Физическая и коллоидная химия



страница5/7
Дата09.01.2013
Размер0.95 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7
Тема 6. Растворы электролитов
Основные вопросы по теме

  1. Слабые электролиты.

  2. Степень диссоциации.

  3. Константа диссоциации.

  4. Закон разведения.

  5. Сильные электролиты.

  6. Ионная сила раствора.

  7. Активность и коэффициент активности.

  8. Водородный показатель (рН).

  9. Удельная и эквивалентная электропроводность.

  10. Зависимость их от концентрации раствора.


Вопросы для самоконтроля

  1. Дайте определение электролита.

  2. Каковы особенности электролитов?

  3. Что такое «электролитическая диссоциация»?

  4. Чем отличаются сильные и слабые электролиты?

  5. Как связаны между собой степень диссоциации и константа дис­социации?

  6. Что такое «активность» и «ионная сила раствора»?

  7. Основные положения теории Дебая и Гюккеля.

  8. Как связаны между собой удельная и эквивалентная электро­про­водность?

  9. Как трактуется закон независимого движения ионов (Кольрауша)?

  10. Что такое «числа переноса»?


Растворы электролитов
Удельной электропроводностью проводника называется электропроводность столба вещества длиной 1м при поперечном сечении 1м2:
,
где R – сопротивление, Ом;

l – длина проводника, м;

S – поперечное сечение, м2.
Удельная электропроводность есть величина, обратная удельному сопротивлению ρ:

Ом-1 ∙ м-1.
Если отнести удельную электропроводность к числу эквивалентов в 1 м3 раствора, то получим значение эквивалентной электропроводности λ:
.
Величину называют разбавлением.
СН – нормальная (нормальность) концентрация раствора (эквивалент/м3).

Согласно закону электропроводности Кольрауша эквивалентная элек­тропроводность электролита при бесконечном разбавлении равна сумме подвижностей катиона lk и аниона la:
gif" name="object191" align=absmiddle width=101 height=44>.
Для слабых электролитов отношение электропроводности при данном разбавлении λ к эквивалентной электропроводности при бесконечном разбавлении выражает степень электролитической диссоциации α:

(для сильных электролитов называют кажущейся степенью диссоциации).

Связь степени диссоциации α и констант электрической диссоциации Кдис устанавливается законом разведения Оствальда:
,

где с = Н .
Если α<<1, то .
Пример 1
Удельная электропроводность 15%-ного раствора KNO3 при 1800С 0,1186 Ом-1∙см-1, плотность – 1,096 г/см3. Вычислить значения эквивалентной электропроводности и кажущуюся степень электролитической диссоциации KNO3 в растворе.

Решение

,

где СН – нормальность раствора, для однозарядного катиона совпадает с молярностью.
Пересчитываем концентрацию (см. тему 5):
.
Переведем удельную электропроводность в систему СИ:

Ом-1 ∙ см-1 = 102 ∙ Ом-1 м-1 (см. приложение):
χ = 0,1186 Ом-1 ∙ см-1 = 11,86 Ом-1 ∙ м-1;



.
Найдем λ по уравнению:

из табл. 5:

, ;

λ=63,7∙10-4+62,6∙10-4=126,3∙10-4=0,01263Ом-1∙экв-1∙м2;
.
Пример 2
Вычислить, при какой концентрации раствора NH4ОН степень электролитической диссоциации равна 2%. Какова при этом концентрация ионов гидроксила? Константа электролитической диссоциации NH4ОН равна 1,79∙10-5.

Решение

По условию α=2%, или 0,02. Связь Кдис и α определяется уравнением
.

Отсюда

;
.
Пример 3
Удельная электропроводность раствора пропионовой кислоты С2Н5СООН при разбавлении (разведении) 7,4 л при 180С 4,79∙10-4 Ом-1см-1. Вычислить эквивалентную электропроводность, степень диссоциации, константу диссоциации. Подвижность иона С2Н5СОО- 37,2 Ом-1см2.

Решение

так как
значения V и χ переводим в СИ:
;
7,4λ = 7,4 ∙ 10-3 м3;
λ = 4,79 ∙ 10-2 ∙ 7,4 ∙ 10-3 = 3,54 ∙ 10-4 ;


Задание 6
6.1. При 180С удельная электропроводность 0,7Н раствора Mg(NO3)2 равна 4,38∙10-2 Ом-1см-1. Найти эквивалентную электропроводность и кажущуюся степень диссоциации этого раствора, если эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении равна 109,8 Ом-1см-1.

