5. Электропроводность Ответьте на вопросы:

1. Каковы различия между проводниками первого и второго рода? Приведите примеры таких проводников. Какова зависимость электропроводности таких проводников от температуры.

2. Чем осуществляется проводимость электричества в растворах электролитов, и от каких факторов она зависит?

3. Что такое удельная электрическая проводимость? Какие факторы на нее влияют?

4. Как зависит удельная электрическая проводимость от разбавления?

5. Что такое эквивалентная электропроводность? Какие факторы определяют ее значение? Как связана ее величина с разбавлением в растворах слабых электролитов?

6. Каковы различия зависимости эквивалентной электропроводности от разбавления в растворах сильных и слабых электролитов?

7. От каких факторов зависит эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении?

8. Дайте определение электрохимической подвижности ионов в растворе.

9. Какие ионы обладают наибольшей электрохимической подвижностью в водных растворах и почему?

10. Какое практическое значение имеет определение электрической проводимости?

11. Как определяют влажность почв, зерна?

12. Что такое кондуктометрическое титрование?

13. Почему в ходе нейтрализации кислоты щелочью электропроводность изменяется? Как она изменяется?

14. Начертите и объясните диаграмму кондуктометрического титрования слабой кислоты сильной щелочью?

Задания с выбором ответа

15. Как зависит удельная электрическая проводимость от разбавления?

а) увеличивается; б) уменьшается;

в) увеличивается, затем уменьшается;

г) уменьшается, затем увеличивается.

16. На чем основан метод кондуктометрического титрования?

а) на измерении электрической проводимости;

б) на измерении потенциала электрода;

в) на измерении оптической плотности;

г) на измерении показателя преломления света;

17. Как называется величина, характеризующая способность вещества проводить электрический ток

а) электрическая проводимость;

б) сопротивление;

в) сила тока;

г) напряженность

18. Как называется закон, который гласит:

предельная молярная электрическая проводимость раствора электролита равна сумме подвижностей катионов и анионов

а) Фарадея; б) Кольрауша;

в) Нернста; г) Аррениуса

19. Как называется величина, измеряемая обратным значением удельного сопротивления

а) молярная электрическая проводимость;

б) удельная электрическая проводимость;

в) предельная молярная электрическая проводимость

20. Какие факторы не влияют на удельную электрическую проводимость

а) концентрация; б) температура;

б) степень гидратации; г)давление

Решение типовых задач.

Задача 1: Вычислить степень и константу электролитической диссоциации 0,01 моль/м³ раствора уксусной кислоты, эквивалентная электропроводность которого при 18⁰С равна 1,47 С_м×м²×моль^-1.

Решение: Эквивалентная электропроводность при данном разбавлении l_v = 1.47 Эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении: l¥= lk⁺ + la^-, где lk⁺ и la^- - подвижности аниона и катиона диссоциирующей кислоты.

СН₃СООН «СН₃СОО^- + Н⁺

lH⁺ =31,5; lCH₃COO^- =3,5

l¥=31,5 + 3,5 = 35,0, где

Согласно закону разбавления константа электролитической диссоциации слабого бинарного электролита : , где

a - степень электролитической диссоцации, С – концентрация, моль/м³

Задача 2.Удельная электрическая проводимость раствора едкого натра массовой долей 10% при 18⁰С равна 0,3124 См/см, а плотность его равна 1,113 г/см³. Эквивалентная электрическая проводимость данного вещества при бесконечном разбавлении равна 217,5 См×см²×моль^-1.Вычислить кажущуюся степень диссоциации едкого натра и концентрацию гидроксид-иона в растворе.

Решение:

Находим молярную концентрацию раствора NaOH

С _NaOH = Из формулы определяем эквивалентную электрическую проводимость λ = = 0,01123 См∙м²/моль или 112,3 См∙см²/моль

Вычисляем кажущуюся степень диссоциации из формулы

α = = 0,516 т.е. 51,6%

Концентрацию ОН^- находим из формулы

С_он- = 2,78 ∙ 0,516 = 1,43 моль/л

Задача 3. Удельная электрическая проводимость наиболее чистой воды при 18⁰С равна 3,84 ∙10^-6 См/м. Подвижности ионов водорода и гидроксид -иона при этой температуре соответственно равны 315 и 174 См∙м²/моль. вычислит степень диссоциации, ионное произведение и константу диссоциации воды.

Решение.

Определяем эквивалентную электрическую проводимость воды из формулы. Плотность воды считаем равной 1 г/см³; объём , в котором содержится 1 моль воды равен 18 мл = 18 ∙ 10^-6м³. Тогда λ = 3,84 ∙10^-6∙ 18 ∙10^-6 = 6,912 ∙ 10^-11 См∙м²/моль. эквивалентную электрическую проводимость воды при бесконечном разбавлении находим из формулы

λ∞ = 315 = 174 = 489 См∙см²/моль или 489 10^-4 См∙м²/моль. степень диссоциации воды ; α = = 1,41 ∙10^-9

В 1 л воды содержится моль;

следовательно, концентрация ионов водорода, а также гидроксид-ионов будет: С_Н+ = С_ОН- = 55,56 1,41 10^-9 = 7,86 10^-8моль/л

Ионное произведение воды К_в = 7,86 10^-8∙7,86 10^-8 = 0,618 10^-14

Константа диссоциации воды при 18⁰С равна

К_д = = 1,1 ∙10^-16

Ответ: константа диссоциации воды равна 1,1 ∙10^-16

Задания для индивидуальной самостоятельной работы

21. Вычислить степень и константу электролитической диссоциации 0,01 моль/м³ раствора уксусной кислоты, эквивалентная электропроводность которого при 18⁰С равна 1,47 См×м²×моль^-1.

