РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

СЕМИНАР 1 РАВНОВЕСИЕ В РАСТВОРАХ СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

1. Рассчитайте степень диссоциации и 0,1 М водного раствора масляной кислоты при 25°C, используя справочные данные.

Ответ: 1,23 %; 2,91

2. Используя справочные данные, рассчитайте водного раствора валериановой кислоты с концентрацией 0,075 М при

25°C.

Ответ: 2,98

3. Определите децимолярного раствора 4 при 25°C, используя справочные данные.

Ответ: 11,12

4. Используя данные справочника, рассчитайте миллимолярного водного раствора анилина при 25°C.

Ответ: 7,79

5. Используя справочные данные, рассчитайте концентрацию, при которой степень диссоциации акриловой кислоты составляет 0,05. Определите раствора искомой концентрации.

Ответ: 2,11·10–2 моль/л; 2,98

6. Определите константу диссоциации бензойной кислоты, еслиеё 0,015 молярного водного раствора равен 3,02.

Ответ: 6,49·10–5 моль/л

7. Водородный показатель водного раствора пиридина с концентрацией 0,002 М при 25°C равен 8,27. Рассчитайте константу диссоциации пиридина и сравните её с табличным значением.

Ответ: 1,73·10–9 моль/л

8. Определите 0,1 М раствора 4 , содержащего 0,1 моль/л4 при 25°C. Соль 4 полностью диссоциирует. Воспользуйтесь данными справочника.

Ответ: 9,25

9. Константа диссоциации уксусной кислоты в воде при 298 К равна 1,8 ∙ 10−5. Чему будет равна концентрация ионов водорода и раствора, если к 1 л однонормального раствора уксусной кислоты добавить 8,2 ∙ 10−3 кг ацетата натрия? Считать раствор идеальным; принять, что объем раствора при введении соли практически не изменится.

Ответ: 1,8·10–4 моль/л; 3,745

10. Для реакции диссоциации муравьиной кислоты дана зависимость константы диссоциации от температуры:

1342,85= − + 5,27 − 0,015 ∙ .

Определите теплоту, энтропию и энергию Гиббса процесса диссоциации при 298 К.

Ответ: ∆dH° =206,6 Дж/моль; ∆dG° =21147,1 Дж/моль;

∆dS° =–70,3 Дж/моль К

11. Константа диссоциации слабой кислоты = + + − в зависимости от температуры изменяется в соответствии со следующим уравнением:

Определите ∆ °, ∆ °, ∆ ° при температуре 300 К.

Ответ: ∆dH° =62429,8 Дж/моль; ∆dG° =17500,4 Дж/моль; ∆dS° =149,8 Дж/моль К

12. Определите ∆ °, ∆ °, ∆ ° и ∆ ° при 298 К для реакции диссоциации 4− = + + 42− по температурной зависимости константы диссоциации:

= 475,14 + 5,0435 − 0,0182 ∙

Ответ: ∆dH° =–40043,8 Дж/моль; ∆dG° = –6928,8 Дж/моль; ∆dS° =–111,1 Дж/моль К; ∆dCp° =–207,7 Дж/моль К

13. Зависимость ионного произведения воды от температуры описывается уравнением:

= − 5242,39 + 35,3944 − 0,00853 ∙ − 11,82611 ∙

Выведите уравнение зависимости теплоты диссоциации воды от температуры. При какой температуре ионное произведение воды достигнет максимального значения?

Ответ:538,78 К

Задания по сборнику Белевского:

Глава XI

1.3, 2.2, 2.5, 3.4, 4.3, 5.4, 7.3, 8.1, 8.5, 9.4, 10.1

СЕМИНАР 2

РАВНОВЕСИЕ В РАСТВОРАХ СИЛЬНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

1. Пользуясь справочными данными, определите среднюю ионную активность, моляльность и общую активность сульфата хрома (III) с концентрацией 0,1 моль/кг при 25°C.

Ответ: a±=11,68∙10−3; m±=0,2551; a=2∙10−10

2. Рассчитайте среднюю ионную активность и моляльность водного децимоляльного раствора ( 3)3 при 25°C. Воспользуйтесь справочными данными.

Ответ: 0,0684; 0,228

3. Ионная сила водного раствора равна 0,01 моль/кг. Какова его моляльность? Какова должна быть моляльность 2 в его водном растворе, чтобы ионная сила раствора была бы равна

0,01 моль/кг?

Ответ: 0,01 моль/кг; 0,0033 моль/кг

4. Водный раствор 3 имеет ионную силу 1,5 моль/кг. Чему равна моляльность водного раствора 2( 4)3, имеющего такую же ионную силу?

