Zadachi_po_fizicheskoy_khimii

Продолжение табл. 2

Продолжение табл. 2

Продолжение табл. 2

Продолжение табл. 2

7. Вычислите температуру плавления (Тпл) вещества при

давлении Рвн Па, интегрируя dT a const в пределах от давле- dP

ния в тройной точке до давления Рвн и от температуры тройной точки до Тпл.

8.Дайте определение числу степеней свободы, правилу фаз Гиббса. Укажите термодинамическое условие фазового равновесия.

9.Определите число степеней свободы по правилу фаз Гиббса в следующих точках: а) тройная точка; б) любая точка на кривой испарения; в) любая точка на кривой возгонки; г) любая точка в области существования пара.

КОЛЛИГАТИВНЫЕ СВОЙСТВА РАЗБАВЛЕННЫХ РАСТВОРОВ

Задание 5

Расчеты провести для раствора неизвестного нелетучего вещества (см. табл. 2) в жидком растворителе А с концентрацией С (мас. %) и плотностью d (кг/м3) при температуре Т и давлении Р1 (Па).

1. Определите молярную долю растворенного вещества по величине Р1 Па и Р10(над жидк.) Па при одной и той же температуре

T(см. табл. 2, свойства раствора).

2.Рассчитайте молярную массу растворенного вещества.

3.Определите молярную концентрацию раствора.

4.Определите моляльную концентрацию раствора.

5.Вычислите осмотическое давление раствора.

6.Определите молярную долю растворителя в растворе.

Рассчитайте значение давления пара растворителя P , используя

1

значения Р10(над жидк.) при всех температурах (см. табл. 2).

7. Постройте кривую зависимости P f (T ) для данного раствора. Для растворов нелетучих веществ можно принять, что давление пара над раствором равно парциальному давлению пара

растворителя P P .

1

8.Определите графически повышение температуры кипения при давлении Р1 раствора данной концентрации С.

9.Вычислите эбулиоскопическую постоянную из полученного в п. 8 значения Тк и по теоретическому уравнению, срав-

ните эти величины между собой.

10.Определите графически понижение температуры замерзания раствора.

11.Вычислите криоскопическую постоянную из полученного в п. 10 значения Тз и по теоретическому уравнению, сравни-

те эти величины между собой.

РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОВОДИМОСТЬ РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

Задание 6

1.Рассчитайте ионную силу раствора электролита А с концентрацией m (табл. 3).

2.По предельному закону Дебая и Хюккеля вычислите средний коэффициент активности.

3.Вычислите средний стехиометрический коэффициент и среднюю моляльность раствора.

4.Вычислите среднюю активность раствора электролита.

5.Вычислите общую активность сильного электролита А в растворе с концентрацией m.

6.Рассчитайте ионную силу электролита А при следующих концентрациях: 0,01; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 2,0 моль/кг.

7.По полученным значениям в п. 6 рассчитайте средние коэффициенты активности.

8.Выпишите из справочника [1] для указанных выше концентраций значения средних коэффициентов активности.

9.Вычертите на одном рисунке два графика зависимости

lg f ( J ) , один график по результатам, полученным в п. 7, второй – по справочным данным. Определите, в каком интервале концентраций электролита А может применяться предельный закон Дебая и Хюккеля.

Задание 7

1.Для выполнения задания используйте справочные данные зависимости электрической проводимости растворов слабого электролита А (вариант из табл. 4) от разведения при 298 К [1, c. 125]. Пересчитайте разведение из литров на моль (л/моль) в

молярную концентрацию (моль/л), переведите значение концентрации в моль на кубический метр (моль/м3).

2.Определите удельную электрическую проводимость в сименсах на метр (См∙м–1) для всех концентраций электролита А.

3.Постройте графики зависимости удельной и молярной электрической проводимости от концентрации.

4.Графически определите удельную электрическую прово-

димость при концентрации С. По этому значению рассчитайте величину молярной электрической проводимости (См∙м2∙моль–1), определите величину молярной электрической проводимости

графически при концентрации С. Сравните полученные величины молярной электрической проводимости.

5.На основании данных справочника [1, с. 123] по закону

Кольрауша вычислите молярную электрическую проводимость (См∙м2∙моль–1) при бесконечном разведении при 298 К.

6.По значениям предельных молярных электрических проводимостей ионов в воде (п. 5) и значению молярной электрической проводимости при бесконечном разведении определите числа переноса катиона и аниона электролита А при 298 К.

7.Рассчитайте абсолютные скорости движения катиона и аниона (м2∙с–1∙В–1) при бесконечном разведении.

8.Напишите реакцию диссоциации электролита А, напишите выражение для константы диссоциации.

9.Рассчитайте степень диссоциации электролита А при концентрации С на основании данных по электрической проводимости.

10.На основании данных справочника [1, с. 136] о константе диссоциации электролита А в водном растворе при 298 К рассчитайте степень диссоциации электролита А при концентрации

С. Величину концентрации в уравнении константы диссоциации нужно использовать в молях на дециметр (моль/дм3). Сравните результаты с результатом в п. 9.

11.Определите рН раствора электролита А при концентрации С (моль/дм3).

ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ И ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

Задание 8

1. Напишите электродные реакции, протекающие на левом и правом электродах, и суммарную реакцию, протекающую в электрохимическом элементе А (табл. 5).

Таблица 5

2.По уравнению для условного равновесного электродного потенциала (уравнение Нернста) рассчитайте электродные потенциалы при 298 К правого и левого электродов в вольтах (В), считая, что средняя активность раствора электролита в левом электроде равна 0,05, в правом равна 0,1.

3.Рассчитайте при 298 К ЭДС электрохимического элемента по полученным значениям электродных потенциалов.

4.Рассчитайте ЭДС по уравнению химической реакции, протекающей в электрохимическом элементе, сравните полученное значение со значением в п. 3.

5.Вычислите константу равновесия реакции, протекающей самопроизвольно в электрохимическом элементе А при температуре 298 К.

6.Составьте концентрационный электрохимический элемент, используя один из электродов электрохимического элемента А, рассчитайте ЭДС полученного концентрационного элемента, считая, что активность одного раствора в 100 раз больше активности другого.