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: 7 из 9

д) проанализировать полученные результаты.

ВАРИАНТ 8

На основании экспериментальных данных об ЭДС цепи
Мембранный эл-д (NH₄⁺)│NH₄Сl (m₁), L (m₂), H₂O-S│AgCl,Ag (II)

по уравнению

,

а) рассчитать концентрационные константы устойчивости коронатов аммония для разных концентраций краун-эфира и соли в данном растворителе;

б) выполнить статистический анализ зависимости lgК' от ионной силы и найти термодинамическую константу комплексообразования lgK NH₄L⁺;

в) выразить константу устойчивости NH₄L⁺ в различных концентрационных шкалах;
Величины Е_i (мВ) гальванической цепи ст.эл-д (NH₄⁺)NH₄Cl (m₁)+18К6 (m₂) AgCl, Ag

в водно-пропан-2-ольных растворителях (моляльная шкала)

1.0 мас. долей воды
m1	7.007∙10-3 моль/кг растворителя
m2	2.135∙10-2				2.973∙10-2					3.563∙10-2
Т, К	∆Еi		lgK		∆Еi		lgK			∆Еi			lgK
283	4.4 4.4				6.0 5.9					7.0 6.8
288	4.1 4.0				5.7 5.6					6.7 6.5
298	3.4 3.6				4.8 4.7					5.8 5.9
308	3.4 3.4				4.7 4.7					5.5 5.4
318	3.2 3.3				4.5 4.4					5.3 5.2
0.6 мас. долей 2-PrOH - 0.4 мас. долей воды
m1	5.500∙10-3 моль/кг						7.416∙10-3 моль/кг
m2	3.598∙10-2		1.534∙10-2		2.286∙10-2		2.055∙10-2		3.044∙10-2			3.598∙10-2
Т, К	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi		lgK	∆Еi		lgK
283	90.1 89.5		102 100		103 100		100 102		111 111			115 115
288	85.6 85.4		97.8 96.3		98.8 96.4		96.0 97.4		107 108			111 111
298	78.9 77.9		91.4 90.1		92.5 90.0		89.3 89.8		100 101			105 104
308	72.2 71.2		84.4 83.1		85.8 83.2		82.0 82.8		93.1 93.3			97.9 97.4
318	64.8 64.3		77.5 76.2		79.1 77.2		75.1 75.9		86.0 86.2			91.2 90.8
0.8 мас. долей 2-PrOH - 0.2 мас. долей воды
m1	5.103∙10-3 моль/кг						6.883∙10-3 моль/кг
m2	1.506∙10-2		1.906∙10-2		3.255∙10-2		2.220∙10-2		3.132∙10-2			3.545∙10-2
Т, К	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi		lgK	∆Еi		lgK
283	156 155		164 162		173 170		165 165		172 172			179 178
288	152 151		161 158		169 167		162 162		169 169			177 175
298	145 144		153 151		162 160		156 156		163 164			170 170
308	137 136		145 144		154 153		149 148		157 157			164 162
318	129 128		138 136		147 145		141 141		150 149			156 155

г) рассчитать стандартные термодинамические характеристики комплексообразования NH₄L⁺:

Коэффициенты уравнения регрессии lgK = A + B/T

мас. доли, S	A	B	r		lgK298
Вода – ацетон – 18-краун-6 – NH4+
0.2 0.4 0.6 0.8 1.0*	-0.62 -1.12 -1.87 -2.21 4.00	595 920 1302 1616 -165	0.988 0.999 0.999 0.999 0.976	0.017 0.009 0.011 0.004 0.005	1.350.10 1.970.06 2.510.10 3.220.08 3.440.04

д) проанализировать полученные результаты.
ВАРИАНТ 9

На основании экспериментальных данных об ЭДС цепи
Мембранный эл-д (NH₄⁺)│NH₄Сl (m₁), L (m₂), H₂O-S│AgCl,Ag (II)

по уравнению

,

а) рассчитать концентрационные константы устойчивости коронатов аммония для разных концентраций краун-эфира и соли в данном растворителе;

б) выполнить статистический анализ зависимости lgК' от ионной силы и найти термодинамическую константу комплексообразования lgK NH₄L⁺;

в) выразить константу устойчивости NH₄L⁺ в различных концентрационных шкалах;
Величины Е_i (мВ) гальванической цепи ст.эл-д (NH₄⁺)NH₄Cl (m₁) + 18К6 (m₂) AgCl. Ag

