Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Kontrolnaja_rabota_ФИЗКОЛЛОИДНАЯ_

.pdf
Скачиваний:
619
Добавлен:
18.02.2016
Размер:
2.39 Mб
Скачать

Рис. Диапграммы «Состав-давление пара двойных смесей»

13.Опишите, какие изменения будут происходить со смесью, состояние которой (состав – температура) выражается при постоянном давлении: 1) точкой «а» при повышении температуры или 2) точкой «б» при понижении температуры.

14.Изобразите диаграммы «состав – давление пара» и «состав – температура кипения» для различных типов системы и поясните их.

15.Изобразите диаграмму «состав – температура» с азеотропной точкой. На примере смесей, состояние которых выражается точками, расположенными до и после азеотропной точки, опишите, какие изменения будут происходить со смесью, если давление поддерживать постоянным, а температуру повышать. Что будет отгоняться при дистилляции данных смесей?

16.Напишите математическое выражение для общего давления пара смеси нерастворимых друг в друге жидкостей и поясните его.

17.Какое практическое значение имеет перегонка с водяным паром?

18.Поясните изотерму равновесия бинарный раствор – пар. Какие области диаграммы соответствуют: жидкому двухкомпонентному раствору, двухкомпонентному пару, равновесию пар–жидкость? Покажите, используя диаграмму, что состав жидкости и соответствующего ей пара не одинаковы.

19.Поясните изобару равновесия бинарный раствор–пар. Что такое фракционная перегонка? Какие вещества можно разделить, используя этот процесс?

20.Из приведенного перечня пар веществ выберите те, которые можно разделить методом фракционной перегонки (азеотропов в перечне нет): метанол и этанол, бензол и циклогексан, бензол и хлорид натрия, циклогексан и активированный уголь, ртуть и вода.

Задачи

904.Определите общее давление и парциальные давления насыщенных паров при температуре 70 ºС над смесью бензола с

263

толуолом, в которой молярная доля бензола равна 0,35. Давления насыщенных паров бензола и толуола при указанной температуре соответственно равны 72980,4 и 26984,3 Па. (25550 Па; 17540 Па; 43090 Па)

905.Бензол и дихлорэтан образуют смеси, подчиняющиеся закону Рауля. При температуре 40 ºС давления паров бензола и дихлорэтана соответственно равны 243 и 20,7 гПа. Вычислите при этой температуре парциальное давление насыщенных паров каждого компонента и общее давление смеси, содержащей: 1) 0,2 молярные доли бензола; 2) бензол массой 500 г и дихлорэ-

тан массой 500 г. (1) 48,6; 165,6; 214,2; 2) 136,1; 91,1; 227,2 гПа)

906.Сероуглерод и четыреххлористый углерод, неограниченно растворимые друг в друге жидкости, образуют смеси, близкие к идеальным. При температуре 40 ºС давление пара сероуглерода равно 882 гПа, а четыреххлористого углерода – 288 гПа. Вычислите при этой температуре общее давление и парциальные давления паров каждого компонента, равновесных со смесью, содержащей: 1) сероуглерод молярной долей 30 %; 2) сероуглерод массовой долей 90 %. (1) 264,6; 201,6; 466,2; 2) 836,1; 14,98; 851,1

гПа)

907.Бензол и хлорбензол образуют смеси, близкие к идеальным. При температуре 80 ºС давления паров бензола и хлорбензола соответственно равны 1005 и 193 гПа. Вычислите: 1) состав смеси в молярных долях (%), если парциальное давление бензола

вдва раза больше парциального давления хлорбензола; 2) состав пара, равновесного с этой смесью. (27,75 %; 2) 66,7 % бензола)

908.При температуре 60 ºС давления паров бензола и толуола соответственно равны 523 и 186 гПа. Смесь этих веществ практически идеальна. Вычислите ее состав в молярных долях (%), если общее давление равновесного с ней пара равно 333 гПа. Каков состав пара над этой смесью? (43,6 %; 68,5 % бензола.)

