Методические указания и контрольные задания по физической и коллоидной химии. Балдынова Ф.П - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

29 30
С увеличением температуры электропроводность рас-
творов электролитов растет за счет увеличения подвижно-
сти ионов, проходя через максимум при температуре, опре-
деляемой природой электролита, растворителя и концен-
трации. Измерение электропроводности раствора электро-
лита называется кондуктометрией. Кондуктометрические
измерения служат для дистанционного контроля состава
раствора в химической технологии, для определения кон-
центрации электролита в случае окрашенных или мутных
растворов, при титровании смесей кислот или оснований,
когда подбор цветного индикатора затруднен.
Электродными процессами называется взаимодейст-
вие ионов с электродами. Это электролиз и генерация ЭДС
в гальванических элементах.
При электролизе электрическая энергия преобразуется
в химическую энергию окислительно-восстановительной
реакции.
Гальванический элемент – прибор, преобразующий
энергию химической реакции в электрическую. Простей-
ший пример гальванического элемента - элемент
Даниеля-
Якоби
. Он состоит из двух электродов, погруженных в со-
ответствующие растворы электролитов. Между каждым
электродом и раствором возникает разность потенциалов.
Если эти электроды соединить, например, медной проволо-
кой, то на одном из электродов пойдет реакция окисления, а
на другом – реакция восстановления. Возникающая при
этом разность потенциалов между электродами называется
электродвижущей силой (ЭДС) элемента. ЭДС гальваниче-
ского элемента (Е) равно разности электродных потенциа-
лов:
Е=Е
1
-Е
2.
Например, ЭДС гальванического элемента
Cu/CuSo
4
//AgNO
3
/Ag равно Е=Е
Аg
+
/Ag°
-Е
Сu+2/Cu°
(1-48)
Электрическая работа гальванического элемента W
макс
определяется, как
W
макс
=n F E, (1-49)
где n - число электронов, участвующих в окислитель-
но-восстановительной реакции, F- число Фарадея, т.е. коли-
чество электричества, перенесенное одним г-эквивалентом
вещества. При обратимых условиях W
макс
= -∆G, где ∆G -
изменение изобарного потенциала, определяемое по урав-
нению изотермы:
∆G=RTln (a
Cu
+2
·a²
Ag˚
)/(a
Cuº
·a
2
Ag+
) - RТlnK
a
Тогда -n F E = -[RTlnK
a
- RTln(a
Cu²
+·a²
Ag˚
)/(a²
Cuº·
a
2
Ag
+)] (I-50)
где a
Cu²
; a
Ag+
- активности ионов в растворе;К
а
- константа
окислительно-восстановительного равновесия, которую
можно связать со стандартной ЭДС уравнением
Е
о
=(RT/nF)ln К
а
.
Отсюда Е=Е°+RT/nF ln (a
Cu°
·a²
Ag+
)/(a²
Ag˚
· a
Cu
+2
) (1-51)
a
Cu°
= a
Ag˚
=1 (следствие уравнения Нернста)
где Е°- стандартная ЭДС при активностях, равных 1 и при
25°C. Зная величину Е°, можно определить направление
процесса. Если Е больше нуля (при этом ∆G<0), процесс
является самопроизвольным.
Используя уравнение Гиббса, можно определить теп-
ловой эффект реакции:
∆Н= -n F E+n F T(dE/dT) (1-52)
Тема 5. Химическая кинетика и катализ.
Программа
Скорость и константа скорости химической реакции.
Закон действующих масс. Классификация химических ре-
акций. Молекулярность и порядок реакции. Определение
порядка реакции. Зависимость скорости реакции от темпе-
ратуры . Правило Вант-Гоффа. Энергия активации. Уравне-
ние Аррениуса. Влияние катализатора на скорость химиче-
ской реакции. Гомо- и гетерогенный катализ, их характери-
стика и особенности. Ферментативный катализ. 
       С увеличением температуры электропроводность рас-                              Wмакс=n F E,                       (1-49)
творов электролитов растет за счет увеличения подвижно-            где n - число электронов, участвующих в окислитель-
сти ионов, проходя через максимум при температуре, опре-      но-восстановительной реакции, F- число Фарадея, т.е. коли-
деляемой природой электролита, растворителя и концен-         чество электричества, перенесенное одним г-эквивалентом
трации. Измерение электропроводности раствора электро-        вещества. При обратимых условиях Wмакс= -∆G, где ∆G -
лита называется кондуктометрией. Кондуктометрические          изменение изобарного потенциала, определяемое по урав-
измерения служат для дистанционного контроля состава          нению изотермы:
раствора в химической технологии, для определения кон-                      ∆G=RTln (aCu+2·a²Ag˚)/(aCuº·a2Ag+) - RТlnKa
центрации электролита в случае окрашенных или мутных          Тогда -n F E = -[RTlnKa - RTln(aCu²+·a²Ag˚)/(a²Cuº·a2Ag+)] (I-50)
растворов, при титровании смесей кислот или оснований,        где aCu²; aAg+ - активности ионов в растворе;Ка - константа
когда подбор цветного индикатора затруднен.                   окислительно-восстановительного равновесия, которую
       Электродными процессами называется взаимодейст-        можно связать со стандартной ЭДС уравнением
вие ионов с электродами. Это электролиз и генерация ЭДС       Ео=(RT/nF)ln Ка.
в гальванических элементах.                                   Отсюда Е=Е°+RT/nF ln (aCu°·a²Ag+)/(a²Ag˚ · aCu+2)         (1-51)
       При электролизе электрическая энергия преобразуется         aCu°= aAg˚ =1    (следствие уравнения Нернста)
в химическую энергию окислительно-восстановительной           где Е°- стандартная ЭДС при активностях, равных 1 и при
реакции.                                                      25°C. Зная величину Е°, можно определить направление
       Гальванический элемент – прибор, преобразующий         процесса. Если Е больше нуля (при этом ∆G<0), процесс
энергию химической реакции в электрическую. Простей-          является самопроизвольным.
ший пример гальванического элемента - элемент Даниеля-             Используя уравнение Гиббса, можно определить теп-
Якоби. Он состоит из двух электродов, погруженных в со-       ловой эффект реакции:
ответствующие растворы электролитов. Между каждым                                  ∆Н= -n F E+n F T(dE/dT)               (1-52)
электродом и раствором возникает разность потенциалов.
Если эти электроды соединить, например, медной проволо-
кой, то на одном из электродов пойдет реакция окисления, а             Тема 5. Химическая кинетика и катализ.
на другом – реакция восстановления. Возникающая при                                  Программа
этом разность потенциалов между электродами называется             Скорость и константа скорости химической реакции.
электродвижущей силой (ЭДС) элемента. ЭДС гальваниче-         Закон действующих масс. Классификация химических ре-
ского элемента (Е) равно разности электродных потенциа-       акций. Молекулярность и порядок реакции. Определение
лов:                                                          порядка реакции. Зависимость скорости реакции от темпе-
        Е=Е1-Е2. Например, ЭДС гальванического элемента       ратуры . Правило Вант-Гоффа. Энергия активации. Уравне-
 Cu/CuSo4//AgNO3/Ag равно Е=ЕАg+/Ag° -ЕСu+2/Cu°     (1-48)    ние Аррениуса. Влияние катализатора на скорость химиче-
       Электрическая работа гальванического элемента W        ской реакции. Гомо- и гетерогенный катализ, их характери-
макс определяется, как                                        стика и особенности. Ферментативный катализ.

                                                         29   30

Страницы