в водно-метанольных растворителях (моляльная шкала)

1.0 мас. долей воды
m1	7.007∙10-3 моль/кг растворителя
m2	2.135∙10-2				2.973∙10-2					3.563∙10-2
Т, К	∆Еi		lgK		∆Еi		lgK			∆Еi			lgK
283	4.4 4.4				6.0 5.9					7.0 6.8
288	4.1 4.0				5.7 5.6					6.7 6.5
298	3.4 3.6				4.8 4.7					5.8 5.9
308	3.4 3.4				4.7 4.7					5.5 5.4
318	3.2 3.3				4.5 4.4					5.3 5.2
0.2 мас. долей метанола - 0.8 мас. долей воды
m1	5.040∙10-3 моль/кг						6.995∙10-3 моль/кг
m2	1.622∙10-2		2.139∙10-2		2.614∙10-2		2.247∙10-2		2.961∙10-2			3.533∙10-2
Т, К	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi		lgK	∆Еi		lgK
283	11.3 11.5		14.3 14.2		15.6 16.0		14.2 14.7		17.2 17.5			20.4 20.3
288	10.6 10.9		13.8 14.1		15.5 15.4		13.0 13.5		16.9 17.1			19.8 19.7
298	9.3 9.4		11.6 12.2		13.6 13.6		11.1 11.8		15.4 15.6			18.0 18.0
308	8.3 8.1		10.4 10.6		12.1 12.0		11.0 11.6		14.1 14.2			16.4 16.4
318	7.4 7.5		9.2 9.5		10.3 10.7		10.1 10.6		13.8 14.4			14.5 14.3
0.4 мас. долей метанола - 0.6 мас. долей воды
m1	5.060∙10-3 моль/кг						7.024∙10-3 моль/кг
m2	1.689∙10-2		2.268∙10-2		2.863∙10-2		2.289∙10-2		3.085∙10-2			4.086∙10-2
Т, К	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi		lgK	∆Еi		lgK
283	30.5 29.3		34.9 34.0		40.0 38.6		34.3 34.7		41.3 41.3			48.1 48.0
288	28.1 27.0		32.9 32.2		37.7 36.8		33.5 33.3		40.0 39.6			46.9 46.7
298	25.2 24.1		29.8 29.0		34.5 33.8		30.3 29.2		36.4 36.5			43.6 43.8
308	22.2 21.2		26.6 25.8		30.9 30.7		26.6 26.7		32.6 32.8			40.0 40.2
318	19.2 18.4		22.9 23.1		27.7 27.2		23.5 23.9		28.7 28.7			35.5 35.9

г) рассчитать стандартные термодинамические характеристики комплексообразования NH₄L⁺:

Коэффициенты уравнения регрессии lgK = A + B/T

мас. доли, S	A	B	r		lgK298
Вода – диоксан – 18-краун-6 – NH4+
0.2 0.4 0.6 0.8	-0.11 -1.16 -1.60 -2.63	461 902 1209 1628	0.992 0.998 0.999 0.999	0.011 0.011 0.007 0.005	1.450.08 1.870.03 2.460.04 2.830.05

д) проанализировать полученные результаты.


ВАРИАНТ 10

На основании экспериментальных данных об ЭДС цепи
Мембранный эл-д (NH₄⁺)│NH₄Сl (m₁), L (m₂), H₂O-S│AgCl,Ag (II)

по уравнению

,

а) рассчитать концентрационные константы устойчивости коронатов аммония для разных концентраций краун-эфира и соли в данном растворителе;

б) выполнить статистический анализ зависимости lgК' от ионной силы и найти термодинамическую константу комплексообразования lgK NH₄L⁺;

в) выразить константу устойчивости NH₄L⁺ в различных концентрационных шкалах;
Величины Е_i (мВ) гальванической цепи ст.эл-д (NH₄⁺)NH₄Cl (m₁) + 18К6 (m₂) AgCl. Ag

в водно-метанольных растворителях (моляльная шкала)

