Примеры решения задач

1. Для приготовления 0,800 л раствора в воде растворили 0,759 г гидроксида калия. Сопротивление кондуктометрической ячейки с этим раствором равно 184 Ом. Расстояние между электродами в ячейке  160 см. Площадь каждого электрода ячейки составляет 0,00200 м². Рассчитать молярную электрическую проводимость раствора KОН.

Решение:

Рассчитаем удельную электропроводность раствора KОН по уравнению (204), подставляя в него уравнение (202) для константы кондуктометрической ячейки

Рассчитаем концентрацию KОН в растворе

Для расчета молярной электрической проводимости используем уравнение (209)

.

2. Рассчитать значение рН желудочного сока человека, если молярная электрическая проводимость его при 37^оС равна 370 Смсм²/моль, а удельное сопротивление – 0,90 Омм. Предположить, что в желудочном соке других электролитов, кроме HCl, нет.

Решение:

Рассчитаем по уравнению (205) удельную электропроводность желудочного сока

Рассчитаем концентрацию хлороводородной кислоты в желудочном соке, используя уравнение (209)

Рассчитаем рН желудочного сока, пренебрегая различием между активностью и концентрацией (полагая коэффициент активности равным 1)

рН = –lga(H⁺)  –lg[H⁺] = –lg[HCl] = –lg0,03 = 1,52

3. Удельная электрическая проводимость насыщенного раствора AgBr равна 11,110^–6 См/м. Найти константу растворимости соли, если ⁰(Ag⁺) = 61,910^–4 Cмм²/моль; ⁰(Br^–) = 78,410^–4 Cмм²/моль; (H₂O) = 2,010^–6 См/м.

Решение:

Определим удельную электрическую проводимость AgBr:

(AgBr) = _р-ра(AgBr) – (H₂O) = (11,1 – 2,0)10^–6 =

= 9,110^–6 См/м

⁰(AgBr) = ⁰(Ag⁺) + ⁰(Br^–) = (61,9 + 78,4)10^–4 =

= 140,310^–4 Смм²/моль

Насыщенный раствор малорастворимой соли можно с хорошей точностью считать бесконечно разбавленным раствором, тогда:

(AgBr) = ⁰(AgBr),

Растворимость бромида серебра для случая, рассматриваемого в задаче, совпадает с его концентрацией, которую рассчитаем из уравнения (209)

Константа растворимости K_s(AgBr) бромида серебра, диссоциирующего по реакции

AgBr (;(; Ag⁺ + Br^–,

равна

K_s(AgBr) = [Ag⁺][Br^–]

Концентрация растворенного электролита при условии его полной диссоциации совпадает с концентрациями ионов серебра и брома

S(AgBr) = [Ag⁺] = [Br^–]

Тогда, подставляя значение растворимости в уравнение для константы растворимости, получим

K_s(AgBr) = S² = (6,4810^–7)² = 4,2110^–13 (моль/л)²

4. Молярная электропроводность цианоуксусной кислоты следующим образом зависит от ее концентрации в водном растворе при 298 К:

с, моль/л103	0	0,4660	1,856	7,335
, Ом–1см2/моль	386,1	347,0	282,6	193,9

Рассчитать среднее значение константы диссоциации K_a цианоуксусной кислоты.

Решение:

Воспользуемся уравнением (221)

Подставляя последовательно данные из условия, рассчитаем значения константы и найдем ее среднее значение

5. Рассчитать удельную электрическую проводимость 0,1 М раствора уксусной кислоты при 25^оС (K_a(СН₃СООН) = 1,7510^–5 моль/л).

Решение:

Рассчитаем, предполагая, что степень диссоциации мала по сравнению с 1, степень диссоциации кислоты по уравнению (222)

Действительно, степень диссоциации составляет приблизительно 1% от 1, следовательно, предположение о малости  справедливо, и уравнение для расчета было выбрано правильно. Рассчитаем предельное значение молярной электропроводности кислоты, используя уравнение (211) Кольрауша

⁰(СН₃СООH) = ⁰(Н⁺) + ⁰(СН₃СОО^–) = 349,8 + 40,9 =

= 390,710^–4 Смм²/моль

Рассчитаем по уравнениям (213) и (209) молярную электропроводность кислоты и удельную электропроводность раствора кислоты, переводя концентрацию из моль/л в моль/м³.

 = 0,0132390,710^–4 = 5,1510^–4 Смм²/моль

 = 5,1510^–40,11000 = 0,05 См/м