Контрольные вопросы

1. Какого рода бывают проводники электрического тока? В чём их различие?

2. Что такое электрическая проводимость (электропроводность)?

3. Дайте определения понятий удельная и молярная электропроводность раствора электролита. Какова связь между ними?

4. Как влияют на удельную электропроводность температура, давление, концентрация электролита? Объясните зависимость удельной электропроводности от концентрации.

5. Что такое абсолютная скорость движения иона? Какова зависимость молярной электропроводности от скорости движения ионов?

6. Что такое числа переноса ионов?

7. Что такое предельная молярная электропроводность электролита? Сформулируйте закон Кольрауша (закон независимого движения ионов) и приведите его математическое выражение.

8. В чем заключаются электрофоретический и релаксационный эффекты?

9. Как зависит молярная электропроводность растворов слабых и сильных электролитов от концентрации? Приведите уравнение Дебая  Гюккеля  Онзагера.

10. Как, зная молярную электропроводность раствора слабого элект-ролита, определить степень и константу диссоциации электролита?

11. Как по экспериментальным данным можно определить предельную молярную электропроводность сильного и слабого электролитов?

12. В чем заключается сущность метода компенсации? Опишите принципиальную схему четырехплечного моста переменного тока (моста Кольрауша).

13. Из чего складывается полное сопротивление цепи переменного тока (импеданс)?

14. Опишите принципиальное устройство кондуктометрической ячейки. Из чего складывается импеданс кондуктометрической ячейки?

15. Как можно устранить реактивные сопротивления в отдельных плечах моста Кольрауша?

Контрольные задачи

1. Удельное сопротивление 0,01 М раствора KCl  = 709,22  10^2 Омм. Вычислите удельную и молярную электропроводности раствора.

Ответ: (KCl) = 0,141 См/м; (KCl) = 141  10^4.

2. Кондуктометрическая ячейка содержит 0,1 М водный раствор KCl при Т = 298 К, (КСl) = 129  10^4 Смм²/моль, измеренное сопротивление ячейки составляет 28,44 Ом. Когда эту же ячейку заполнили 0,05 М водным раствором NaOH, ее сопротивление стало равно 31,6 Ом. Найдите молярную электропроводность водного раствора NaOH.

Ответ: (NaOH) = 232  10^4 Смм²/моль.

3. Рассчитайте электропроводность 1 М раствора AgNO₃ при 291 К, если расстояние между электродами 5 см, площадь каждого электрода 2 см²,  = 94,3  10^4 Смм²/моль.

Ответ: L = 3,77  10^2 См.

4. При 273 К удельная электропроводность насыщенного раствора TlBr равна 2,158  10^2 См/м, удельная электропроводность чистой воды, применяемой для опыта,  4,85  10^6 См/м, предельная молярная электропроводность соли  138,3  10^-4 Смм²/моль. Вычислите растворимость TlBr.

Ответ: С = 1,56 моль/м³.

5. При 18 С удельная электропроводность насыщенного раствора BaCO₃ равна 25,475  10^-4 См/м, удельная электропроводность чистой воды, применяемой для опыта,  4,41  10^-6 См/м. Вычислите растворимость BaCO₃.

Ответ: С = 0,1105 моль/м³.

6. Рассчитайте скорость движения иона Rb⁺ в водном растворе при температуре 25 С, если разность потенциалов 35 В приложена к электродам, находящимся на расстоянии 0,8 см друг от друга.

Ответ: U₊(Rb⁺) = 3,53  10^-4 м/с.

7. Рассчитайте скорость движения иона Na⁺ в водном растворе при температуре 25 С, если разность потенциалов 10 В приложена к электродам, находящимся на расстоянии 1 см друг от друга. Сколько времени понадобится иону, чтобы пройти расстояние от одного электрода до другого?

Ответ: U_(Na⁺) = 5,19  10^5 м/с;  = 193 с.

8. Абсолютные скорости движения эквивалентов ионов Sr²⁺ и Cl^ в предельно разбавленном растворе при 291 К равны соответственно 5,2  10^8 и 6,8  10^8 м²/(Вс). Определите молярные электропроводности и числа переноса эквивалентов ионов, молярную электропроводность раствора SrCl₂.