909.Определите общее давление и состав пара в молярных долях над смесью бензола и о-ксилола при температуре 20 ºС. Молярная доля бензола в смеси равна 0,6. Давление пара о- ксилола при 20 ºС составляет 13397 Па, а давление пара бензола

– 9953,82 Па. (6509 Па; 91,77 %)

264

910.Определите общее давление и состав пара в молярных долях над смесью, состоящей из 125 г бензола и 98 г п-ксилола при температуре 50 ºС. Давление пара п-ксилола С6Н4(СН3)2 при этой температуре равно 6561 Па, а бензола – 35863,6 Па. (25141 Па; бензола 90,44 %)

911.Вычислите общее давление и определите состав пара в молярных долях над смесью, состоящей из 200 г бензола С6Н6 и 300 г этилбензола C6H5С2H5 при температуре 60 ºС. Давление пара этилбензола при 60 ºС равно 10484 Па, а бензола – 51809

Па. (30118 Па; бензола 18,25 %)

912.Общее давление пара над смесью бензола и толуола равно 8691,2 Па при температуре 30 ºС. Вычислите молярные доли бензола и толуола в жидкой смеси и в парах при указанной температуре. Давления паров бензола и толуола при 30 ºС соответственно равны 15758,6 и 4892,92 Па. (а) в жидкой смеси: бензола 34,93 %; б) в парах: бензола 63,35 %)

913.Жидкое органическое вещество, практически не растворимое в воде, перегонялось с водяным паром при нормальным атмосферном давлении и температуре 98,4 ºС. Содержание органической жидкости в конденсате равно 0,231 масс. доли. Определите молярную массу вещества и давление его паров при данной температуре, если давление насыщенного пара воды в этих условиях составляет 95665 Па. (91,52)

914.Органическое вещество, практически не растворимое в воде, перегонялось с водяным паром при нормальном атмосферным давлением и температуре 99,3 ºС. Содержание перегоняемого вещества в конденсате равно 0,144 масс. доли. Определите молярную массу органического вещества. Давление насыщенного пара воды при указанной температуре равно 98811,3 Па. (119,2)

915.При перегонке бромбензола С6Н5Вг с водяным паром под нормальным атмосферным давлением смесь кипит при температуре 95,25 ºС. Считая, что бромбензол практически не растворим в воде, определите соотношение количеств молей бромбензола и воды в парах и процентное содержание бромбензола и воды в дистилляте. При 95,25 ºС давление пара бромбензола равно 16129,3 Па. (1:5,282; 62,26 %, 37,74 % масс.)

265

916.Бензол и толуол неограниченно растворимы друг в друге. Вычислите отношение числа молей бензола к числу молей толуола в парах при температуре 50 ºС над жидкой смесью, содержащей 0,82 мол. доли бензола. Давления паров чистых жидкостей бензола и толуола при 50 ºС соответственно равны 35863,6 и 12345,6 Па. (13,23)

917.Толуол и этилбензол неограниченно растворимы друг в друге. Давление пара этилбензола при температуре 90 ºС равно 29741 Па. Вычислите отношение числа молей толуола к числу молей этилбензола в парах при указанной температуре над смесью, содержащей 0,75 мол. доли толуола. Давление пара толуола при

90 ºС равно 53942,1 Па. (5,44)

918.Сероуглерод и вода практически не растворимы друг в друге. Определите: а) общее давление над смесью указанных жидкостей при температуре 40 ºС, если давление пара сероуглерода при этой температуре равно 82316,7 Па; б) отношение числа молей сероуглерода к числу молей воды в парах при заданной температуре. Давление пара воды при 40 ºС найдите в справочнике. (89692,6 Па; 11,16)

919.Вода и хлорбензол C6H5Cl практически не растворимы друг в друге. Давления паров указанных веществ при температуре 90 ºС соответственно равны 70083,8 и 27773 Па, а при 91 ºС –

72788,4 и 28766 Па. В интервале между 90 и 91 ºС давление пара каждого компонента растет пропорционально с ростом температуры. Определите температуру кипения смеси под давлением 99710 Па и количество хлорбензола (масс. доли, %), которое будет содержаться в дистилляте. (90,501 ºС; 71,20)

920.Вода и нафталин C10H8 практически не растворимы друг в друге. Давления паров этих веществ при температуре 99 ºС соответственно равны 97740,9 и 2386 Па, а при 100 ºС – 101325

и2466 Па. В интервале температур между 99 и 100 ºС давление пара каждого компонента растет пропорционально температуре. Определите температуру кипения смеси при давлении 100640 Па

исостав дистиллята (масс. доли, %). (99,14 ºС; нафталина 14,79 %.)

