Задание 6 Электропроводность электролитов
Перенос электричества в проводниках первого рода (преимущественно металлы) осуществляется посредством передвижения электронов от минуса к плюсу. В случае электролитов (проводники второго рода) перенос электричества осуществляется движением отрицательных ионов (анионов) к аноду и положительных ионов (катионов) к катоду.
Для количественной характеристики электропроводности электролитов (это водные растворы или расплавы кислот, оснований, солей), применяются следующие величины:
(удельное сопротивление) - сопротивление столбика вещества длинной ( L ) 1см с поперечным сечением (S) 1см2;
(удельная электропроводность) = 1/, то есть величина обратная удельному сопротивлению;
(эквивалентная электропроводность) – электропроводность раствора, содержащего 1 моль эквивалент растворённого вещества, заключёнными между параллельными электродами, отстоящими друг от друга на расстояние 1 см., при градиенте потенциала поля 1 в/см.
Эквивалентная
и удельная электропроводности связаны
соотношением
,
где
- разведение или разбавление. Размерность
равна
Ом-1см2моль-экв-1.
Зависимость эквивалентной электропроводности от разбавления раствора имеет вид (рис. 3)
Рис.3. – зависимость эквивалентной электропроводности от разбавления
1 – для слабого электролита; 2 – для сильного электролита.
Из
рис. 3 видно, что при бесконечном
разбавлении эквивалентная электропроводность
достигает предела, это также называется
эквивалентной электропроводимостью
при бесконечном разбавлении (
или
).
Для каждого вида ионов эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении является постоянной величиной значения которых приводятся в справочной литературе. В соответствии с законом Кольрауша: = (+) + (-), то есть эквивалентная электропроводность электролита при бесконечном разбавлении равна сумме ионных электропроводностей(подвижности) ионов. Этот закон называют ещё законом независимости движения ионов в разбавленных растворах или законом аддитивности электропроводности при бесконечном разбавлении.
Влияние температуры на электропроводность описывается эмпирической формулой:
æ
=
æ
[1+a(
-
)],
где а – температурный коэффициент электропроводности.
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ.
На основании приведенных в таблице13 данных о свойствах водных растворов вещества А выполнить следующие задания.
Построить график зависимости эквивалентной электропроводности от разведения (1/С).
Если в задаче приведён сильный электролит, то из графика определить
и
сравнить полученную величину с данными,
приведёнными в таблице. В случае слабого
электролита для 0,001 молярного раствора
найти степень диссоциации (
).