6.2. Удельная электропроводность 10%-ного раствора СаCl2 при 180С 11,4∙10-2 Ом-1см-1, плотность – 1,08 г/см3. Вычислить значение эквивалентной электропроводности и кажущуюся степень диссоциации СаСl2 в растворе. Эквивалентная электропроводность этого раствора при бесконечном разбавлении = 116 Ом-1см2.

6.3.Удельная электропроводность 20%-ного раствора NH4Cl при 180С 0,337 Ом-1см-1, плотность – 1,057 г/см3. Вычислить значение эквивалентной электропроводности и кажущуюся степень диссоциации. Эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении = 130 Ом-1см2.

6.4. Удельная электропроводность 0,1Н раствора уксусной кислоты равна 4,6∙10-2 Ом-1м-1. Вычислить значение эквивалентной электропроводности этого раствора.

6.5. Удельная электропроводность 0,02Н раствора ацетата натрия равна 16,2∙10-2Ом-1см-1. Найти эквивалентную электропроводность этого раствора.

6.6. При 180С удельная электропроводность 0,08% раствора аммиака 6,86∙10-4 Ом-1см-1, плотность – 0,996 г/см3. Константа диссоциации NH4OH 1,79∙10-5. Вычислить значение эквивалентной электропроводности при бесконечном разбавлении.

6.7. При 220С удельная электропроводность 9,55% раствора муравьиной кислоты 7,56∙10-3 Ом-1см-1, плотность – 1,024 г/см3. Константа диссоциации муравьиной кислоты 1,77∙10-4. Вычислить значение эквивалентной электропроводности при бесконечном разбавлении.

6.8. При 250С константа электролитической диссоциации монохлоруксусной кислоты равна 1,4∙10-3, а ее эквивалентная электропроводность при разведении в 32 л/экв – 77,2 Ом-1см-1. Вычислить значение эквивалентной электропроводности при бесконечном разбавлении.

6.9. Константа электролитической диссоциации азотистой кислоты при 12,50С равна 4,6∙10-4. Вычислить степень электролитической диссоциации 0,05Н раствора.

6.10.Удельная электропроводность раствора метиламина при 250С и концентрации 0,07Н равна 1,31∙10-3 Ом-1см-1. Вычислить константу диссоциации метиламина. Эквивалентная электропроводность при бесконечном разбавлении 250 Ом-1см2.

6.11.Удельная электропроводность 0,02Н раствора ацетата натрия равна 16,2∙10-2 Ом-1см-1. Подвижности катиона и аниона соответственно равны 4,26∙10-3 и 4,7∙10-3 Ом-1м2. Найти кажущуюся степень диссоциации.

6.12.При 180С эквивалентная электропроводность раствора пропиламина при разведении в 64 л/экв равна 35,4 Ом-1см-1. Константа диссоциации пропиламина 4,7∙10-4. Вычислить значение степени диссоциации.

6.13. Константа электролитической диссоциации ортоборной кислоты (H3BO3) по первой ступени при 250С равна 5,8∙10-10. Вычислить степень электролитической диссоциации при разведении в 24 л/экв.

6.14. Вычислить, при какой концентрации раствора NH4OH степень электролитической диссоциации равна 0,02. Какова при этом концентрация ионов гидроксила? Константа электролитической диссоциации NH4OH равна 1,79∙10-5.

6.15. При каком разведении концентрация ионов водорода в растворе фенола будет равна 10-6Н? Константа электролитической диссоциации фенола 1,28∙10-10.

6.16. Удельная электропроводность раствора NH4OH при 180С и концентрации 0,011Н имеет величину 1,02∙10-4Ом-1см-1. Вычислить степень диссоциации NH4OH, если подвижность NH=63,6 Ом-1см2, а ОН-=174Ом-1см2.

6.17. Удельная электропроводность раствора NH4OH при 180С и концентрацией 0,022Н составляет 1,5∙10-4 Ом-1см-1. Вычислить концентрацию ионов ОН-, если подвижность NH4+ =63,6 Ом-1см2, а ОН- = 174 Ом-1см2.

6.18. Удельная электропроводность раствора бензиламина при 250С и разведении 16 л/экв равна 2,56∙10-4. Вычислить степень диссоциации бензиламина, если λ=215,8 Ом-1см-1.

