Примеры решения задач по электропроводности
.pdf
Тема «Электропроводность»
Задача 1. Удельная электропроводность 4% водного раствора H2SO4 при 18oC равна 0.168 См/ см. плотность раствора - 1.026 г/см3. Подвижности ионов Н+ и SO42- при 18°С равны 315 и 68,4 См∙см2/моль-экв, соответственно. Рассчитать эквивалентную электропроводность раствора и кажущуюся степень диссоциации.
Дано:
æ = 0.168 См/см
ω (H2SO4) = 4%
ρ= 1.026 г/см3
= 68,4 См∙см2/моль-экв
= 315 См∙см2/моль-экв
λ_- ?
Решение:
1.Находим нормальность раствора кислоты
|
|
10 ∙ ∙ = |
10 ∙ 4% ∙ 1,026 |
г |
|
|||||
С |
= |
см3 |
= |
|||||||
н |
|
Мэкв |
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
46 моль − экв |
|
|||||||
|
|
= 0,892( |
моль − экв |
) |
|
|||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
л |
|
|
|
|
В эту формулу подставляются величины в указанных единицах измерения. Коэффициент 10 появляется как раз в результате перевода см3 в л, а % в доли от единицы.
Напоминаю, что для кислот молярная масса эквивалента рассчитывается следующим образом
Мэкв = |
М |
|
= |
98 г/моль |
= |
|
число протонов |
2 |
|||||
|
|
|
||||
=49 г/(моль − экв)
2.Находим величину эквивалентной электропроводности:
|
|
|
|
|
|
|
|
См |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
æ ( |
см) ∙ 1000 |
||||
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
= |
||
|
|
|
|
|
Сн ( |
моль − экв |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
л |
) |
|||
|
0,168 (См/см)∙1000 |
|
|
|
|
|
|||||
= |
=188,3См∙см2/моль-экв |
||||||||||
|
|
|
|
||||||||
0,892( |
моль−экв |
) |
|
||||||||
|
л |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
3. |
Находим эквивалентную электропроводность при |
||||||||||
бесконечном разбавлении |
|
|
|
||||||||
∞ = +∞ + −∞ = 315 + 68,4
=383,4 См ∙ см2/моль − экв
4.Находим кажущуюся степень диссоциации:
|
|
|
188,3 См ∙ |
см2 |
− экв |
|
|
моль |
|||||
= |
|
= |
|
|
= 0,49 или 49% |
|
∞ |
|
см2 |
|
|||
|
|
|
383,4 См ∙ |
|
− экв |
|
|
|
моль |
||||
Задача 2. Эквивалентная электропроводность 1.59∙10-2 моль/л раствора уксусной кислоты (СH3COOH) при 25oC равна 12.77 См∙см2/моль-экв. Подвижности ионов Н+ и СH3COO- при 25°С равны 349,8 и 40,9 См∙см2/мольэкв. Рассчитайте константу диссоциации кислоты
Дано: |
Решение: |
|
|
|
|
|
|
|||||||
λ = 12.77 См∙см2/моль-экв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С(СH3COOH)=1.59∙10-2 моль/л |
1. |
Находим эквивалентную электропроводность при |
||||||||||||
|
|
2 |
бесконечном разбавлении |
|
|
|
|
|||||||
|
= 349,8 См∙см /моль-экв |
|
∞ = +∞ + −∞ = 349,8 + 40,9 |
|
|
|
||||||||
|
|
2 |
|
|
|
|
||||||||
|
|
= 40,9 См∙см /моль-экв |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= 390,7 См ∙ см /моль − экв |
||||
К- ? |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
2. |
Находим степень диссоциации: |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12,77 См ∙ |
см2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
= |
моль − экв |
|
= 0,0327 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
∞ |
390,7 См ∙ |
см2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
моль − экв |
|
|
|||
|
|
|
3. |
Находим |
|
константу |
диссоциации по закону |
|||||||
|
|
|
разбавления Оствальда: |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Молярная концентрация уксусной кислоты будет равна |
|||||||||||
|
|
|
нормальности, так как эта кислота одноосновная |
|||||||||||
|
|
|
|
|
2 |
|
0.03272 ∙ 1.59 ∙ 10−2 |
= 1.76 ∙ 10−5 |
||||||
|
|
|
|
= |
|
= |
|
|
||||||
|
|
|
|
1 − |
|
1 − 0.0327 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задача 3 Константа диссоциации уксусной кислоты равна 1.76∙10-5 моль/л. Эквивалентная электропроводность раствора при разведении 62,9 л/моль равна 12.77 См∙см2/моль-экв. Рассчитать степень диссоциации кислоты и концентрацию ионов водорода в этом растворе, а также эквивалентную электропроводность раствора при бесконечном разведении.
Дано: |
Решение: |
|
|
|
|
|
|
||||
λ = 12.77См∙см2/моль-экв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V(СH3COOH) = 62.9 л/моль |
1. |
Находим концентрацию раствора: |
|
||||||||
К= 1.76∙10-5 моль/л |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
= |
|
|
|
= 0.016 моль/л |
|||
α- ? |
|
|
62.9 л/моль |
|
|||||||
[Н+] -? |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
λ∞-? |
2. |
Находим степень диссоциации: |
|
||||||||
|
|
Зависимость |
степени |
диссоциации слабого |
|||||||
|
электролита от концентрации выражается законом |
||||||||||
|
разбавления Оствальда: |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
K |
дис |
|
2 с |
|
, |
|
|
|
|
|
|
1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
где Кдис – константа диссоциации – величина постоянная |
||||||||||
|
для данного вещества при данных условиях и |
||||||||||
|
независящая от концентрации. |
|
|
|
|||||||
|
|
Если степень диссоциации слабого электролита |
|||||||||
|
α<<1, то значением α в знаменателе можно пренебречь и |
||||||||||
уравнение примет вид: |
K дис 2 |
с , следовательно |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К дисс |
. |
|
|
|
||
|
|
|
|
||||
|
|
с |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= √ |
1,76 ∙ 10−5 |
= 0,0332 |
|
|
|
|
|
0,016 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
3. Находим эквивалентную электропроводность при бесконечном разведении:
|
|
|
|
|
|
|
||
Так как = |
|
, |
|
|
|
|||
∞ |
см2 |
|
||||||
|
|
|
12,77См ∙ |
|
||||
то ∞ = |
= |
моль − экв |
|
= |
||||
|
0,0332 |
|||||||
|
|
|
|
|||||
см2 = 384,6См ∙ моль − экв
4. Находим концентрацию ионов водорода:
моль − экв
[ +] = ∙ + ∙ к−ты = 0,0332 ∙ 1 ∙ 0,016 ( л )
= 5,312 ∙ 10−4 (моль − экв)
л