Контрольные задачи

1. Удельное сопротивление 0,01 М раствора KCl r = 709,22 × 10^-2 Ом×м. Вычислите удельную и молярную электропроводности раствора.

Ответ: k(KCl) = 0,141 См/м; l(KCl) = 141 × 10^-4.

2. Кондуктометрическая ячейка содержит 0,1 М водный раствор KCl при Т = 298 К, l(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: l(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, l = 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 = 1,56моль/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 = 0,1105моль/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; t = 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: l_0,+(0,5 Sr²⁺) = 50,17 × 10^-4 См×м²/моль; l_0,-(Cl^-) = 65,61 × 10^-4 См×м²/моль; l₀ = 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: l₀(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: l₀[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: l(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: k(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: a = 2,09 × 10^-9.

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

Ответ: a = 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: a = 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 l = 16,3 × 10^-4 См×м²/моль.

Ответ: a = 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
l = 9,5 × 10^-4 См×м²/моль.

Ответ: a = 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: l₀(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: l(5 × 10^-4 М NaCl) = 62,95 × 10^-4 См×м²/моль; l(2 × 10^-3М NaCl) =
= 13,29×10^-4 См×м²/моль.

Рекомендуемая литература

1. Киреев, В.А. Краткий курс физической химии / В.А. Киреев. – М.: Химия, 1978. – С. 397-406.

2. Киселёва, Е.В. Сборник примеров и задач по физической химии
/ Е.В. Киселёва, Г.С. Каретников, И.В. Кудряшов. – М.: Высш. шк., 1983. – С. 276–295.

3. Краткий справочник физико-химических величин / под ред.
А.А. Равделя, А.М. Пономаревой. – Л.: Химия, 1983. – С. 111, 119-124, 158.

4. Стромберг, А.Г. Физическая химия: учебник для хим. спец. вузов
/ А.Г. Стромберг, Д.П. Семченко; под ред. А.Г. Стромберга. – 4-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2001. – С. 234-246.

5. Физическая химия: в 2 кн. Кн. 2. Электрохимия. Химическая кинетика и катализ / К.С. Краснов [и др.]; под ред. К.С. Краснова. - М.: Высш. шк., 1995. – С. 32-43.

Использованная литература

1. Даниэльс, Ф. Физическая химия / Ф. Даниэльс, Р. Олберти. – М.: Мир, 1978. – 648 с.

2. Еремин, В.В. Задачи по физической химии. Методическая разработка для студентов химических и биологических факультетов университетов / В.В. Еремин, С.И. Каргов, Н.Е. Кузьменко. - В 2 ч. Ч.2. Химическая кинетика. Электрохимия. – М.: МГУ, кафедра физической химии, 1999.

3. Измеритель RCL Р5030. Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

4. Киреев, В.А. Краткий курс физической химии / В.А. Киреев. – М.: Химия, 1978. – 624 с.

5. Киселева, Е.В. Сборник примеров и задач по физической химии
/ Е.В. Киселева, Г.С. Каретников, И.В. Кудряшов. – М.: Высш. шк., 1983. – 456 с.

6. Краткий справочник физико-химических величин / под ред.
А.А. Равделя, А.М. Пономаревой. – Л.: Химия, 1983. – 232 с.

7. Практические работы по физической химии / под ред.
К.П. Мищенко, А.А. Равделя, А.М. Пономарёвой. – Л.: Химия, 1982. – 399 с.

8. Ремизов, А.Н. Медицинская и биологическая физика: учебник для мед. спец. вузов / А.Н. Ремизов. – 3-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 1999. – 616 с.: ил.

9. Стромберг, А.Г. Физическая химия: учебник для хим. спец. вузов
/ А.Г. Стромберг, Д.П. Семченко; под ред. А.Г. Стромберга. – 4-е изд., испр. – М.: Высш. шк., 2001. – 527 с.: ил.

10. Физика: Большой энциклопедический словарь / гл. ред.
А.М. Прохоров. – 4-е изд. – М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. – 944 с.

11. Физическая и коллоидная химия: метод. указания и контрольные задания (с программой) для студентов-заочников спец. технологии прод. продуктов вузов / под ред. И.Н. Путиловой, А.А. Балакирева. – 3-е изд., перераб., доп. – М.: Высш. шк., 1987. – 80 с.

12. Физическая химия: в 2 кн. Кн. 2. Электрохимия. Химическая кинетика и катализ / К.С. Краснов [и др.]; под ред. К.С. Краснова. - М.: Высш. шк., 1995. – 319 с.: ил.

13. Химия: Большой энциклопедический словарь / под ред.
И.Л. Кнунянца. – 2-е изд. – М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. – 792 с.

14. Чанг, Р. Физическая химия с приложениями к биологическим системам / Р. Чанг; пер. с англ. М.Г. Гольдфельда; под ред. Ю.Ш. Мошковского. – М.: Мир, 1980. – 664 с.

15. Эткинс, П. Физическая химия: в 2 т. / П. Эткинс; пер. с англ.
К.П. Бутина. – М.: Мир, 1980. – 584 с. - Т. 2.

16. Noggle, J.H. Physical Chemistry / J.H. Noggle. – New York: Harper Collins College Publishers, 1996. – 1108 p.