Ответ: 0,1 моль/кг

5. Вычислите ионную силу водного раствора, содержащего смесь солей с моляльными концентрациями: 0,20 моль/кг 2( 4)3, 0,01 моль/кг 2 4, 0,15 моль/кг 3, 0,02 моль/кг ( 3)3. Диссоциация всех электролитов полная.

Ответ: 3,3 моль/кг

6. Рассчитайте средний ионный коэффициент активности для миллимоляльного раствора хлорида меди (II) при 25°C, используя первое приближение Дебая-Хюккеля.

Ответ: 0,88

7. Используя первое приближение Дебая-Хюккеля, рассчитайте средний ионный коэффициент активности для миллимоляльного раствора хлорида меди (II) в присутствии нитрата калия с концентрацией 0,007 моль/кг при 25°C.

Ответ: 0,79

8. Сравните табличное значение среднего ионного коэффициента активности хлорида кальция в его 0,01 моляльном водном растворе при 25°C с величинами, рассчитанными по первому и второму приближениям теории Дебая-Хюккеля.

Ответ: 0,666; 0,707

9. Рассчитайте средний ионный коэффициент активности нитрата кальция при 298 К в водном растворе, содержащем ( 3)2 и4[ ( )6] с концентрациями, равными, соответственно, 0,001 и 0,0002 моль/кг.

Ответ: 0,847

10. Активность 2 4 в 0,1 моляльном водном растворе при 25 С равна 7,4∙10–5. Рассчитайте средний ионный коэффициент активности серной кислоты в данном растворе, предполагая её полную диссоциацию на ионы.

Ответ: 0,265

11. Используя данные справочника, рассчитайте сантимоляльного раствора соляной кислоты при 25°C. Изменится ли этого раствора, если в него добавить 0,01 моль/кг раствор сульфата лития?

Ответ: 2,044; 2,102

12. Используя справочные данные, рассчитайте следующих водных растворов при 298 К:

а) 0,01 моль/кг 3

Ответ: а) 1,055∙10−4 моль/кг; б) 9,51∙10−8 моль/кг; в) 1,99∙10−5 моль/кг; г) 1,33∙10−4 моль/кг

15. По справочным данным о произведении растворимости бромида серебра рассчитайте его растворимость в воде и в 0,001 моляльном растворе бромида калия.

Ответ: 6,93∙10−7 моль/кг; 5,17∙10−10 моль/кг

16. Во сколько раз растворимость сульфата бария 4 в водном растворе 3 с моляльной концентрацией 0,005 моль/кг при температуре 298 К больше его растворимости в чистой воде? Произведение растворимости 4 равно 1 ∙ 10–10.

Ответ: в 1,39 раз

17. Определите степень диссоциации 0,1 М бензойной кислоты: а) в чистой воде при 25°C;

б) в присутствии 0,002 моль/кг сульфата меди (II) при 25°C; в) в присутствии 0,002 моль/кг серной кислоты при 25°C.

Воспользуйтесь данными справочника.

Ответ: а) 2,51 %; б) 2,79 %; в) 1,89 %

18. Определите степень диссоциации 0,075 М миндальной кислоты:

а) в чистой воде при 25°C;

б) в присутствии 0,005 моль/кг нитрата магния при 25°C; в) в присутствии 0,01 моль/кг соляной кислоты при 25°C.

Воспользуйтесь данными справочника.

Ответ: а) 7,19 %; б) 8,31 %; в) 4,91 %

Задания по сборнику Белевского:

Глава XI

1.5, 3.2, 3.5, 6.1, 6.3, 6.5, 7.1, 8.4, 9.1, 9.2, 10.3, 10.6

СЕМИНАР 3 НЕРАВНОВЕСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ

ВРАСТВОРАХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

1.Рассчитайте электрическую проводимость (1/) одномолярного раствора нитрата серебра при 291 К, если расстояние между электродами 5 см, площадь каждого электрода

2см2. Молярная электрическая проводимость этого раствора – 94,3 Ом–1 см2/моль.

Ответ: 3,77 10–2 См

2. Сопротивление электролитической ячейки, заполненной 0,02 Мпри 25°C равно 50 Ом. Определите постоянную ячейки . Какого будет сопротивление этой ячейки, заполненной 0,1 М3, если известно, что удельная электропроводность равна 2,77 10–3 Ом–1 см–1, а молярная электропроводность 3

– 94,3 Ом–1 см2/моль.

Ответ: 0,1385 см–1; 14,69 Ом

3. В 0,01 М раствор сульфата двухвалентного металла опущены платиновые электроды. Поверхность каждого электрода составляет 10 см2, расстояние между ними 4 см. Молярная электропроводность раствора равна 200 Ом–1 см2/моль. Какое напряжение нужно приложить к электродам, чтобы через раствор протекал ток силой 0,1 А?