3. Для приведённого в таблице 13 интервала температур найти температурный коэффициент электропроводности ( ).
|
Таблица 13. - данные для контрольного задания №6 |
|
|||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Задача |
Раствор электролита |
Т, К
|
°+, Ом-1л/моль-экв |
°-, Ом-1л/моль-экв |
Параметры
|
Зависимость удельного сопротивления (), Омм, электролита от концентрации С, моль/л, при заданной температуре |
|||||||||||||||||
101 |
HF |
298 273 |
350 240 |
54 25 |
Т С |
298 0,1 3,53 |
298 0,05 4,50 |
298 0,03 6,36 |
298 0,01 11,7 |
298 0,005 16,2 |
298 0,003 21,90 |
298 0,001 45,10 |
273 0,1 9,72 |
||||||||||
102 |
HCl |
298 273 |
350 240
|
75,5 41,4 |
T С |
298 0,1 0,256 |
298 0,05 0,501 |
298 0,02 1,23 |
298 0,01 2,43 |
298 0,005 4,82 |
298 0,002 11,9 |
298 0,001 23,7 |
273 0,01 3,89 |
||||||||||
103 |
HI |
298 281 |
350 315 |
76,9 66,5 |
T С
|
298 0,1 0,254 |
298 0,05 0,50 |
298 0,02 1,22 |
298 0,01 2,43 |
298 0,005 4,82 |
298 0,002 12,1 |
298 0,001 23,8 |
281 0,1 0,289 |
||||||||||
104 |
HCN |
298 313 |
350 425 |
78 10,8 |
T С 10-3
|
298 0,1 3,10 |
298 0,05 4,37 |
298 0,03 5,84 |
298 0,01 10,1 |
298 0,005 14,3 |
298 0,03 18,3 |
298 0,001 30,9 |
313 0,01 5,3 |
||||||||||
105 |
HNO2 |
298 303 |
350 375 |
62 82 |
T С
|
298 0,1 4,32 |
298 0,05 5,7 |
298 0,03 7,5 |
298 0,01 13,4 |
298 0,005 20,4 |
297 0,003 26,8 |
298 0,001 52,7 |
303 0,01 10,0 |
||||||||||
106 |
HNO3 |
298 323 |
350 465
|
70,5 94,5 |
T С
|
298 0,1 0,261 |
298 0,05 0,514 |
298 0,02 1,245 |
298 0,01 2,470 |
298 0,005 4,90 |
298 0,002 12,1 |
298 0,001 24,2 |
303 0,01 1,83 |
||||||||||
107 |
HOCl |
298 290 |
350 313 |
50,0 61,0 |
T С 10-2
|
298 0,1 9,27 |
298 0,05 13,9 |
298 0,03 18,1 |
298 0,01 31,2 |
298 0,005 45,6 |
298 0,003 55,6 |
298 0,001 100,0 |
290 0,1 131,0 |
||||||||||
108 |
HIO3 |
298 291 |
350 315 |
42,5 33,9 |
T С |
298 0,1 0,360 |
298 0,05 0,360 |
298 0,02 1,455 |
298 0,01 2,78 |
298 0,005 5,31 |
298 0,002 13,2 |
298 0,001 26,0 |
291 0,1 0,397 |
||||||||||
109 |
NaBrO3 |
298 273 |
501 260
|
56,0 31,0 |
T С |
298 0,1 1,17 |
298 0,05 2,21 |
298 0,02 5,24 |
298 0,01 10,2 |
298 0,005 20,0 |
298 0,002 48,6 |
298 0,001 95,2 |
273 0,01 18,9 |
||||||||||
110 |
KCNS |
298 273 |
745 403 |
65,5 41,7 |
T С |
298 0,1 0,832 |
298 0,05 1,60 |
298 0,01 7,46 |
298 0,005 14,5 |
298 0,002 36,0 |
298 0,001 71,4 |
273 0,01 13,4 |
--- --- --- |
||||||||||
111 |
KBrO3 |
298 273 |
735 403 |
56 31 |
T С |
298 0,01 0,982 |
298 0,05 1,78 |
298 0,02 4,24 |
298 0,01 8,25 |
298 0,005 16,3 |
298 0,002 40,0 |
298 0,001 79,2 |
273 0,01 15,4 |
||||||||||
112 |
HCOOH |
298 281 |
350 315 |
12 47 |
T С |
298 0,1 6,06 |
298 0,05 8,91 |
298 0,03 10,3 |
298 0,01 18,2 |