Ответ: _0,+(0,5 Sr²⁺) = 50,17  10^4 Смм²/моль; _0,-(Cl^) = 65,61  10^-4 Смм²/моль; ₀ = 231,6  10^4 Смм²/моль; t₊(0,5 Sr²⁺) = 0,433; t_(Cl^) = 0,567.

9. Предельная молярная электропроводность KClO₄ при 291 К равна 122,810^-4 Смм²/моль, число переноса иона  0,481. Определите абсолютные скорости движения ионов К⁺ и .

Ответ: u₊(K⁺) = 6,605  10^8 м²/(Вс); u_( ) = 6,122  10^8 м²/(Вс).

10. Вычислите молярную электропроводность уксусной кислоты при бесконечном разведении при 298 К, если предельные молярные электропроводности HCl, CH₃COONa, NaCl равны соответственно 426,15  10^4; 91  10^-4; 126,45  10^4 Смм²/моль.

Ответ: ₀(CH₃COOH) = 390,7  10^4 Смм²/моль.

11. Вычислите молярную электропроводность сульфата алюминия при бесконечном разведении при 298 К, если предельные молярные электропроводности AlCl₃, H₂SO₄, HCl равны соответственно 418,05  10^4; 859,6  10^4; 426,15  10^4 Смм²/моль.

Ответ: ₀[Al₂(SO₄)₃] = 858  10^4 Смм²/моль.

12. Вычислите молярную электропроводность 0,001 н раствора хлорида лития при 291 К, если молярные электропроводности 0,001 н растворов LiNO₃, NaNO₃, NaCl при 291 К равны соответственно 92,9  10^4; 102,9  10^4; 106,5  10^4 Смм²/моль.

Ответ: (LiCl) = 96,3  10^4 Смм²/моль.

13. Рассчитайте удельную электропроводность абсолютно чистой воды при 25 С, если ионное произведение воды при этой температуре равно 1,00  10^14.

Ответ: (Н₂О) = 5,5  10^6 См/м.

14. Вычислите степень диссоциации абсолютно чистой воды при 25 С. При расчете используйте: плотность воды, удельную электропроводность воды подвижности ионов. Откуда взять их значения??

Ответ:  = 2,09  10^9.

15. Вычислите степень и константу диссоциации муравьиной кислоты при разведении 64 л/моль при 298 К, если  = 6,75  10^2 См/м.

Ответ:  = 10,7 %; КД = 1,81  10^4.

16. Вычислите степень и константу диссоциации уксусной кислоты, если при 298 К и концентрации 0,1 М молярная электропроводность раствора равна 5,2  10^4 Смм²/моль.

Ответ:  = 1,3 %; КД = 1,71  10^5.

17. Вычислите степень диссоциации, константу диссоциации и рН раствора масляной кислоты (С₃Н₇СООН) при разведении 128 л/моль и 298 К, если  = 16,3  10^4 Смм²/моль.

Ответ:  = 4,3 %; КД = 1,51  10^5, рН 3,47.

18. Вычислите степень диссоциации, константу диссоциации и рН раствора гидроксида аммония при концентрации 0,0156 М и 298 К, если  = 9,5  10^4 Смм²/моль.

Ответ:  = 3,5 %; КД = 1,98  10^5, рН 10,74.

19. Вычислите предельную молярную электропроводность монохлоруксусной кислоты при 298 К, если константа диссоциации кислоты К_д = 1,55  10^3, а молярная электропроводность при разведении 32 л/моль равна 77,2  10^4 Смм²/моль.

Ответ: ₀(СН₂ClCOOH) = 387,5  10^4 Смм²/моль.

20. Вычислите молярную электропроводность раствора хлорида натрия концентрацией 5  10^4 и 2  10^3 М по уравнению Дебая  Гюккеля  Онзагера при Т = 298 К. Данные о подвижностях эквивалентов ионов, вязкости и диэлектрической проницаемости воды возьмите из справочника.

Ответ: (5  10^4 М NaCl) = 62,95  10^4 Смм²/моль; (2  10^3М NaCl) = = 13,2910^-4 Смм²/моль.