln M_W/M_SW; _trH^о(X) = _trH^о(m)

Соотношения между термодинамическими характеристиками переноса (пересольватации) реагентов в мольно-долевой и молярной шкале концентраций

_trG^о(Х) = _trG^о(с) + RT ln M_W_SW/M_SW_W

_trS^о(X) = _trS^о(c) – R ln M_W_SW/M_SW_W – RT

_trH^о(X) = _trH^о(c) –RT²

Соотношения между термодинамическими характеристиками переноса (пересольватации) реагентов в моляльной и молярной шкале концентраций

_trG^о(m) = _trG^о(с) + RT ln _SW/_W

_trS^о(m) = _trS^о(c) – R ln _SW/_W – RT

_trH^о(m) = _trH^о(c) –RT²

Соотношения между термодинамическими характеристиками переноса (пересольватации) реагентов в сольвомоляльной и молярной шкале концентраций

_trG^о(C_sm) = _trG^о(с) + RT ln _SW/_W + RT ln M_W/M_SW

_trS^о(C_sm) = _trS^о(c) – R ln _SW/_W – RT – R ln M_W/M_SW

_trH^о(C_sm) = _trH^о(c) –RT²

2. 
   РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ
   

СОЛЬВАТАЦИОННО-ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ СМЕШАННОГО ВОДНО-ОРГАНИЧЕСКОГО РАСТВОРИТЕЛЯ НА СИЛУ СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

И УСТОЙЧИВОСТЬ КОРОНАТОВ
ВАРИАНТ 1

1. 
   На основании экспериментальных данных об ЭДС цепи (1)
   

Pt(H₂)│HBz (m₁), NaBz (m₂), NaС1(m₃), H₂O-ЭГ│AgCl│Ag, (I)
приведенных в таблице 1:

а) рассчитать концентрационные константы диссоциации рК' бензойной кислоты

;

Таблица 1. Значения ЭДС цепи (I), мВ, в растворителе вода-этиленгликоль, содержащем 0.11 мольных долей этиленгликоля при 298.15 К

, моль/кг	, моль/кг	, моль/кг	Е, мВ
20.04	19.90	19.96	575.01
17.87	17.76	17.80	577.87
15.18	15.08	15.11	582.16
12.77	12.69	12.72	586.43
11.29	11.21	11.25	589.67
9.92	9.96	9.92	593.19
8.96	8.90	8.93	595.62
7.70	7.65	7.76	599.37
6.01	5.97	5.99	605.92
4.54	4.51	4.52	613.08
1.25	1.26	1.25	646.25
0.59	0.59	0.59	665.78

Значение стандартной ЭДС Е_о цепи (I) Е_о = 0.20354 В, диэлектрическая проницаемость растворителя ε = 69.8, плотность ρ =
б) выполнить статистический анализ зависимости рК' от ионной силы и найти термодинамическую константу диссоциации рК_а бензойной кислоты;

в) выразить константу диссоциации бензойной кислоты в различных концентрационных шкалах;

г) рассчитать стандартные термодинамические характеристики диссоциации бензойной кислоты , вода - 0.300 м.д. МеОН, n=8;

д) проанализировать полученные результаты.

2. 
   На основании экспериментальных данных об ЭДС цепи (II)
   

Pt(H₂)│HBz (m₁), NaBz (m₂), H₂O-ЭГ│Hg₂Bz₂, Hg, (II)
приведенных в таблице 2, рассчитать значения стандартной ЭДС (Е₀) цепи (II)

;

и доверительный интервал Е_о.
Таблица 2. Значения ЭДС гальванической цепи (II) в растворителе вода-этиленгликоль, содержащем 0,11 мол. долей этиленгликоля при 298.15 К

, моль/кг	, моль/кг	Е, мВ
38.32	15.78	775.7
33.04	13.61	780.0
30.52	12.57	781.7
24.95	21.46	787.7
23.40	9.64	789.0
20.99	18.05	791.1
20.66	8.51	792.1
17.80	15.31	795.4
16.37	6.74	798.3
14.82	12.75	800.0
9.78	4.03	811.5
7.00	6.02	820.2
6.19	5.32	823.4
1.70	0.70	853.3

