14

Химическое равновесие в растворах слабых электролитов

и электропроводность растворов.

Задание 13.

1. Что называется удельной, эквивалентной и молярной электропроводностью?

2. На основании справочных данных (Р., с. 125, т. 66) постройте график зависимости эквивалентной электропроводности слабого электролита А от разведения при 25 °С.

3. На основании справочных данных по эквивалентной электропроводности рассчитайте удельную электропроводность электролита А при различных концентрациях.

4. Постройте график зависимости удельной электропроводности электролита А от разведения.

5. Графически определите эквивалентную и удельную электропроводность раствора с концентрацией С (в моль/л).

6. Постройте график в координатах 1/λ – λС. Графически определите эквивалентную электропроводность раствора при бесконечном разведении и константу диссоциации.

7. Рассчитайте степень диссоциации α электролита А в растворе с концентрацией С на основании данных электропроводности.

8. Рассчитайте степень диссоциации α электролита А в растворе с концентрацией С на основании справочного значения константы диссоциации.

8. Определите рН раствора с концентрацией С (значение α взять из п. 7).

№	Электролит А	С∙103	№	Электролит А	С∙103
1	изомасляная кислота	5,6	7	масляная кислота	4,0
2	муравьиная кислота	3,4	8	диметиламин	4,0
3	гидроксид аммония	5,0	9	пропионовая кислота	4,5
4	хлоруксусная кислота	6,0	10	уксусная кислота	5,5
5	диэтиламин	5,5	11	метиламин	6,0
6	этиламин	6,0	12	пропиламин	5,2

Растворы сильных электролитов.

Растворимость малорастворимых соединений.

Задание 14.

1. Напишите уравнение для расчета ионной силы раствора.

2. Запишите математические выражения для трех приближений теории Дебая-Хюккеля.

3. Вычислите ионную силу (I) и средние ионные коэффициенты активности (γ_±) электролита А в водных растворах с моляльными концентрациями (т) 0,1; 0,5; 1,0 и 2,0 при 298 К согласно первому приближению теории Дебая-Хюккеля.

4. На основании справочных данных о средних ионных коэффициентах активности (Р., с. 130, т. 72) постройте график зависимости в диапазоне концентраций от т = 0 до т = 2. На этот же график нанесите аналогичную зависимость, полученную из расчетов в п. 3.

5. Для электролита А в растворе с концентрацией т₁ определите:

а) средний ионный коэффициент активности γ_±;

б) ионные моляльности (т₊ и т₋ ) и среднюю ионную моляльность (т_±);

в) среднюю ионную активность (а_±) и активность (а).

6. На основании справочных данных о произведении растворимости (Р., с.142, т. 78) рассчитайте растворимость малорастворимого соединения В:

а) в чистой воде;

б) в водном растворе электролита А с концентрацией т₁;

в) в водном растворе электролита D с концентрацией т₂.

№	А	В	D	m1	m2
1	KNO3	AgBrO3	AgNO3	0,02	0,01
2	HCl	CaSO4	Na2SO4	0,01	0,02
3	KCl	Ca(OH)2	CaCl2	0,03	0,025
4	HNO3	Hg2Cl2*	CuCl2	0,005	0,001
5	NaCl	Ni(OH)2	KOH	0,004	0,006
6	LaCl3	ZnS	ZnSO4	0,001	0,002
7	NaNO3	PbCl2	LiCl	0,05	0,04
8	NaBr	Hg2SO4*	K2SO4	0,02	0,01
9	HNO3	PbBr2	NaBr	0,02	0,03
10	H2SO4	TlBr	KBr	0,015	0,01
11	KBr	PbSO4	Na2SO4	0,002	0,005
12	Na2SO4	AgIO3	HIO3	0,008	0,01

^* диссоциация этих соединений протекает по схеме:

Hg₂Cl₂ = Hg₂ ²⁺ + 2Cl⁻

Hg₂SO₄ = Hg₂ ²⁺ + SO₄²⁻

Электродвижущие силы и электродные потенциалы.

Задание 15.

1. Напишите уравнение Нернста для электродного потенциала электрода первого рода.