298 0,005 25,9 |
298 0,003 35,8 |
298 0,001 68,5 |
281 0,01 18,9 |
||||||||||
113 |
CH3COOH |
298 288 |
350 300 |
41 31 |
T С |
298 0,1 19,6 |
298 0,05 27,6 |
298 0,03 34,8 |
298 0,01 61,0 |
298 0,005 87,0 |
298 0,03 103,0 |
298 0,001 185,0 |
288 0,01 83,7 |
||||||||||
114 |
CH3COONa |
298 373 |
510 150 |
41 13,0 |
T С |
298 0,1 1,37 |
298 0,05 2,60 |
298 0,02 6,18 |
298 0,01 12,0 |
298 0,005 23,4 |
298 0,002 57,0 |
298 0,001 113,0 |
373 0,01 3,95 |
||||||||||
115 |
CH3COOK |
298 273 |
745 403 |
41 20 |
T С |
298 0,1 1,035 |
298 0,05 1,97 |
298 0,02 4,73 |
298 0,01 9,22 |
298 0,005 18,2 |
298 0,002 44,5 |
298 0,001 87,6 |
273 0,1 15,7 |
116 |
(CH3)AsO2H |
298 273 |
350 240 |
31 06 |
T С 10-2 |
298 0,1 1,31 |
298 0,05 1,80 |
298 0,03 2,35 |
298 0,01 4,02 |
298 0,005 5,82 |
298 0,003 7,96 |
298 0,001 13,1 |
273 0,1 2,14 |
117 |
C2H7COOH |
298 273 |
350 240 |
33 06 |
T С |
298 0,1 19,8 |
298 0,05 27,7 |
298 0,03 36,7 |
298 0,01 63,7 |
298 0,005 110,0 |
298 0,003 132,0 |
298 0,001 234,0 |
273 0,01 -68,5 |
118 |
C6H5OH |
298 273 |
350 240 |
33 08 |
T С 10-4 |
298 0,1 0,746 |
298 0,05 1,09 |
298 0,03 1,45 |
298 0,01 2,35 |
298 0,005 3,27 |
298 0,003 4,14 |
298 0,001 7,46 |
273 0,01 2,87 |
119 |
n-ClC6H4OH |
298 281 |
350 315 |
32 25 |
T С 10-4 |
298 0,1 0,450 |
298 0,05 0,622 |
298 0,03 0,833 |
298 0,01 1,45 |
298 0,005 2,01 |
298 0,003 2,56 |
298 0,001 4,50 |
298 0,01 2,38 |
120 |
C6H5COOH |
298 273 |
350 245 |
33 08 |
T С |
298 0,1 3,26 |
298 0,05 4,73 |
298 0,03 6,2 |
298 0,01 10,4 |
298 0,005 16,3 |
298 0,003 19,3 |
298 0,001 34,8 |
273 0,01 20,0 |
Таблица 14 – варианты контрольных заданий и номера задач
№ варианта |
Номера задач |
№ варианта |
Номера задач |
||||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
||
1 |
1 |
21 |
41 |
61 |
81 |
101 |
51 |
12 |
34 |
56 |
78 |
99 |
120 |
2 |
2 |
22 |
42 |
62 |
82 |
102 |
52 |
13 |
35 |
57 |
79 |
100 |
103 |
3 |
3 |
23 |
43 |
63 |
83 |
103 |
53 |
14 |
36 |
58 |
80 |
85 |
104 |
4 |
4 |
24 |
44 |
64 |
84 |
104 |
54 |
15 |
37 |
59 |
61 |
84 |
105 |
5 |
5 |
25 |
45 |
65 |
85 |
105 |
55 |
16 |
38 |
60 |
62 |
85 |
106 |
6 |
6 |
26 |
46 |
66 |
86 |
106 |
56 |
17 |
39 |
41 |
63 |
82 |
101 |
7 |
7 |
27 |
47 |
67 |
87 |
107 |
57 |
18 |
40 |
42 |
61 |
81 |
102 |
8 |
8 |
28 |
48 |
68 |
88 |
108 |
58 |
19 |
21 |
43 |
62 |
87 |
103 |
9 |
9 |
29 |
49 |
69 |
89 |
109 |
59 |
20 |
22 |
41 |
63 |
88 |
104 |
10 |
10 |
30 |
50 |
70 |
90 |
110 |
60 |
4 |
40 |
60 |
64 |
105 |
130 |
11 |
11 |
31 |
51 |
71 |
91 |
111 |
61 |
3 |
25 |
43 |
65 |
90 |
106 |
12 |
12 |
32 |
52 |
72 |
92 |
112 |
62 |
4 |
26 |
44 |
66 |
91 |
107 |
13 |
13 |
33 |
53 |
73 |
93 |
113 |
63 |
5 |
27 |
45 |
67 |
92 |
108 |