ВАРИАНТ 2

1. 
   На основании экспериментальных данных об ЭДС цепи (I)
   

Pt(H₂)│HBz (m₁), NaBz (m₂), NaС1(m₃), H₂O-ЭГ│AgCl│Ag, (I)
приведенных в таблице 1:

а) рассчитать концентрационные константы диссоциации рК' бензойной кислоты

;
Таблица 1. Значения ЭДС цепи (I), мВ, в растворителе вода-этиленгликоль, содержащем 0.225 мол. долей этиленгликоля при 298.15 К

, моль/кг	, моль/кг	, моль/кг	Е, мВ
19.29	19.28	19.34	583.01
14.64	17.64	17.68	586.11
16.26	16.26	16.30	588.26
15.73	15.73	15.76	589.07
12.92	12.78	12.82	594.22
10.57	10.46	10.49	599.43
7.75	7.75	7.77	607.27
6.72	6.65	6.67	610.88
4.65	4.65	4.66	620.32
2.75	2.75	2.76	633.88

Значение стандартной ЭДС Е_о цепи (I) Е_о = 0.18951 В, диэлектрическая проницаемость растворителя ε = 63.2, плотность ρ =

б) выполнить статистический анализ зависимости рК' от ионной силы и найти термодинамическую константу диссоциации рК_а бензойной кислоты;

в) выразить константу диссоциации бензойной кислоты в различных концентрационных шкалах;

г) рассчитать стандартные термодинамические характеристики диссоциации бензойной кислоты , вода - 0.500 м.д. МеОН, n=8;

д) проанализировать полученные результаты.

2. 
   На основании экспериментальных данных об ЭДС цепи (II)
   

Pt(H₂)│HBz (m₁), NaBz (m₂), H₂O-ЭГ│Hg₂Bz₂, Hg, (II)

приведенных в таблице 2, рассчитать значения стандартной ЭДС (Е_о) цепи (II)

;

и доверительный интервал Е_о.
Таблица 2. Значения ЭДС гальванической цепи (II) в растворителе вода-этиленгликоль, содержащем 0.225 мольных долей этиленгликоля при 298.15 К

, моль/кг	, моль/кг	Е, мВ
33.07	25.16	798.1
32.36	28.52	798.7
24.31	21.42	806.2
23.63	17.98	806.8
22.60	22.88	808.3
17.88	18.10	814.2
17.47	15.39	814.7
13.35	10.16	821.5
12.68	9.65	822.7
11.22	9.89	826.0
10.85	8.25	826.8
9.92	8.74	829.0
8.52	7.52	830.7

ВАРИАНТ 3

1. 
   На основании экспериментальных данных об ЭДС цепи (I)
   

Pt(H₂)│HBz (m₁), NaBz (m₂), NaС1(m₃), H₂O-ЭГ│AgCl│Ag, (1)
приведенных в таблице 1:

а) рассчитать концентрационные константы диссоциации рК' бензойной кислоты

;

Таблица 1. Значения ЭДС цепи (I), мВ, в растворителе вода-этиленгликоль, содержащем 0.404 мол. долей этиленгликоля при 298.15 К

, моль/кг	, моль/кг	, моль/кг	Е, мВ
19.32	19.35	19.36	593.43
17.32	17.34	17.36	596.21
16.60	16.63	16.64	597.28
12.56	12.58	12.59	604.37
10.82	10.83	10.84	608.24
8.78	8.79	8.80	613.61
7.04	7.05	7.06	619.19
6.31	6.32	6.33	621.92
4.69	4.70	4.70	629.63
2.99	3.00	3.00	641.22
1.68	1.68	1.68	656.21
1.22	1.22	1.22	664.41

Значение стандартной ЭДС Е_о цепи (I) Е_о = 0.16889 В, диэлектрическая проницаемость растворителя ε = 54.7, плотность ρ =
б) выполнить статистический анализ зависимости рК' от ионной силы и найти термодинамическую константу диссоциации рК_а бензойной кислоты;

в) выразить константу диссоциации бензойной кислоты в различных концентрационных шкалах;

г) рассчитать стандартные термодинамические характеристики диссоциации бензойной кислоты , вода - 0.750 м.д. МеОН, n=8;

д) проанализировать полученные результаты.

