Задачи Крюкова / Растворы электролитов 5

1. Молярная электрическая проводимость водного раствора гидроксида аммония при разведении 128 л/моль и температуре 298К равна 13,5 Ом-1см²/моль. Пользуясь справочными данными о предельных молярных электрических проводимостях ионов в воде, рассчитайте степень и константу диссоциации электролита, рН раствора.

Дано:

Раствор NH⁴OH

Λ = 13,5 Ом^-1см²/моль = 13,5 Ом^-1м²/моль

V = 128 л/моль

Найти:

a-?

Кд-?

pH-?

Решение:

1. Так как дан слабый электролит, найдем Степень Диссоциации по формуле Аррениуса

13,5·10^-4

= ------------------------------------ = 0,05 = 5%

13,5·10^-4 + 198,3·10^-4

2. Найдем константу диссоциации электролита

NH4OH=NH4⁺ + OH^-

a² · C a² 0,05²

Кд = ---------- = ------ = ----------------- = 2,028·10^-5

(1-a) (1-a) (1-0,05)·128

3. Найдем pH раствора по формуле:

pH = 14 – pOH

pOH = -lg(a·C) = -lg(a/V) = -lg 0,05/128 = 3,4

pH = 14 – 3,4 = 10,6

Ответ: a = 5%

Кд = 2,028·10^-5

pH = 10,6

2. Эквивалентная электропроводность водного раствора слабой одноосновной кислоты при 25 °С равна 16.0 См·см²/моль при концентрации 0,01 моль/л и 48.4 См·см²/моль при концентрации 0,001 моль/л. Рассчитайте эквивалентную электропроводность раствора при бесконечном разбавлении и константу диссоциации кислоты.

Дано:

T = 25°C = 298K

Λ1 = 16 См·см²/моль

С1 = 0,01 моль/л = 0,01·10^-3моль/см³

Λ2 = 48,4 См·см²/моль

С2 = 0,001 моль/л = 0,001·10^-3моль/см³

Найти:

λ^∞_-?

Кg-?

Решение:

Λ	16,0	48,4
C	0,01	0,001
1/Λ	0,0625	0,020661
Λc	0,00016	4,84·10-5

Построим график зависимости:

1/Λ = f(Λc)

По методу Крауса-Брея:

Получаем

Kg = 1,67·10^-8моль/см³ = 1,67·10^-5 моль/л

Ответ:

λ^∞ = 400 Cм·см²/моль

Кg = 1,67·10^-5 моль/л

3. Средний ионный коэффициент активности в 0.500 моль/кг водном растворе LaCl₃ при 25°С равен 0.303. Какова ошибка в определении этой величины по первому приближению теории Дебая-Хюккеля?

Дано:

Раствор LaCl₃

γ+- = 0,303

c = 0,500 моль/кг

t = 25°C = 298K

Найти: Какова ошибка в определении по первому приближению?

Решение:

1. Воспользуемся формулой 1 приближения теории Дебая-Хюккеля:

I = 0,5(0,5·3²+1,5·1²) = 3

2. Рассчитаем коэффициент активности по формуле:

lgγ+- = -0,509·|1·3|·√3 = -2,645

γ+ = 0,002

3. Найдем ошибку:

0,303-0,002

----------------- · 100% = 99% = 0,99

0,303

Ответ: Ошибка составляет 99% или 0,99