1.0 мас. долей воды
m1	7.007∙10-3 моль/кг растворителя
m2	2.135∙10-2				2.973∙10-2					3.563∙10-2
Т, К	∆Еi		lgK		∆Еi		lgK			∆Еi			lgK
283	4.4 4.4				6.0 5.9					7.0 6.8
288	4.1 4.0				5.7 5.6					6.7 6.5
298	3.4 3.6				4.8 4.7					5.8 5.9
308	3.4 3.4				4.7 4.7					5.5 5.4
318	3.2 3.3				4.5 4.4					5.3 5.2
0.6 мас. долей метанола - 0.4 мас. долей воды
m1	5.020∙10-3 моль/кг						7.030∙10-3 моль/кг
m2	1.281∙10-2		2.030∙10-2		2.524∙10-2		1.808∙10-2		2.799∙10-2			3.462∙10-2
Т, К	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi		lgK	∆Еi		lgK
283	38.9 37.8		51.1 50.3		57.8 55.1		47.6 48.2		60.9 61.4			65.0 66.7
288	37.3 35.9		50.0 48.9		55.7 53.2		45.0 45.7		58.3 59.0			63.7 64.2
298	32.6 32.1		45.4 44.6		53.6 49.3		40.6 40.7		53.8 55.1			58.8 58.9
308	28.2 28.5		41.1 40.5		45.9 45.0		36.0 36.0		48.5 48.6			54.2 54.3
318	25.6 25.0		37.3 35.9		41.5 40.6		31.5 32.0		44.7 45.1			49.0 49.6
0.8 мас. долей метанола - 0.2 мас. долей воды
m1	5.020∙10-3 моль/кг						7.016∙10-3 моль/кг
m2	1.433∙10-2		1.933∙10-2		2.506∙10-2		2.063∙10-2		2.880∙10-2			3.713∙10-2
Т, К	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi	lgK	∆Еi		lgK	∆Еi		lgK
283	77.4 75.4		86.5 85.1		93.2 93.5		85.0 85.5		97.5 97.8			105 106
288	73.6 71.8		83.0 82.4		90.9 90.7		82.0 82.2		94.7 94.5			103 104
298	67.4 66.0		76.9 76.9		84.8 84.8		76.3 76.4		88.1 88.2			97.4 97.9
308	61.1 59.7		70.8 70.6		79.1 78.3		68.8 68.7		81.0 81.0			90.0 90.3
318	55.0 53.3		64.2 64.2		72.3 71.0		62.6 62.5		74.0 73.7			82.3 82.2

г) рассчитать стандартные термодинамические характеристики комплексообразования NH₄L⁺:

Коэффициенты уравнения регрессии lgK = A + B/T

мас. доли, S	A	B	r		lgK298
Вода – 2-пропанол – ДЦГ18-краун-6 – NH4+
0 0.2 0.4 0.6 0.8	-1.92 -1.72 -2.65 -2.36 -1.18	877 911 1247 1221 1055	0.998 0.988 0.999 0.999 0.999	0.009 0.025 0.006 0.008 0.009	1.020.10 1.340.05 1.530.03 1.740.03 2.360.02

д) проанализировать полученные результаты.
ЛИТЕРАТУРА

Измайлов Н.А.Электрохимия растворов. – Харьков: изд-во ХГУ, 1959. – 958 с.

Комплексообразование в неводных растворах // Под. ред. Крестова Г.А. -М.: Наука, 1989. – 256 с.

Абросимов В.К. Изотопные эффекты в растворах. В кн. Современные проблемы химии растворов / Под. ред. Б.Д. Березина. М.: Наука, 1986. С. 97–156.

Фиалков Ю.Я. Растворитель как средство управления химическим процессом. Л.: Химия. 1990. 240 с.

Научное наследие Н.А. Измайлова и актуальные проблемы физической химии / Под. ред. В.И. Лебедя, Н.О. Мчедлова-Петросяна, Ю.В. Холина. Х.: ХНУ имени В.Н. Каразина, 2007. 675 с.

Бондарев Н.В. Взаимосвязь термодинамических характеристик сольватации, диссоциации и комплексообразования // Укр. хим. ж. –1995. –Т.61, №11. – С. 14–18.

Бондарев Н.В. Развитие концепции структура-свойство на основе сольватационных параметров // ЖОХ. –1999. –Т. 69, Вып. 2 –С. 229–234.

Tsurko E.N., Bondarev N.V. Mathematical modeling of solvent parameters' relevant contribution to the alpha-amino acid (valine, alpha-alanine) solvation in H₂O–MeOH, H₂O–EtOH and H₂O– PrOH-2 // J. Mol. Liquids. –2007. № 131–132. – P.151–157.

Дубров А.М., Мхитарян В.С., Трошин Л.И. Многомерные статистические методы. М.: Финансы и статистика. 2000. 352 с.