Розв’язання
1) Обчислюємо моляльну концентрацію розчину
;
2) Визначаємо
температуру кристалізації розчину
сахарози за законом Рауля: (t1–t2)
= K·Cm
(
).
t1
– температура кристалізації води
(t1 = 0 0С), тому – t2 = K ·
Cm; t2 = –K · Cm
t2 = –1,86 · 0,58 = –1 (0С)
Відповідь: температура кристалізації розчину сахарози –10с.
Приклад 10. Розставте коефіцієнти у окисно-відновній реакції методом електронного балансу. Вкажіть процеси окиснення та відновлення, окисник та відновник
Zn + HNO3(розведена) = Zn(NO3)2 + N2O + H2O.
Розв'язання
1. Визначаємо ступені окиснення у елементів:
.
2. Запишемо рівняння напівреакцій для елементів, що змінили ступені окиснення (це Цинк і Нітроген):
– процес
окиснення (віддача електронів);
– процес
відновлення (приєднання електронів).
3. Зрівнюємо кількість відданих та приєднаних електронів.
4
1 2
.
Відданих електронів: 4 · 2ē
= 8ē.
1 4 8
.
Приєднаних електронів: 1· 8ē
= 8ē.
4. Розставляємо коефіцієнти у рівнянні реакції:
4Zn + 10HNO3(розведена) = 4Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O.
а) 4
ставимо перед
;
б) зрівнюємо кількість атомів Zn: 4 ставимо перед Zn(NO3)2;
в) 1 треба поставити перед
HNO3,
але в цій реакції частина
змінює ступінь окиснення до
, а друга – не змінює. Тому 1 ставимо
перед N2O
у правій частині рівняння.
г) Кількість атомів Нітрогену у правій частині рівняння 4 · 2 + 2 = 10, тому перед HNO3 ставимо коефіцієнт 10.
д) Кількість атомів Гідрогену у лівій частині рівняння 10, а у правій 2, тому перед H2O ставимо коефіцієнт 5.
е) Якщо коефіцієнти підібрані вірно, то кількість атомів Оксигену у лівій і правій частинах рівняннях повинна співпадати. У цьому рівнянні: 30 = 24 + 1 + 5 = 30.
Приклад 11. Гальванічний елемент складається з металічного цинку, який занурений у розчин з молярною концентрацією цинк нітрату 0,1 моль/л, і металічного срібла, що занурений у розчин з молярною концентрацією аргентум нітрату 0,02 моль/л. Обчисліть ЕРС елементу, напишіть рівняння електродних процесів, складіть схему елементу.
Розв'язання
1. Обчислюємо електродні потенціали за формулою Нернста (значення стандартних електродних потенціалів систем Zn2+/Zn (–0,763 B) i Ag+/Ag (0,799 B) знаходимо із додатку 1):
2. Обчислюємо ЕРС елементу:
Е =
–
= 0,699 – (–0,793) = 1,492 В.
3. Оскільки
> 
,
то на срібному електроді відбувається
відновлення, тобто він є катодом: Ag+ +
ē = Ag .
На цинковому електроді відбувається процес окиснення, тобто він є анодом: Zn – 2ē = Zn2+.
Схема цього гальванічного елементу має вигляд:
(–) Zn│Zn(NО3)2 ║AgNО3 │Ag (+)
0,01 Моль/л 0,02 моль/л
Приклад 12. Обчисліть ЕРС концентраційного гальванічного елементу:
(–) Ag │ AgNО3 ║ AgNО3 │ Ag (+)
0,001 моль/л 0,01 моль/л
В якому напрямку будуть рухатися електрони у зовнішньому ланцюгу при роботі цього елементу?
Розв'язання
1. Обчислюємо електродні потенціали лівого електроду φ1 і правого – φ2. Стандартний електродний потенціал системи Ag+/Ag (0,799 B) знаходимо із додатку 1:
В.
В.
2. Обчислюємо електрорушійну силу (Е) елементу:
Е = φ2 – φ1 = 0,681 – 0,622 = 0,059 В.
Оскільки φ1 < φ2, то лівий електрод буде негативним полюсом і електрони будуть рухатись в зовнішньому ланцюзі від лівого електроду до правого.
Приклад 13. . Складіть схему електролізу водного розчину К2SО4 з інертним анодом?