Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физическая химия. Неравновесные явления в растворах электролитов. Учебное пособие
.pdf
б) Концентрации электролитов разные, поэтому используем урав-
A
нение Гендерсона в форме (2.11):
А
B
Предельные подвижности ионов приведены в табл. П2 (см. приложение).
0,0592 lg
RT
диф
F
349,8 76,35 0,1 38, 6 76,35 0,05
349,8 76,35 0,1 38,6 76,35 0, 05 114,95 0, 05
00
=
λλ
1
=
1
λλ λλ λλ
λλ λλ λλ
c
Li Cl
00
λλ
c
Li Cl
00 0 0 00
HCl LiCl HCl
00 00 00
HCl LiCl LiCl
RT
диф
FB B B
; А2 =
1
; B2 =
1
ccc
21 2
cc c
21 1
40,8 мВ.
AB
21 2
ln ;
21 1
00
λλ
c
HCl
00
λλ
c
HCl
ln
;
2
.
2
426,15 0,1
3. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ
1.
Дайте определение понятия «удельная электропроводность» раствора электролита? От каких параметров она зависит? Какова ее размерность?
2. Как удельная электропроводность растворов электролитов зави-
сит от концентрации? Почему на этой зависимости наблюдается максимум?
3. Дайте определение понятий «молярная электропроводность» и
«эквивалентная электропроводность». Каковы размерности этих величин? Как они связаны с удельной электропроводностью?
4. Как эквивалентная электропроводность зависит от концентрации
(разведения)? Что такое предельная эквивалентная электропроводность?
61
5. Как связаны между собой эквивалентная электропроводность и
предельная эквивалентная электропроводность в разбавленных растворах слабых электролитов?
6. Сформулируйте закон Кольрауша. Каков его физический смысл?
7. Какую величину называют подвижностью иона? Какова ее раз-
мерность? Дайте определение понятия «число переноса» иона. Какова
его размерность? Как оно связано с подвижностью ионов в растворе?
Чем объясняют аномально высокие подвижности ионов Н
+
и ОН– в
водных растворах?
8. Что такое «стоксов радиус» иона? Как он соотносится с кристал-
лографическим радиусом?
9. Как эквивалентная электропроводность зависит от температуры?
Чем обусловлена эта зависимость?
10. Дайте определение понятий «релаксационный» и «электрофо-
ретический» эффекты. В чем причины их возникновения?
11. В чем состоит эффект Вина и эффект Дебая–Фалькенгагена?
Каковы причины их возникновения?
12. Приведите два способа определения константы диссоциации
симметричного слабого электролита на основании зависимости эквивалентной электропроводности от концентрации.
62
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Электрохимия / Б.Б. Дамаскин, О.А. Петрий, Г.А.Цирлина. – 2-е изд.,
испр. и перераб. – М.: Химия, КолосС, 2008. – 672 с. – Допущено МО РФ.
2. Основы электрохимии: учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений / В.М. Байрамов – М.: Издат. центр «Академия», 2005. – 240 с. – Допущено УМО.
3. Физико-химические основы электрохимии: учебное пособие
комский, Ю.Д. Гамбург – 2-е изд., испр. – Долгопрудный: Издат. Дом «Интеллект», 2013. – 448 с.
4. Практикум по физической химии: учебное пособие / М.И. Гельфман,
Н.В. Кирсанова, О.В. Ковалевич и др.; под ред. М.И. Гельфмана. – СПб.:
Лань, 2004. – 256 с.
5. Физическая и коллоидная химия. Задачник: учебное пособие для
А.П. Беляев [и др.]; под ред. А.П. Беляева. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. –
288 с.
6. Краткий справочник физико-химических величин. – Изд. 10-е, исправ. и
доп. / под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой. – СПб.: Иван Федоров,
2003. – 240 с.