22. При 25⁰С удельная электрическая проводимость масляной кислоты (С₃Н₇СООН) при разбавлении 64 л равна 1,812×10^-7 См/м. Подвижность ионов Н⁺ и С₃Н₇СОО^- при этой температуре соответственно равны 34,58 и 3,26 См×м²/моль. Вычислить константу диссоциации масляной кислоты.

23. При 18⁰С удельная электрическая проводимость наиболее чистой воды равна 3,84×10^-6 См/м. Подвижности ионов водорода и гидроксид-ионов при этой температуре соответственно равны 31,5 и 17,4См×м²/моль. Вычислить степень диссоциации и константу диссоциации воды.

24. Вычислить степень электролитической диссоциации дистиллированной воды и константу ее диссоциации при 18⁰С, если удельная электрическая проводимость воды равна 4×10^-13См/м.

25. –31 . Как методом электрической проводимости определяют константу и степень диссоциации слабых электролитов? Вычислите степень и константу диссоциации слабого электролита по данным таблицы.

№	Электролит	Концентрация (моль/л)	Эквивалентная электропроводность, См×м2×моль-1
26	СН3СООН	0,01	14,3
27	NH4OH	0,01	9,6
28	CH3COOH	0,1	4,6
29	CH3COOH	1	6,4
30	NH4OH	0,1	10,1
31	NH4OH	1	12,7

32. Абсолютные скорости ионов серебра и хлора соответственно равны 5,7×10^-4 и 6,9×10^-4 см²/сек . Вычислить эквивалентную электропроводность бесконечно разбавленного раствора хлорида серебра.

33. Вычислите удельную и эквивалентную электропроводность, степень и константу электролитической диссоциации 0,01 н раствора уксусной кислоты. Сопротивление этого раствора при 18^0С равно 1000 Ом, константа сосуда – 0,14.

34. Молярная электропроводность 0,015 М раствора амида азотной кислоты при 15⁰С равна 1,446 С_м×м²/моль. Определите константу диссоциации амида азотной кислоты:

H₂N₂O₂«H⁺ + HN₂O₂^-

l¥H⁺=298, l¥Na⁺=39,9, l¥NaHN₂O₂= 93 См×м²/моль

32. Определите степень диссоциации и константу диссоциации 0,01 моль/л раствора уксусной кислоты. Удельная электрическая проводимость этого раствора при 18⁰С равна 0,000143 См×м^-1.

33. Вычислите степень диссоциации и константу 0,01 моль/л раствора уксусной кислоты. Удельная электрическая проводимость этого раствора при 18⁰С равна 0,000096 См×м^-1.

34. Вычислите эквивалентную электропроводность 0,02 моль/л раствора пропионовой кислоты при 25⁰С, если известно, что l¥=385,6 См×м²/моль и К=1,34×10^-5.

35. Вычислите эквивалентную электропроводность 0,01 моль/л раствора уксусной кислоты при 25⁰С, если известно, что l¥=391См×м²/моль и К_дис=1,75×10^-5.

36. Вычислите эквивалентную электропроводность 0,01 моль/л раствора KCl при 25⁰С, если известно, что удельная электропроводность раствора равна 0,01288 См×м^-1.

37. 0,1 М раствор LiX имеет удельную электропроводность 0,009 См×м^-1 при 25⁰С. Найдите: а) эквивалентную электропроводность раствора, б) подвижность ионов Х^-, если подвижность ионов Li⁺ равна 3,34 См×м²/моль.

38. Удельная электрическая проводимость раствора соляной кислоты массовой долей 30% при 18⁰С равна 0,662 См/см, а плотность этого раствора равна 1,152 г/см³. Определите эквивалентную электрическую проводимость раствора.

39. Удельное сопротивление раствора азотной кислоты молярной концентрации 1,017 моль/л при 18⁰С равно 3,2 Ом∙см. Эквивалентная электрическая проводимость раствора азотной кислоты при бесконечном разбавлении равна 376,7 См∙ см²/моль. Определите концентрацию ионов водорода в растворе.

40. Удельная электрическая проводимость раствора иодида натрия массовой долей 5% при 18⁰С равна 0,0298 См/см, а плотность этого раствора 1,0374 г/см³_. Определите коэффициент электрической проводимости иодида натрия в растворе.λ = 110 См∙ см²/моль .

41. При 25⁰С удельная электрическая проводимость воды равна 5,5 ∙!0^-8 См/см. Подвижность иона водорода и гидроксид -иона при этой температуре равна 349,8 и 197,6 См∙ см²/моль. Вычислите степень диссоциации и ионное произведение воды.

42. При 25⁰С константа диссоциации масляной кислоты (С₃Н₇СООН) равна 1,5 ∙10^-5. Эквивалентная электрическая проводимость раствора этой кислоты при разбавлении в 64 л равна 11,6 См∙ см²/моль. Вычислите значение эквивалентной электрической проводимости при бесконечном разбавлении.

43. При 18⁰С абсолютные скорости ионов цезия и хлора соответственно равны 6,98 ∙10^-4и 6,76 ∙10^-4 см²/В с. Удельная электрическая проводимость хлорида цезия при разбавлении 1000 л равна 1,306∙10^-4 См/см. Вычислите степень диссоциации соли в данном растворе.