2. 
   На основании экспериментальных данных об ЭДС цепи (II)
   

Pt(H₂)│HBz (m₁), NaBz (m₂), H₂O-ЭГ│Hg₂Bz₂, Hg, (II)
приведенных в таблице 2, рассчитать значения стандартной ЭДС (Е_о) цепи (II)

;

и доверительный интервал Е_о.

Таблица 2. Значения ЭДС гальванической цепи (II) в растворителе вода-этиленгликоль, содержащем 0.404 мольных долей этиленгликоля при 298.15 К

, моль/кг	, моль/кг	Е, мВ
48.91	38.86	810.5
40.77	32.39	815.2
39.16	31.11	816.3
29.23	23.94	823.7
28.25	22.45	724.6
24.74	20.27	828.1
14.93	11.86	841.1
10.98	9.00	848.8
10.94	8.69	849.0
8.70	6.91	855.0
8.18	6.50	856.5
5.71	4.67	865.4

ВАРИАНТ 4

1. 
   На основании экспериментальных данных об ЭДС цепи (I)
   

Pt(H₂)│HBz (m₁), NaBz (m₂), NaС1(m₃), H₂O-ЭГ│AgCl│Ag, (I)
приведенных в таблице 1:

а) рассчитать концентрационные константы диссоциации рК' бензойной кислоты

;

Таблица 1. Значения ЭДС цепи (I), мВ, в растворителе вода-этиленгликоль, содержащем 0.537 мол. долей этиленгликоля при 298.15 К

, моль/кг	, моль/кг	, моль/кг	Е, мВ
19.21	19.21	19.26	597.31
17.10	17.09	17.16	600.23
14.42	14.41	14.47	604.58
12.85	12.85	12.90	607.55
9.31	9.31	9.34	615.78
7.84	7.84	7.87	620.16
5.79	5.79	5.81	627.98
4.62	4.62	4.64	633.86
4.04	4.04	4.05	637.36
2.45	2.45	2.46	650.33

Значение стандартной ЭДС Е_о цепи (I) Е_о = 0.15037В, диэлектрическая проницаемость растворителя ε = 49.3, плотность ρ =
б) выполнить статистический анализ зависимости рК' от ионной силы и найти термодинамическую константу диссоциации рК_а бензойной кислоты;

в) выразить константу диссоциации бензойной кислоты в различных концентрационных шкалах;

г) рассчитать стандартные термодинамические характеристики диссоциации бензойной кислоты , вода - 0.900 м.д. МеОН, n=8;

д) проанализировать полученные результаты.

2. 
   На основании экспериментальных данных об ЭДС цепи (II)
   

Pt(H₂)│HBz (m₁), NaBz (m₂), H₂O-ЭГ│Hg₂Bz₂, Hg, (II)
приведенных в таблице 2, рассчитать значения стандартной ЭДС (Е_о) цепи (II)

;

и доверительный интервал Е_о.

Таблица 2. Значения ЭДС гальванической цепи (II) в растворителе вода-этиленгликоль, содержащем 0.537 мольных долей этиленгликоля при 298.15 К

, моль/кг	, моль/кг	Е, мВ
39.73	31.78	828.6
29.13	23.30	836.7
27.16	20.98	838.5
26.43	21.14	839.4
22.33	17.26	843.5
17.71	14.17	849.5
15.84	12.24	852.3
12.60	10.08	858.2
12.43	9.94	858.3
9.29	7.43	866.1
8.81	6.86	867.3
5.24	4.06	873.7