14 |
14 |
34 |
54 |
74 |
94 |
114 |
64 |
6 |
28 |
46 |
68 |
93 |
109 |
15 |
15 |
35 |
55 |
75 |
95 |
115 |
65 |
7 |
29 |
47 |
69 |
94 |
110 |
16 |
16 |
36 |
56 |
76 |
96 |
116 |
66 |
8 |
30 |
48 |
70 |
95 |
111 |
17 |
17 |
33 |
57 |
77 |
97 |
117 |
67 |
9 |
31 |
49 |
71 |
96 |
112 |
18 |
18 |
38 |
58 |
78 |
98 |
118 |
68 |
10 |
32 |
50 |
72 |
97 |
113 |
19 |
19 |
39 |
59 |
79 |
99 |
119 |
69 |
11 |
33 |
51 |
73 |
98 |
114 |
20 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
70 |
12 |
34 |
52 |
74 |
99 |
115 |
21 |
1 |
22 |
43 |
64 |
85 |
106 |
71 |
13 |
35 |
53 |
75 |
100 |
116 |
22 |
2 |
23 |
44 |
65 |
86 |
107 |
72 |
14 |
36 |
54 |
76 |
86 |
117 |
23 |
3 |
24 |
45 |
66 |
87 |
108 |
73 |
15 |
33 |
55 |
77 |
85 |
118 |
24 |
4 |
25 |
46 |
67 |
88 |
109 |
74 |
16 |
38 |
56 |
78 |
84 |
119 |
25 |
5 |
26 |
47 |
68 |
89 |
110 |
75 |
17 |
39 |
57 |
79 |
83 |
120 |
26 |
6 |
27 |
48 |
69 |
90 |
111 |
76 |
18 |
40 |
58 |
80 |
82 |
101 |
27 |
7 |
28 |
49 |
70 |
91 |
112 |
77 |
19 |
23 |
59 |
61 |
81 |
102 |
28 |
8 |
29 |
50 |
71 |
92 |
113 |
78 |
20 |
21 |
60 |
62 |
100 |
103 |
29 |
9 |
30 |
51 |
72 |
93 |
114 |
79 |
4 |
22 |
51 |
63 |
99 |
104 |
30 |
10 |
31 |
52 |
73 |
94 |
115 |
80 |
5 |
23 |
52 |
64 |
98 |
105 |
31 |
11 |
32 |
53 |
74 |
95 |
116 |
81 |
6 |
24 |
53 |
65 |
97 |
106 |
32 |
12 |
33 |
54 |
75 |
96 |
117 |
82 |
7 |
25 |
54 |
66 |
96 |
107 |
33 |
13 |
34 |
55 |
76 |
97 |
118 |
83 |
8 |
26 |
55 |
67 |
95 |
108 |
34 |
14 |
35 |
56 |
77 |
98 |
119 |
84 |
3 |
24 |
50 |
62 |
100 |
112 |
35 |
15 |
36 |
57 |
78 |
99 |
120 |
85 |
4 |
25 |
51 |
63 |
99 |
113 |
36 |
16 |
37 |
58 |
79 |
100 |
101 |
86 |
5 |
26 |
52 |
64 |
98 |
114 |
37 |
17 |
38 |
59 |
80 |
81 |
102 |
87 |
6 |
27 |
53 |
65 |
99 |
115 |
38 |
18 |
39 |
60 |
65 |
86 |
107 |
88 |
7 |
28 |
54 |
66 |
100 |
116 |
39 |
19 |
40 |
44 |
66 |
87 |
108 |
89 |
8 |
29 |
55 |
67 |
81 |
117 |
40 |
20 |
23 |
45 |
67 |
88 |
109 |
90 |
9 |
30 |
56 |
68 |
82 |
118 |
41 |
2 |
24 |
46 |
68 |
89 |
110 |
91 |
10 |
31 |
57 |
69 |
83 |
119 |
42 |
3 |
25 |
47 |
69 |
90 |
111 |
92 |
11 |
32 |
58 |
70 |
84 |
120 |
43 |
4 |
26 |
48 |
70 |
91 |
112 |
93 |
12 |
33 |
59 |
71 |
85 |
101 |
44 |
5 |
27 |
49 |
71 |
92 |
113 |
94 |
13 |
34 |
60 |
72 |
86 |
102 |
45 |
6 |
28 |
50 |
72 |
93 |
114 |
95 |
14 |
35 |
41 |
73 |
87 |
103 |
46 |
7 |
29 |
51 |
73 |
94 |
115 |
96 |
15 |
36 |
42 |
74 |
88 |
104 |
47 |
8 |
30 |
52 |
74 |
95 |
116 |
97 |
16 |
37 |
43 |
75 |
89 |
105 |
48 |
9 |
31 |
53 |
75 |
96 |
117 |
98 |
17 |
38 |
44 |
76 |
90 |
106 |
49 |
10 |
32 |
54 |
76 |
97 |
118 |
99 |
18 |
39 |
45 |
77 |
91 |
107 |
50 |
11 |
33 |
55 |
77 |
98 |
119 |
100 |
19 |
40 |
46 |
78 |
92 |
108 |