921.При температуре 99 ºС давление пара нафталина C10H8 равно 2386 Па. Считая, что вода и нафталин практически не рас-

266

творимы друг в друге, определите, какое количество дистиллята необходимо собрать, перегоняя нафталин с водяным паром, чтобы получить 20 г чистого нафталина. Давление пара воды при указанной температуре равно 97740,9 Па. (135,2 г )

922.Кривая давления пара смеси пропилового спирта и воды проходит через максимум, соответствующий смеси с содержанием 0,717 масс. доли спирта. Как будет происходить перегонка растворов, содержащих 0,50 и 0,85 масс. доли пропилового спирта? Какие вещества останутся в перегонной колбе в первом и во втором случаях?

923.Кривая давления пара смеси азотной кислоты и воды проходит через минимум, отвечающий смеси с содержанием 0,316 масс. доли воды. Как будет происходить перегонка раствора азотной кислоты, содержащего 0,2 масс. доли HNO3? В каком случае можно выделить пары чистой азотной кислоты?

Глава 6. ЗАКОН РАСПРЕДЕЛЕНИЯ. ЭКСТРАГИРОВАНИЕ

Если в систему из двух несмешивающихся жидкостей ввести какое-либо вещество, способное растворяться как в одном, так и в другом растворителе, то после встряхивания оно распределится между слоями взятых жидкостей определенным образом. Со-

отношение равновесных концентраций распределяемого вещества в двух жидкостях при неизменной температуре является постоянной величиной и не зависит от абсолютных и относительных количеств каждого из растворителей и распреде-

ляемого вещества (закон распределения):

C1 K , C2

где С1 и С2 – равновесные концентрации распределяющегося вещества в двух фазах; K – коэффициент распределения НернстаШилова.

В некоторых случаях распределяющееся вещество вследствие диссоциации или ассоциации его молекул обладает неодинаковой средней величиной частиц в двух взятых растворителях. Тогда закон распределения записывается следующим образом:

267

С1b K ,

C2

где b=M``/M`; M` – средняя молярная масса распределяющегося вещества в первом жидком растворителе; М`` – средняя молярная масса этого же вещества во втором жидком растворителе.

Закон распределения используется для количественной характеристики процесса экстрагирования веществ из растворов.

Зная коэффициент распределения К, можно рассчитать массу вещества mост, оставшегося в исходном растворе после n экстракций (n – кратность экстракции):

mn(ост) mисх KV1 n ,KV1 V2

где mисх – общая масса экстрагируемого вещества (г) в системе; V2 – объем растворителя (экстрагента), которым обрабатывался раствор при экстрагировании.

Масса экстрагированного (извлеченного в фазу экстрагента) вещества (г) соответственно составит:

 

 

 

 

KV1

n

m m m

m

1

 

.

KV V

экс исх n(ост)

исх

 

 

 

 

 

 

 

1 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример 1. При распределении фенола между водой и бен-

золом получены следующие данные:

 

 

 

C1

(в воде), кмоль/м3

0,0316

0,123

0,327

0,750

C2

(в бензоле), кмоль/м3

0,077

0,159

0,253

0,390

Вычислите среднее значение коэффициента распределения K и

показатель степени b.

 

 

 

 

 

Решение. Простейшая формула закона распределения в дан-

ном случае неприменима, так как соотношение

C1/C2

не является

постоянным (0,4104; 0,7736; 1,292; 1,923). Это связано с измене-

нием молярной массы распределяющегося вещества. Применим закон распределения в общем виде Cb1/C2=K. Прологарифмировав это уравнение, получим:

lgC1 lgC2 = lgK или lgC2 = b·lgC1 lgK.

Полученное уравнение является уравнением прямой в координатах lgC2 = f(lgC1). Тангенс угла наклона прямой к оси абс-

268

цисс равен b, а отрезок, отсекаемый на оси ординат, представляет lgK.

Построим график зависимости lgC2 от lgC1 и по графику определим отрезок, отсекаемый на оси ординат и тангенс угла на-

клона прямой к оси абсцисс:

-lgK = -0,34; K = 100,34 = 2,188; n = tgα = 0,52.

