Решение. В системе имеется кислота, которая диссоциирует частично, и соль, которая диссоциирует нацело

В системе имеется кислота, которая диссоциирует частично, и соль, которая диссоциирует нацело.

СН₃СООН СН₃СОО^- + Н⁺

С до реакции 1 0 0

С при равновесии 1-х х х

СН₃СООNa СН₃СОО^- + Na⁺

С до реакции 0,10 0 0

С после диссоциации 0 0,10 0,10

моль

В условии дана константа диссоциации термодинамическая, то есть К_а. Без большой погрешности можно считать а = с и К_а = К_с.

Ацетат ион, СН₃СОО^-, образуется за счет диссоциации как кислоты так и соли, то есть ,

.

Поскольку электролит является слабым, то количество продиссоциированного электролита, х, мало, и в алгебраических суммах им с небольшой погрешностью можно пренебречь. Тогда:

Задача 2

Предельная электрическая проводимость водного раствора NH₄Cl равна 130·10^-4 . Подвижности ионов ОН^- и Cl^- соответственно равны 174·10^-4 и 65,4·10^-4 . Вычислить предельную электрическую проводимость NH₄ОН и число переноса иона NH₄ ⁺ в растворе NH₄Cl при бесконечном разведении.

Дано:

Решение:

Согласно закону Кольрауша: .

Для нахождения запишем закон Кольрауша для NH₄Cl:

.

Откуда .

Таким образом,

.

Задача 3

Определить теплоту диссоциации уксусной кислоты, если удельное сопротивление раствора кислоты (С = 0,01 моль/л) при 298 К равно 61,0 Ом·м, а при 288 К равно 83,7 Ом·м.

Дано:

Решение:

Теплота реакции диссоциации кислоты определяется из уравнения изобары Вант Гоффа в интегральном виде:

Для решения надо рассчитать константы диссоциации при двух температурах, используя уравнения:

Аналогично рассчитываем для 288 К:

Задача 4

Вычислить ЭДС элемента, составленного из хлорсеребряного электрода в растворе НСl (С = 0,01 моль/л) и водородного электрода в растворе НСl (С = 0,50 моль/л), с учетом диффузионного потенциала при 25 ⁰С.

Дано:

Решение:

Составляем гальваническую цепь из газового электрода, и электрода второго рода. Определяем знаки электродов из сравнения значений . Записываем реакции на электродах согласно их знакам:

= 0 = 0,222 В

С₂ =0,50 С₁=0,01

Н₂ – 2е → 2Н⁺ 2AgCl + 2e → 2Ag⁺ + 2Cl^-

Это значение ЭДС без учета диффузионного потенциала.

В данном случае φ_дифф возникает на границе двух растворов электролитов одинаковых по химической природе, но с различными концентрациями.

Полученная величина - значение φ_дифф по модулю.

Для определения знака φ_дифф рассмотрим направление электрического поля на границе растворов (см. гальваническую цепь). Поскольку С₂ > С₁, диффузия HCl будет идти слева направо, при этом ионы Н⁺, имеющие большую подвижность, , будут опережать ионы Сl^-, образуя двойной электрический слой (ДЭС) на границе растворов с положительной правой обкладкой (см. цепь) и отрицательной левой. Таким образом, направление поля ДЭС и направление поля электродов совпадает и φ_дифф > 0.

Задача 5

Рассчитать диффузионный потенциал гальванической цепи и определить его знак.

если С_КСl = 0,01, C_CuSO4 = 0,01 моль/л.

Справочные данные:

Решение:

Поскольку граничащие растворы различаются по химической природе, а их концентрации одинаковы, то расчет φ_дифф производится по формуле:

Определим знак φ_дифф.

Так как концентрация обоих электролитов одинакова, то диффузия ионов будет происходить и слева направо и справа налево. Движение К⁺ и Сu^{2 +} происходит в противоположных направлениях, но у К ⁺ подвижность больше на и с правой стороны границы накапливается положительный заряд. При движении Сl ^- и SO₄^{2 -} , то есть за счет большей подвижности SO₄^{2 -}, слева накапливается отрицательный заряд, но > , что дает в итоге положительный потенциал справа,. Направление полей ДЭС и электродов совпадает, > 0.

Задача 6

При электролизе раствора, содержащего Pb²⁺, через 70 минут на поверхности 1,2 дм² получено покрытие толщиной 108 мкм при плотности тока 3,0 А/дм². При этом выделилось некоторое количество водорода. Рассчитать выход по току для свинца и объем выделившегося водорода при н.у., .

Дано:

t = 70 мин = 4200 с

S = 1,2 дм²

h = 108 мкм = 108·10^-5 дм

i = 3,0 А/дм²

= 11,34 кг/дм³

В_Т (Pb)-?

-?