Методические указания и контрольные задания по физической и коллоидной химии. Балдынова Ф.П - 25 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВСГУТУ | Улан-Удэ

Составители: 

Рубрика: 

51 52
друга. При напряжении 10 В через раствор идет ток силой
I= 4,3058·10
-3
А при Т=298 К. Определите степень диссо-
циации, константу диссоциации и рН раствора, если при
указанной температуре подвижности ионов Н
+
и СН
3
СОО
-
соответственно равны:
λ
+
Η
=
34,982 См⋅м
2
⋅кг⋅экв
-1
и λ
СООСН
3
=4,090 См⋅м
2
⋅кг⋅экв
-1
Решение: Степень диссоциации
λ
α
= /λ
∞
; λ = æ /С; æ = I·l / (V·S); λ
∞
= λ
+
Н
+ λ соосн
3
-
Следовательно,
.02351,0
)09,434982(10310
32102103058,4
)(
4
23
=
+⋅⋅
⋅⋅⋅⋅
=
+
=
−
⋅−−
Η
+
СООНСН
С
λλ
λ
α
Константа диссоциации
−
⋅=
⋅−
=
−
= 107688,1
32)0235,01(
0235,0
1
22
.
СК
дис
α
α
5
рН = -lgС
+
Н
= -lg(α С −=
)
3
СООНСН
lg .134,3
32
0235,0
=
Задача 6. Определите рН раствора, если при Т= 299К
ЭДС элемента
Нg | Hg
2
Cl
()
т2
KCl(0,1н.) || H
+
(рН) хингидрон | Pt рав-
на 0,15 В. Стандартный потенциал хингидронного электро-
да 0,6994 В, каломельного 0,3369 В.
Решение:
E
цепи
= E
калхинг
Ε
−
.
= (Ε
0
+
Η
+ a
nF
RT
хинг
lg3,2
.
) -Е
кал
;
;059,0
3,2
=
F
RT
при Т= 298К;
рН=
602,3
059,0
15,03369,06994,0
059,0
.
=
−−
=
Ε
−
Ε−Ε
цепикалхинг
Задача 7. Пероксид водорода в водном растворе разла-
гается с выделением кислорода. В одном из опытов получи-
ли следующие результаты:
Время, мин. 10 30 ∞
Объем выделившегося кислорода, см
3
3,3 8,1 15,6
Определите порядок реакции
2Н
2
О
2
= 2Н
2
О +О
2
Решение: Можно предположить, что реакция разло-
жения перексида водорода будет или первого, или второго
порядка
(маловероятно, что порядок ее окажется выше второго).
Подсчитаем константу скорости, принимая, что кинетика
процесса соответствует стехиометрическому уравнению.
В реакцию вступают две молекулы пероксида водоро-
да:
r
2
=
)(
1
хаа
х
t −
.
Исходная концентрация пероксида водорода пропор-
циональна полному объему кислорода, выделившемуся к
концу реакции, т.е. 15,6 см.
3
. Уменьшение концентрации
пероксида водорода за данный отрезок времени
х пропор-
ционально объему выделившегося за то же время кислоро-
да. Подставив соответствующие значения в уравнение, на-
ходим:
k΄ ;00172,0
3,1256,1
3,3
10
1
2
=
⋅
=
.00231,0
5,756,1
1,8
30
1
2
=
⋅
=k
Константы сильно отличаются друг от друга, следователь-
но, разложение пероксида водорода не является реакцией
второго порядка.
Подсчитываем константу скорости по уравнению: 
друга. При напряжении 10 В через раствор идет ток силой                                 Задача 7. Пероксид водорода в водном растворе разла-
I= 4,3058·10-3 А при Т=298 К. Определите степень диссо-                           гается с выделением кислорода. В одном из опытов получи-
циации, константу диссоциации и рН раствора, если при                             ли следующие результаты:
указанной температуре подвижности ионов Н+ и СН3СОО-                              Время, мин.                             10         30   ∞
соответственно равны:                                                             Объем выделившегося кислорода, см3 3,3             8,1 15,6
λ Η + = 34,982 См⋅м2⋅кг⋅экв-1 и λ СН 3СОО =4,090 См⋅м2⋅кг⋅экв-1                   Определите порядок реакции
                                                                                                          2Н2О2 = 2Н2О +О2
     Решение: Степень диссоциации
                                                                                        Решение: Можно предположить, что реакция разло-
α = λ /λ∞ ; λ = æ /С; æ = I·l / (V·S); λ∞ = λ Н + + λ сн3 соо -                   жения перексида водорода будет или первого, или второго
Следовательно,                                                                    порядка
                  λ            4,3058 ⋅ 10 −3 ⋅ 2 ⋅ 10 −2⋅ ⋅ 32                   (маловероятно, что порядок ее окажется выше второго).
α=                           =                                  = 0,02351.        Подсчитаем константу скорости, принимая, что кинетика
     С (λ Η +   + λСН СООН )   10 ⋅ 3 ⋅ 10 − 4 (34982 + 4,09)
                                                                                  процесса соответствует стехиометрическому уравнению.
  Константа диссоциации                                                                 В реакцию вступают две молекулы пероксида водоро-
            α2        0,0235 2                                                    да:
К дис. =       С=                   = 1,7688 ⋅ 10 − 5                                                            1      х
           1−α    (1 − 0,0235) ⋅ 32                                                                        r2 =               .
                                      0,0235                                                                     t а(а − х)
рН = -lgС Н + = -lg(α С СН 3СООН ) = − lg     = 3,134.                                  Исходная концентрация пероксида водорода пропор-
                                         32
    Задача 6. Определите рН раствора, если при Т= 299К                            циональна полному объему кислорода, выделившемуся к
ЭДС элемента                                                                      концу реакции, т.е. 15,6 см.3. Уменьшение концентрации
                                                                                  пероксида водорода за данный отрезок времени х пропор-
    Нg | Hg 2 Cl 2(т ) KCl(0,1н.) || H + (рН) хингидрон | Pt рав-
                                                                                  ционально объему выделившегося за то же время кислоро-
на 0,15 В. Стандартный потенциал хингидронного электро-                           да. Подставив соответствующие значения в уравнение, на-
да 0,6994 В, каломельного 0,3369 В.                                               ходим:
        Решение:                                                                                           1     3,3
                                        RT                                                         k΄ 2 =                 = 0,00172;
E цепи = E хинг . −Ε кал = (Ε0 хинг . +    2,3 lg a Η + ) -Е кал ;                                        10 1,56 ⋅ 12,3
                                        nF                                                                1     8,1
2,3RT                                                                                              k 2=                 = 0,00231.
          = 0,059; при Т= 298К;                                                                           30 1,56 ⋅ 7,5
   F
                                                                                  Константы сильно отличаются друг от друга, следователь-
       Ε хинг . − Ε кал − Ε цепи 0,6994 − 0,3369 − 0,15
рН=                             =                                = 3,602          но, разложение пероксида водорода не является реакцией
                 0,059                      0,059                                 второго порядка.
                                                                                  Подсчитываем константу скорости по уравнению:


                                                                             51   52

Страницы