Следовательно, формула закона распределения фенола между водой и бензолом следующая: С10,52/С2=2,188. По полученной формуле можно вычислить К для всех случаев задачи.

*Данную задачу можно решить также аналитическим методом, составляя систему уравнений.

Пример 2. Коэффициент распределения иода между водой и четыреххлористым углеродом равен 0,0117. Определите равновесную концентрацию иода в водном слое, если 1 л воды взболтать с 200 см3 раствора иода в четыреххлористом углероде с содержанием иода 10 г/л. Иод в воде и четыреххлористом углероде имеет нормальную молярную массу.

Решение. В 200 см3 раствора иода в СCl4 содержится 2 г иода. Обозначим количество иода, перешедшее в 1 л водного слоя, через х. Тогда в 200 см3 раствора иода в четыреххлористом углероде останется (2–х) г иода, а в 1 л – 5·(2–х) г иода, т.е. в

соответствии с законом распределения СH2O K :

 

 

 

 

CCCl4

СH2O

 

x

0,0117

, откуда х = 0,1105 (г).

CCCl4

5 (2 x)

 

 

 

Следовательно, равновесная концентрация иода в водном растворе равна 0,1105 г/л.

Пример 3. В 1 л водного раствора содержится 0,15 г иода. Какова будет степень извлечения иода из данного раствора 40 см3 четыреххлористого углерода: в) при однократном извлечении всем количеством растворителя; б) при четырехкратном извлечении порциями по 10 см3? Коэффициент распределения иода между водой и четыреххлористым углеродом равен 0,0117.

Решение. а) Воспользуемся формулой

269

 

 

 

 

 

 

 

KV1

 

 

 

n

 

 

 

mn(ост)

 

 

 

 

при n=1.

 

 

 

mисх KV V

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

 

 

После однократного извлечения в водном растворе останет-

ся иод массой

 

 

 

 

 

0,0117 1000

 

 

 

 

m

 

0,15

 

 

0,03394(г).

 

 

 

 

 

1(ост)

 

 

 

0,0117 1000 40

 

 

 

 

 

 

 

Это составляет

0,03394·100/0,15 = 22,6 (%).

Следовательно, в слой четыреххлористого углерода перей-

дет 100 % – 22,6 % = 77,4 % иода.

 

 

 

 

 

б) Найдем массу иода, оставшегося после четырехкратного

извлечения:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

0,0117 1000

 

 

m4(ост)

0,15

 

 

 

 

 

0,01268(г).

 

 

 

 

 

 

 

0,0117 1000 40

 

Это составляет

0,01268·100/0,15 = 8,45 (%).

Следовательно, в слой четыреххлористого углерода перей-

дет 100 % – 8,45 % = 91,55 % иода.

Задачи

924.Вычислите среднее значение коэффициента распределения хинона между водой и этиловым эфиром при температуре 19,5 ºС, если концентрации хинона в воде равны 0,002915 и 0,008415 моль/л, а в этиловом эфире соответственно 0,00893 и 0,02714 моль/л. (0,3182)

925.Концентрации янтарной кислоты в воде равны 43,4; 43,8; 47,4 г/л, а в эфире соответственно 7,1; 7,4; 7,9 г/л. Покажите, что для янтарной кислоты и указанных растворителей применим закон распределения в простейшей его форме. (6,112; 5,920; 6,001)

926.Коэффициент распределения иода между амиловым

спиртом и водой при температуре 25 ºС К=230. Вычислите: а) концентрацию иода в амиловом спирте, если равновесная концентрация иода в водном слое равна 0,2 г/л; б) растворимость иода в амиловом спирте, если растворимость иода в воде при 25 ºС

равна 0,340 г/л. (46 г/л; 78,2 г/л)

270

927.При температуре 25 ºС равновесные концентрации (моль/л) иода составляют: в водном слое – 5,16·10-5, а в слое четыреххлористого углерода – 4,412·10-3. Вычислите коэффициент распределения иода между водой и четыреххлористым углеродом и определите равновесную концентрацию иода в воде при указанной температуре, если после взбалтывания раствора с четыреххлористым углеродом концентрация иода в слое ССl4 стала равной 1,088 моль/л. (0,01169; 1,273·10-3 моль/л)