2. Напишите уравнение Нернста для электродного потенциала электрода второго рода.

3. Приведите схематическую запись гальванического элемента, составленного из двух предложенных электродов.

5. Напишите реакции, протекающие на каждом из электродов.

6. Напишите реакцию, самопроизвольно протекающую в гальваническом элементе.

7. Рассчитайте стандартную ЭДС гальванического элемента при 298 К.

8. Вычислите константу равновесия реакции, протекающей в гальваническом элементе А.

9. Напишите уравнение Нернста для реакции, протекающей в гальваническом элементе А.

10. Рассчитайте ЭДС гальванического элемента А при 298 К. Моляльные концентрации электролитов (т₁ и т₂) в электродах указаны в таблице. Давление газов в электродах принять равным 1,2 атм. Для расчета коэффициентов активности ионов, участвующих в химической реакции, используйте первое приближение теории Дебая-Хюккеля.

№ вар.	Электрод I	т1	Электрод II	т2
1	KCl│AgCl│Ag	0,005	ZnSO4│Zn	0,002
2	H2SO4│H2│Pt	0,001	KCl│Hg2Cl2│Hg│Pt	0,003
3	CdSO4│Hg2SO4│Hg│Pt	0,004	CuCl2│Cu	0,003
4	Na2SO4│PbSO4│Pb	0,004	HCl│H2│Pt	0,002
5	FeCl2│Fe	0,001	H2SO4│Ag2SO4│Ag	0,004
6	SnCl2│Sn	0,003	KOH│Mn(OH)2│Mn	0,005
7	HCl│Cl2│Pt	0,004	CdSO4│Cd	0,002
8	Na2S│HgS│Hg	0,004	AgNO3│Ag	0,006
9	H2SO4│H2│Pt	0,002	NaI│TlI│Tl	0,005
10	CdSO4│Cd	0,002	HCl│CuCl│Cu	0,005
11	KI│I2(кр.)│Pt	0,006	Pb(NO3)2│Pb	0,004
12	KBr│Hg2Br2│Hg	0,005	NiSO4│Ni	0,003

Задание 16.

1. Составьте гальванический элемент, в котором самопроизвольно протекает химическая реакция А.

2. Рассчитайте стандартную ЭДС (Еº) гальванического элемента при 298 К на основании значений стандартных электродных потенциалов.

3. Рассчитайте Еº при температуре Т на основании величины (∂Еº/∂Т)_р , приняв, что в узком интервале температур зависимость Еº = f(Т) линейная.

4. Вычислите ΔGº_Т реакции А при температуре Т.

5. Рассчитайте ΔSº_Т реакции А при температуре Т на основании величины (∂Еº/∂Т)_р.

6. Вычислите тепловой эффект ΔНº_Т реакции А, протекающей необратимо, при температуре Т.

8. Определите тепловой эффект q реакции, протекающей обратимо при температуре Т.

№	Химическая реакция А	(∂Еº/∂Т)р, В/К	Т, К
1	Pb + 2AgI = PbI2 + 2Ag	−1,38∙10−4	333
2	Cd + 2AgCl = CdCl2 + 2Ag	−6,5∙10−4	303
3	Cd + PbCl2 = CdCl2 + Pb	−4,8∙10−4	293
4	Cd + Hg2SO4 = CdSO4 + Hg	−4,06∙10−5	323
5	H2 + Hg2SO4 = H2SO4 + 2Hg	−6,5∙10−4	308
6	Zn + Hg2SO4 = ZnSO4 + 2Hg	−1,19∙10−3	318
7	2Hg + ZnCl2 = Hg2Cl2 + Zn	9,4∙10−5	363
8	2Ag + Hg2Cl2 = 2AgCl + 2Hg	3,39∙10−4	343
9	Hg2Cl2 + 2KOH = Hg + HgO + 2KCl + H2O	8,37∙10−4	353
10	Pb + Hg2Cl2 = PbCl2 + 2Hg	1,45∙10−4	308
11	Pb + 2AgI = PbI2 + 2Ag	−1,38∙10−4	318
12	Zn + 2AgCl = ZnCl2 + 2Ag	−4,02∙10−4	343