/ Ю.Я. Лу-
вузов /
63
r
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица П1
Эквивалентная электропроводность разбавленных водных растворов
электролитов при 25 °С
0
1cac bc ,
– эквивалентная электропроводность при концентрации с моль · л–1.
c
Коэффициенты
Электролит
AgNO3 133,3 0,68 0,35 HB
1
Ag SO
24
2
1
AlBr3
3
1
AlCl3
3
См м моль
0
, а и b справедливы в области концентраций
04
10
,
21
0,001…0,1 моль · л
a b Электролит
–1
04
10
21
См м моль
,
a b
429,4 0,37 0,35
142 1,30 –3,5 HSCN 404 0,38 0,37
139 1,64 2,2 HCl 426,0 0,37 0,38
137,6 1,65 2,0 HClO
417 0,36 0,4
4
1
Ba COOCH2
1
1
Ba NO2
1
1
2
1
1
2
3
BaCl2
2
3
2
CaCl2
2
CdCl
2
CdSO2
4
CoCl
2
104,2 1,59 1,7 HI 428 0,37 0,42
2
139,5 1,28 1,74 HIO
132 1,34 1,2 HNO
391,2 0,38 –4,7
3
420 0,37 0,36
3
135,6 1,3 1,8 KBr 151,7 0,62 0,62
104 1,65 0,9 KCOOCH
115,4 0,75 1,3
3
105 2,89 3,7 KCl 149,8 0,63 0,64
124,5 1,37 1,2
1
KFeCN
3
3
6
167,8 1,56 1,8
CsCl 154,6 0,62–0,7 KI 150,8 0,63 0,62
CsOH 271 0,45 0,5 KNO
1
CuCl2
2
131 1,33 1,5 KOH 271 0,45 0,4
3
144,5 0,64 0,36
64
Электролит
1
CuSO
4
2
1
FeCl2
2
Окончание табл. П1
04
10
,
21
См м моль
a b Электролит
113 2,79 3,3 LiCl 115 0,75 0,78
137 1,34 1,05 LiI 117,7 0,74 0,8
04
10
21
См м моль
,
a b
LiNO3 111 0,77 0,45
LiOH 236,5 0,48 0,5
1
MgBr2
1
MnCl
2
2
2
129 1,34 2,2
126 1,36 1,6 RbBr 148 0,63 0,2
1
1
1
NiCl2
2
NiSO2
PbCl2
2
4
123,3 1,37 1,7
100 2,7 1,6
145,0 1,26 –7
NH4Cl 150,5 0,63 0,49 RbCl 153 0,62 0,7
NH4SCN 140,8 0,65 0,5 RbOH 272 0,45 0,5
NaBr 126,0 0,70 0,5
1
Na CO2
23
124,1 1,47 1,6
NaCOOCH3 91,1 0,89 0,34
1
SmCl3
1
SrCl2
1
Sr NO
2
3
2
3
139,8 1,64 3,0
136,0 1,30 1,74
131,8 1,34 1,5
2
NaCl 126,5 0,70 0,74 TlCl 150,3 0,63 –1,3
NaClO3 115 0,75 0,6 TlClO3 137,6 0,65 0,45
NaClO4 110 0,77 0,6 TlOH 276,1 0,45 0,45
NaF 106 0,79 0,6
NaI 127,0 0,70 0,80
NaHCO3 96,0 0,85 0,6
1
YCl3
1
ZnBr
2
1
ZnCl2
3
2
2
136 1,67 3,5
159 1,23 0,7
130 1,48 2,3
NaOH 246,5 0,47 0,3
NaSCN 110,5 0,77 0,75
1
Na SO2
1
ZnSO2
24
4
129,0 1,39 1,50
105 2,90 4,2
65
Таблица П2
Предельная эквивалентная электропроводность ионов (подвижность)
