Физическая и коллоидная химия. Балдынова Ф.П. - 32 стр.

равна 0,15 В. Стандартный потенциал хингидронного элек-                           порядка (маловероятно, что порядок ее окажется выше вто-
трода 0,6994 В, каломельного 0,3369 В.                                            рого). Подсчитаем константу скорости, принимая, что кине-
       Решение:                                                                   тика процесса соответствует стехиометрическому уравне-
                                        RT                                        нию.
E цепи = E хинг . −Ε кал = (Ε0 хинг . +     2,3 lg a Η + ) -Е кал ;                     В реакцию вступают две молекулы пероксида водоро-
                                        nF
 2,3RT                                                                            да:
          = 0,059; при Т= 298К;                                                                                     1      х
   F                                                                                                          r2 =               .
       Ε хинг . − Ε кал − Ε цепи 0,6994 − 0,3369 − 0,15                                                             t а(а − х)
рН=                               =                               = 3,602 .             Исходная концентрация пероксида водорода пропор-
                 0,059                       0,059
                                                                                  циональна полному объему кислорода, выделившемуся к
       Задача 11. Составьте схему гальванического элемента,                       концу реакции, т.е. 15,6 см.3. Уменьшение концентрации
в котором протекает реакция                                                       пероксида водорода за данный отрезок времени х пропор-
                         Аg + + Br-= АgBr.                                        ционально объему выделившегося за то же время кислоро-
       Рассчитайте стандартную ЭДС элемента при 250С, ∆G,                         да. Подставив соответствующие значения в уравнение, на-
константу равновесия и растворимость АgBr в воде.                                 ходим:
       Решение:                                                                                               1     3,3
                      Аg |АgBr|Br-||Аg +|Аg.                                                          k΄ 2 =                 = 0,00172;
Правый электрод: Аg + + е = Аg, Е0= 0,7991 В.                                                                10 1,56 ⋅ 12,3
Левый электрод: АgBr + е = Аg + Br- , Е0= 0,0732 В.                                                          1     8,1
                                                                                                      k 2=                 = 0,00231.
Общая реакция: Аg + + Br-= АgBr, Е0= 0,7259 В.                                                               30 1,56 ⋅ 7,5
∆G0=-nFE0= -(96485 Кл·моль-1) (0,7259 В)=-70,04 кДж/моль,                         Константы сильно отличаются друг от друга, следователь-
            ∆G 0               70040                                          но, разложение пероксида водорода не является реакцией
К = exp −              = exp                = 1,87 ⋅ 1012 .                   второго порядка.
            RT                 8,314 ⋅ 298 
                                                                                  Подсчитываем константу скорости по уравнению:
1/К = а (Аg ) а (Br ) = m(Ag+) m(Вr-)(γ±)2=m2(γ±)2.
                 +         -
                                                                                                                   2,3       a
       Отсюда, полагая γ± = 1, получаем m = 7,32·10-7моль/кг.                                                 k1 =      lg       ;
       Задача 12. Пероксид водорода в водном растворе раз-                                                           t     a−х
лагается с выделением кислорода. В одном из опытов полу-                                         2,3 15,6
                                                                                           k1 =      lg        = 0,0237 мин −1 = 3,95 ⋅ 10 − 4 с −1 ;
чили следующие результаты:                                                                       10 12,3
Время, мин.                                    10             30            ∞                    2,3 15,6
Объем выделившегося О2 , см3                   3,3           8,1          15,6             k2 =      lg        = 0,0244 мин −1 = 4,07 ⋅ 10 − 4 с −1 .
                                                                                                  30 7,5
Определите порядок реакции
                                                                                        В этом случае константа скорости постоянна (в преде-
                               2Н2О2 = 2Н2О +О2
                                                                                  лах неизбежных ошибок опыта) и среднее значение k=
       Решение: Можно предположить, что реакция разло-
                                                                                  4,01·10-4 с-1. В этом случае константа достаточно устойчива.
жения перексида водорода будет или первого, или второго
                                                                             65   66