6.19. Удельная электропроводность раствора бензиламина при 250С и разведении 64 л/экв равна 1,3∙10-4. Вычислить константу диссоциации, если λ=215,8 Ом-1см-1.

6.20. Удельная электропроводность 0,405Н раствора HJ при 180С 13,32∙10-2 Ом-1см-1. Каково значение кажущейся концентрации ионов водорода в растворе, если подвижность ионов водорода – 315 Ом-1см2, ионов J- – 66,8 Ом-1см2?

6.21. Эквивалентная электропроводность раствора уксусной кислоты при 250С и разведении 32 л/экв равна 8,2 Ом-1см-1. Вычислить константу электролитической диссоциации. Подвижность ионов водорода – 315 Ом-1см2, ионов CH3COO- – 35 Ом-1см2.

6.22. При каком разведении концентрация ионов водорода в растворе муравьиной кислоты будет равна 1∙10-3Н. Константа электролитической диссоциации 1,77∙10-4.

6.23. Вычислить константу электролитической диссоциации 0,4% раствора аммиака, если при 180С удельная электропроводность раствора 4,9∙10-4 Ом-1см-1. Плотность раствора принять равной единице.

6.24. Вычислить константу электролитической диссоциации 1%-ного раствора пропионовой кислоты, если при 180С удельная электропроводность раствора 4,79∙10-4 Ом-1см-1. Плотность раствора принять равной единице. Для пропионовой кислоты λ=344 Ом-1см-1.

6.25. Эквивалентная электропроводность 0,1М раствора СаСl2 82,8 Ом-1см2, при бесконечном разбавлении λ= 115,8 Ом-1см2. Найти величину кажущейся степени диссоциации и значение удельной электропроводности.

Таблица 5

Подвижность ионов при 180С


Катионы

Анионы

Катионы



Анионы



H+

315

OH-

174

Na+

42,6

Cl-

66,3

NH4+

63,6

Br-

68,2

Ca2+

50,4

J-

66,8

Mg2+

44,6

NO3-

62,6







HCOO-

47







CH3COO-

35

Примечание. Для перевода в СИ значения lK и lA следует умножить на 1∙10-4.
1   2   3   4   5   6   7

Похожие:

Физическая и коллоидная химия icon02. 00. 11 Коллоидная химия
Коллоидная химия раздел химической науки, изучающий свойства и превращения вещества в дисперсном и ультрадисперсном состояниях и...
Физическая и коллоидная химия iconРабочая учебная программа дисциплины Физическая и коллоидная химия Направление подготовки 210100 Электроника и наноэлектроника

Физическая и коллоидная химия iconПеречень научных специальностей Высшей аттестационной комиссии (вак) Российской Федерации
Электрохимия; Высокомолекулярные соединения; Xимия элементоорганических соединений; Химия высоких энергий; Биоорганическая химия;...
Физическая и коллоидная химия iconВопросы к зачету по дисциплине «Физическая и коллоидная химия»
Предмет физической химии и её значение в сельском хозяйстве. Роль ученых в развитии физической химии
Физическая и коллоидная химия iconПрограмма вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 02. 00. 04. «Физическая химия» (02. 00. 00 Химические науки, специальность 02. 00. 04 Физическая химия)
Советом по химии умо по классическому университетскому образованию 29. 04. 2002 и на основании Государственного образовательного...
Физическая и коллоидная химия iconРабочая учебная программа утверждена на заседании кафедры неорганической химии
Неорганическая химия, 02. 00. 02 Аналитическая химия, 02. 00. 03 Органическая химия, 02. 00. 04 Физическая химия) и студентов старших...
Физическая и коллоидная химия iconК единому экзамену по русскому языку I. Чтение
Нанотехнология, нанонаука, это наука и технология коллоидных систем, это коллоидная химия, коллоидная физика, молекулярная биология,...
Физическая и коллоидная химия iconПрограмма дисциплины дпп. Ф. 05 Физическая химия
Физическая химия является одной из фундаментальных дисциплин современного естествознания, формирующих научное представление об окружающем...
Физическая и коллоидная химия iconПрограмма вступительного испытания (собеседование/устный экзамен) по дисциплинам «Неорганическая химия»
«Неорганическая химия», «Аналитическая химия», «Физическая химия» и «Органическая химия»
Физическая и коллоидная химия iconРабочей программы дисциплины б. 4 «Физическая химия»
Дисциплина «Физическая химия» является частью цикла Б2 «Математический и естественнонаучный цикл» дисциплин подготовки студентов...
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org