Ответ: 20 В

4. Вычислите предельную молярную электропроводность уксусной кислоты, если предельные молярные электропроводности электролитов 2 4, 2 4 и 3 соответственно равны 270,2; 859,6 и 91,0 Ом–1 см2/моль.

Ответ: 385,7 Ом–1 см2/моль

5. Предельные молярные электрические проводимости растворов, 2 4 и соответственно равны 149,8; 307,0 и 126,4 См см2/моль. Рассчитайте предельную молярную электрическую проводимость сульфат-иона, если предельная молярная электрическая проводимость иона + составляет 50,1 См см2/моль.

Ответ: 160 Ом–1 см2/моль

6. Вычислите степень диссоциации, константу диссоциации и раствора уксусной кислоты, если молярная электропроводность её раствора с концентрацией 1,59 10−4 моль/л при 298 К составляет 109,8 Ом–1 см2/моль. Предельные молярные электрические проводимости ионов + и 3 − возьмите из справочника.

Ответ: α=0,28; Kd=1,73∙10−5 моль/л; pH=4,35

7. Удельная электропроводность раствора уксусной кислоты при 30 л/моль составляет 0,025 См/м. Рассчитайте степень диссоциации и раствора кислоты при 298 К. Величину предельной электропроводности взять из справочника.

Ответ: 1,92 %; 3,19

8. Молярная электропроводность водного раствора бензойной кислоты при 25 С и разведении 512 л/моль равна 62,8 Ом–1 см2/моль. Определите концентрацию и разведение водного раствора бензойной кислоты, в котором степень диссоциации кислоты равна 0,22. Предельная молярная электропроводность водного раствора бензойной кислоты при 25 С и бесконечном разведении составляет 382,1 Ом–1 см2/моль.

Ответ: 1,02 10−3 моль/л ; 980,4 л/моль

9. При 18°C удельная электропроводность насыщенного раствора3 в воде составляет 25,475 10−4 См/м, а воды – 4,5 10–5 См/м. Используя справочные данные, рассчитайте растворимость (в моль/л) и произведение растворимости 3 в воде при заданной температуре.

Ответ: 1,09 10−4 моль/л; 1,2 10−8

10. Удельная проводимость насыщенного раствора иодата серебра3 в воде при 298 К составляет 1,782∙10–5 Ом–1см–1. Проводимость чистой воды равна 4∙10–8 Ом–1см–1. Используя справочные данные, определите растворимость (в моль/л) и произведение растворимости иодата серебра в чистой воде.

Ответ: 1,73 10−4 моль/л; 3 10−8

11. Используя справочные данные, определите радиус катиона лития в предельно разбавленном водном растворе соли при 298 К, если вязкость воды сопоставима с вязкостью раствора электролита и равна 8,91 10−4 Па с.

Ответ: 0,239 нм

12. На основании справочных данных о молярных электрических проводимостях ионов в предельно разбавленном растворе, определите числа переноса и электрические подвижности катиона и аниона ацетата калия при 25°C.

Ответ: t+,∞=0,6425; t–,∞=0,3575; u+,∞=7,62∙10−8 м2/В∙с; u–,∞=4,24∙10−8 м2/В∙с

13. Абсолютные предельные подвижности ионов калия и сульфата в воде при 291 К составляют 6,6∙10−4 см2/В∙с и 7,1∙10−4 см2/В∙с. Рассчитайте числа переноса и электропроводность раствора сульфата калия при бесконечном разведении.

Ответ: t+,∞=0,482; t–,∞=0,518; Ʌ∞=264,41 Ом–1 см2/моль

14. При 293 К измерена удельная электрическая проводимость водных растворов при следующих концентрациях:

Определите молярную электрическую проводимость электролита при бесконечном разведении.

Ответ:132,9 Ом–1 см2/моль

15. Молярная электропроводность 0,01 М водного раствора 2 при 298 К равна 231,1 См см2/моль, а для 0,001 М раствора 2 при той же температуре она равна 251,4 См см2/моль. Вычислите предельную молярную электропроводность водного раствора2 при бесконечном разведении и проверьте результат по справочным данным

Ответ: 260,8 См см2/моль

Задания по сборнику Белевского:

Глава XI

1.1, 1.2, 1.4, 1.6, 2.1, 2.3, 2.6, 3.1, 3.6, 4.1, 4.6, 5.1, 5.2, 5.3, 5.5, 6.2, 6.6, 7.2, 7.4, 7.6*, 8.6, 9.5, 10.2