928.При температуре 15 ºС водный раствор янтарной кислоты, содержащий 12,1 г/л кислоты, находится в равновесии с эфирным раствором, содержащим 2,2 г/л янтарной кислоты. Определите концентрацию кислоты в эфирном растворе (г/л), который находится в равновесии с водным раствором, содержащим 9,68 г/л янтарной кислоты. Янтарная кислота в обоих растворителях имеет нормальную молярную массу. (1,76 г/л)

929.Коэффициент распределения этилового спирта между водой и четыреххлористым углеродом при температуре 25 ºС равен 41,8. Определите концентрацию спирта в четыреххлори-

стом углероде при этой температуре, если равновесная концентрация спирта в воде: а) 0,406 моль/л; б) 1,477 моль/л. (а) 9,712·10-3

моль/л; б) 3,534·10-2 моль/л)

930.Взбалтывают 1 л воды с 400 см3 амилового спирта, содержащими 2,5 г иода. Вычислите количество иода, перешед-

шего в водный слой. Коэффициент распределения I2 между амиловым спиртом и водой равен 230. (2,69·10-2 г)

931.Вычислите концентрацию иода в воде (моль/л), если

250

см3 амилового спирта, содержащего 10 г/л иода, взболтать с

1 л

воды; К=230. (1,684·10-4 моль/л)

 

932.При распределении салициловой кислоты между бензо-

лом и водой при температуре 25 ºС

были получены следующие

данные:

 

 

 

 

 

С1, моль/л

0,0363

0,0940

0,210

0,558

0,912

С2, моль/л

0,0184

0,0977

0,329

1,650

4,340

C1

– концентрация салициловой кислоты в водном слое;

 

С2

– ее концентрация в бензольном слое.

 

 

 

 

 

271

 

 

 

Определите графическим способом значения К и n и напишите

формулу закона распределения применительно к данному вариан-

ту. (К=0,219; n=1,66; С11,65/С2=0,219.)

933.Коэффициент распределения иода между водой и серо-

углеродом равен 0,0017. Водный раствор, содержащий 0,2 г/л иода, взболтали с 60 см3 сероуглерода. Определите степень из-

влечения иода (%) при однократном извлечении всей порцией сероуглерода и при трехкратном извлечении порциями по 20 см3 сероуглерода. Иод имеет нормальную молярную массу в воде и в сероуглероде. (97,24 %; 99,95 %)

934.Коэффициент распределения нормальной масляной кислоты С3Н7СООН между хлороформом и водой равен 0,52 при температуре 25 ºС. Какое количество масляной кислоты можно извлечь из 100 см3 0,5 М раствора масляной кислоты в хлороформе при встряхивании его однократно со 100 см3 воды и при четырехкратном встряхивании, используя всякий раз по 25 см3

воды? (65,78 %; 79,20 %)

935.Раствор, содержащий 50 г уксусноэтилового эфира в 1 л бензола, взбалтывали при температуре 12 ºС с половинным (по объему) количеством дистиллированной воды до тех пор, пока не достигли равновесия. Вычислите разницу между температурами замерзания образовавшегося водного слоя и чистой воды. Коэффициент распределения уксусноэтилового эфира между бензолом и водой при 12 ºС равен 10,7. ( 0,1 ºС)

Часть 3 ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА

936.Как изменятся скорости прямой и обратной реакций 2NO + О2 ↔ 2NО2 при увеличении давления в три раза при постоянной температуре?

937.В растворе, содержащем 1 моль хлорида олова (II) и 2 моль хлорида железа (III), протекает реакция по уравнению SnCI2

272

+ 2FеС13 ↔ SnCl4 + 2FeCl2. Во сколько раз уменьшится скорость прямой реакции после того, как прореагирует 0,65 моль SnCl2?

938.Разложение оксида азота (I) на поверхности золота при

высоких температурах протекает по уравнению N2O ↔ N2 +O. Константа скорости данной реакции при 9000С 5x10-4 .Начальная концентрация N2O 3,2 моль/л. Определить скорость реакции при указанной температуре в начальный момент и когда произойдет разложение 78% начального количества оксида.

939.Реакция между веществами А и В протекает по уравнению А + 2В = С. Концентрация вещества А равна 1,5 моль/л, а В- 3 моль/л. Константа скорости реакции 0,4. Вычислить скорость химической реакции в начальный момент времени и по истечении | некоторого времени, когда прореагирует 75% А.