при бесконечном разведении при 25 °С и температурный коэффициент
электропроводности
1
d
00
1 25 ,
t
Анион
BrO
ClO
ClO
1
CO
2
1
CrO
2
1
Fe CN
3
1
Fe CN
4
HCO
HPO
24
HSO
Катион
+
Ag
1
3
Al
3
1
2
Ba
2
1
2
Be
2
1
2
Ca
2
1
2
Cd
2
1
3
Ce
3
1
2
Co
2
1
3
Cr
3
+
Cs
1
2
Cu
2
1
2
Fe
2
1
3
Fe
3
t
25
04
10 ,
25
21
См м моль
61,9 0,0194 Br
63 0,021
63,9 0,020 Cl
45 –
59,5 0,021
54 0,020
69,6 –
49 – F
67 –
77,2 0,019
55 0,024
53,5 0,024
68 –
H+ 349,8 0,0142 I– 76,85 0,0192
0
dt
25
04
10 ,
25
21
См м моль
–
3
–
3
4
2
3
2
4
–
55,4 0,021
3
6
4
6
3
78,14 0,0185
55,4 –
76,35 0,0194
64,6 0,0212
67,3 0,020
69,3 0,0192
99,1 –
111 –
44,5 –
4
83 0,021
36 –
52 –
66
Продолжение табл. П2
N
N
N
04
10 ,
25
Катион
1
2
Hg
2
1
2
Hg
2
2
См м моль
21
63,6 –
68,6 –
K+ 73,5 0,0187
1
3
La
3
+
Li
1
2
Mg
2
1
2
Mn
2
H
4
69,6 0,015
38,6 0,0214
53,0 0,0218 OH
53,5 0,025
73,5 0,0187 SCN
Na+ 50,1 0,0208
1
3
Nd
3
1
2
Ni
2
1
2
Pb
2
1
3
Pr
3
1
2
Ra
2
69,4 –
54 –
70 0,0178
69,5 – HCOO
66,8 0,0188 CH
Анион
IO
3
IO
4
MnO
4
O
2
O
3
–
198,3 0,0196
1
2
S
2
–
66 –
1
2
SO
3
2
1
2
SO
4
2
1
2
SO
24
2
1
2
WO
4
2
–
54,6 –
COO– 40,9 0,0206
3
Rb+ 77,8 0,0207 CH2ClCOO– 39,8 –
1
3
Sm
3
68,5 – CH
CNCOO– 41,8 –
2
04
10 ,
25
21
См м моль
40,8 0,024
54,5 0,0144
61,3 0,0224
71,4 0,0248
71,4 0,0184
53,5
(18°С)
–
72 –
80,0 0,0206
66,5 –
69,4 0,020
67
Окончание табл. П2
04
10 ,
25
Катион
1
2
Sr
2
См м моль
21
59,4 0,0212 C
Tl+ 74,7 0,0176
1
2
Zn
2
54 0,0185
Анион
COO– 35,8 –
2H5
HOOC COO
1
2
CO
24
2
(CH3)4N+ 44,9 0,0156 (CH3)2CHCOO– 34,2 –
(C2H5)4N+ 32,6 0,0193 C6H5COO– 32,3 –
(C3H7)4N+ 23,4 0,0152
(C4H9)4N+ 19,4 –
(C5H11)4N+ 17,4 –
04
10 ,
25
21
См м моль
40,2 ~0,02
74 ~0,02
Таблица П3
Числа переноса катионов в водных растворах электролитов при 25 °С
Электролит
0,2 0,1 0,05 0,02 0,01 0
Концентрация, моль · л
AgNO3 – 0,468 0,466 0,465 0,465 0,464
CaCl2 0,395 0,406 0,414 0,422 0,426 0,438
HCl 0,834 0,831 0,829 0,827 0,825 0,821
KBr 0,484 0,483 0,483 0,483 0,483 0,485
KCOOCH3 – 0,661 0,657 0,652 0,650 0,643
KCl 0,489 0,490 0,490 0,490 0,490 0,491
KI 0,489 0,488 0,488 0,488 0,488 0,489
KNO3 0,512 0,510 0,509 0,509 0,508 0,507
