9

Билет № 9

1. Поясните 2-ой закон Фарадея и следствия из этого закона.

2-ой закон Фарадея:

Электрохимические эквиваленты веществ прямопропорциональны их химическим эквивалентам.

, где k – электрохимический эквивалент, М_э – молярная масса эквивалента, F – число Фарадея.

Следствия из законов Фарадея:

1. Для выделения 1 химического эквивалента вещества при электролизе нужно одно и тоже количество электричества. F = 96496 Кл

m=M_э

М_э=I*Ʈ* F=I*Ʈ Q=I*Ʈ

2. При I*Ʈ=const массы веществ, выделившихся на электродах относятся между собой, как их М_э.

2. Дайте определение гальванического элемента и поясните его работу.

Если ОВР осуществлять так, чтобы процессы окисления и восстановления были пространственно разделены, и создать возможность перехода электронов от восстановителя к окислителю по проводнику (внешняя цепь), то возникает направленное движение электронов – электрический ток.

Устройства, в которых на электродах самопроизвольно протекают ОВР, в результате которых возникает электрическая энергия, называют гальваническими элементами.

По внутренней цепи происходит обмен ионами.

Электрод, на котором осуществляется процесс окисления, называется анод (его потенциал “-”). Другой электрод – катод (его потенциал “+”).

Гальванический элемент – замкнутый контур.

Электрическая энергия, получаемая с помощью гальванического элемента, будет максимальна, когда элемент работает в условиях наиболее близких к обратимым.

Максимальная разность потенциалов данного гальванического элемента называется его электродвижущей силой (ЭДС). ЭДС=(станд.усл.)ɥ⁰_К - ɥ⁰_А

Уравнение Нернста Δ ɥ_х.р.= Δ ɥ⁰_х.р. + , где n – число электронов в ОВР, F – число Фарадея

Для металлов уравнение приобретает вид:

Δ ɥ _Meⁿ⁺_/Me⁰ = Δ ɥ⁰_Meⁿ⁺_/Me⁰ + , где Т стандартная, =1моль/л

Для осуществления процессов ОВР обычно используют катализатор – электрод, который является одновременно проводником электронов , например Pt.

3. Поясните постулаты Дальтона (АМУ).

Основные положения атомно-молекулярного учения:

1. Каждый элемент является совокупностью более мелких частиц – атомов.

2. Все атомы химического элемента одинаковы по химическим свойствам.

3. Атомы различных элементов обладают различными свойствами, в том числе имеют разные массы.

4. Атомы одного элемента не превращаются в атомы другого элемента в условиях химических реакциях.

5. Химические соединения образуются в результате объединения атомов 2-х или более элементов.

6. В данном соединении относительные количества атомов различных элементов всегда постоянно.

Для постулатов Дальтона существуют исключения. Постулат №2 несправедлив для изотопов (например, изотопы водорода: Протий — ¹H,

Дейтерий (D) — ²H, Тритий (T) — ³H), постулат № 3 – для изобаров (нуклиды разных элементов, имеющие одинаковое массовое число; например, изобарами являются 40Ar, 40K, 40Ca). Исключением для постулата № 4 является трансмутация, а постулат № 6 справедлив только для веществ-дальтонидов (исключения – бертоллиды).

4. Рассчитайте изменение изобарно-изотермического потенциала энергии Гиббса в реакции: MnO_2(ТВ) + 4HCl_(г) ® MnCl_2(p) + Cl_2(г) +2H₂O_(ж)

MnO_2(ТВ) + 4HCl_(г) ® MnCl_2(p) + Cl_2(г) +2H₂O_(ж)

ΔG⁰(MnCl_{2 p})=-440,0 кДж/моль

ΔG⁰(2H₂O _ж)=2*(-237,2) кДж/моль

ΔG⁰(Cl₂)=0, т.к. это простое вещество

ΔG⁰(MnO_{2 тв})=-466,7 кДж/моль

ΔG⁰(4HCl_{2 г})=4*(-94,8) кДж/моль

ΔG⁰_х.р.=(-440,0+(-474,4)+0)-(-466,7+(-379,2))=-68,5 кДж/моль

ΔG⁰ <0 → разрешена прямая реакция

5. Подсчитайте массу газа Н₂ в объеме 100 л при давлении 5 ат. И температуре 80^оС.

Из закона Менделеева-Клапейрона следует, что

P=0,5 мПа

V=0,1 м³ T=353 К