K2SO4 0,491 0,489 0,487 0,485 0,483 0,479
LiCl 0,311 0,317 0,321 0,326 0,329 0,336
NH4Cl 0,491 0,491 0,490 0,491 0,491 0,491
NaCl 0,382 0,385 0,388 0,390 0,392 0,396
NaCOOCH3 0,561 0,559 0,557 0,555 0,554 0,551
Na2SO4 0,383 0,383 0,383 0,384 0,385 0,386
–1
68
Таблица П4
Константы диссоциации слабых кислот и оснований при 25 °С
Кислота K
Фтороводородная HF 6,7·10
д
–4
Хлорноватистая HClO 1,0·10–8
Бромноватистая HBrO 2,0·10–9
–7
Сероводородная H2S
Сернистая H2SO3
1,1·10
1,0·10
1,7·10
1,1·10
–14
–2
–7
Азотистая HNO2 5,0·10–4
–2
1,1·10
Фосфорная H3PO4
Циановодородная HCN 4,0·10
Угольная Н2СО3
2,0·10
3,6·10
4,4·10
5,6·10
–7
–13
–10
–7
–11
Уксусная СН3СООН 1,8·10–5
Муравьиная НСООН 1,77·10–4
Бензойная С6Н
5
Фенол С6Н5ОН 1,0·10
–5
–10
Основание Kд
Анилин C6H5NH2 3,8·10
–10
Гидроксид аммония NH4OH 1,8·10–5
Гидразин N2H4·H2O 1,7·10–6
Пиридин C5H5N 1,7·10–9
Метиламин CH3NH2 6,7·10–4
Этиламин C2H5NH2 4,38·10–4
Диметиламин (CH3)2NH 5,2·10–4
Триметиламин (CH3)3N 5,4·10–5
69
Таблица П5
Произведение растворимости некоторых малорастворимых соединений
Катион
+
Аg
Формула
вещества
ПР Катион
AgBr 5,3·10
AgI 8,3·10
Ag2CrO4 4·10
–12
AgCl 1,8·10
Ag3PO4 1,26·10
AgCN 1,4·10
Ag2S 6,3·10
–13
Cd+2 Cd(OH)2 2,2·10
–17
CdCO3 2,5·10
CdS 6,3·10
–10
CdС2O4 9·10–9
–20
Ce+3 Ce2(С2O4)3 2,5·10
–16
Ce(IO3)2 3,2·10
–50
Co+2 CoС2O4 6,3·10–8
Формула
вещества
AgBrO3 5,5·10–5 CoCO3 1,5·10
3,5·10
–12
–11
Co(OH)3 4·10
–10
Cr+3 Cr(OH)3 1,1·10
CoS()
Ba
+2
AgCNS 1,1·10
Ag2С2О
4
BaSO4 1,1·10
BaC2O4 1,1·10–7 Li+ Li3PO4 3,2·10–9
BaCO3 4·10–9 LiF 3,8·10–3
+2
Сa
СaCrO4 7,1·10–4 Li2CO3 3,98·10–3
CaCO3 3,8·10–9 Mg+2 MgCO3 2,1·10–5
Ca3(PO4)2 10
–29
MgC2O4 8,6·10–5
CaSO4 3,7·10–5 MgF2 5·10–9
CaC2O4 2,3·10–9 Mg(OH)2 (свеж.) 6,03·10
CaF2 4,0·10
+1(+2)
Cu
CuBr 5,25·10–9 Mn+2 Mn(OH)2 1,58·10
CuCO3 2,5·10
–11
Mg3(PO4)2 1·10
–10
MnS 2,5·10
CuCl 1,2·10–6 MnCO3 1,82·10
CuС2O4 3·10–8 Ni+2 NiCO3 1,3·10–7
CuS 6,3·10
Cu2S 2,5·10
–36
NiС2O4 4·10
–48
Ni(OH)2 (свеж.) 1,29·10
5·10
ПР
–22
–45
–13
–10
–14
–14
–29
–29
–10
–10
–30
–13
–10
–13
–11
–15
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]