940.К 20 см3 раствора тростникового сахара с содержанием

200 г/л сахара добавили такой же объем раствора соляной кислоты. Определить скорость инверсии сахара при 250С в начальный

момент времени и когда прореагирует 75% сахара. Константа скорости инверсии тростникового сахара при 250С равна 9,67·10-3 мин-1. (При вычислении молярной концентрации сахара учитывать разбавление раствора кислотой в два раза.)

941.Разложение перекиси водорода в водном растворе под-

чиняется закону одномолекулярных реакций. Константа скорости этой реакции 0,05081 мин-1. Определить время, за которое перекись водорода распадается на 50 и 99,9%.

942.Константа распада Ra А равна 3,79·10-3 с-1 . Определить

период половины превращения 1/2 и время, за которое Ra А распадается на 90%. '

943. В течение часа подвергается распаду 1/6 часть некоторого радиоактивного элемента. Определить период половины превращения 1/2 этого элемента.

944.В сосуде имеется 0,025 г радона. Период половины

превращения 1/2 радона 3,82 дня. Какое количество радона (в масс. долях, %) останется в сосуде через 14 дней?

945.Имеется 5 мг радия С, период половины превращения которого равен 19,7 мин. Какое количество радия С (мг) останется через 2,5 ч?

273

946.Период половины превращения тория С равен 60,5 мин. Через какое время активность тория С будет составлять 20% от первоначальной?

947.В сосуде имеется 0,017 г Ra В. Какое количество радия В(в масс. долях, %) останется в сосуде через 2 ч, если период половины превращения его 26,8 мин?

948.Концентрация атомов трития (изотоп 1H3) в воздухе 5 ·10-15моль/л. Период половины превращения трития около 12 лет. Через сколько лет распадется 90% трития, содержащегося в воздухе? (Пополнение содержания трития за счет ядерных процессов не учитывать.)

949.Через какое время активность актиния В составит 40% от первоначальной, если период половины превращения его 36,1 мин?

950.При изучении кинетики реакции инверсии тростнико-

вого сахара C12H22O11 + H 2O (-н+)-->- C6H12O6 + C6Н12О6

При помощи поляриметра при 20оС были получены такие данные:

Время от начала реакции , мин……0

30

40

 

Угол , град……………………….37,2

31,5

29,8

11,7

Рассчитать среднее значение константы скорости реакции инверсии сахара при указанной температуре и время, за которое прореагирует 50% введенного в реакцию сахара.

951. Реакция омыления уксуснометилового эфира щелочью протекает как реакция второго порядка по уравнению СН3СООСН3 + NaOH = CH3COONa + СН3ОН Для этой реакции при 25 0С получены следующие данные:

Время, мин ...... 3

7

10

15

25

Концентрация NaOH,

 

 

 

 

моль/л... 0,00740

0,00550

0,00464

0,00363

0,00254

Исходные концентрации щелочи и эфира одинаковы и равны 0,01 моль/л. Определить среднее значение константы скорости реакции при 250 С и время, за которое произойдет омыление 50% эфира

( ½).

952. При 200С 0,01 М раствор уксусноэтилового эфира омыляется 0,02 М NaOH в течение 23 мин на 10%. Как изменится это время, если уменьшить концентрации реагирующих веществ в пять раз?

274

953. Определить порядок реакции 2CO = CO 2+ C при 3100С, если в одном случае давление при неизменном объеме за 30 мин уменьшилось с 1,049 10 5 до 9,24 10 4 Па, а в другом за тот же промежуток времени с 7,14 10 4 до 6,24 10 4 Па.

954.Вычислить, на сколько градусов необходимо повысить температуру, чтобы скорость реакции возросла в 50 и в 100 раз, если температурный коэффициент скорости реакции равен 3.

955.Температурный коэффициент скорости реакции разложения йодистого водорода в области температур 356-3740С равен

2.Используя приближенное правило Вант-Гоффа, вычислить константу скорости этой реакции при 3740С, если при 3560С она равна

8,09 10 -5.

956. Муравьиная кислота разлагается на диоксид углерода и водород на поверхности золота. Константа скорости этой реакции при 1400С равна 5,5 10-4, а при 1850С-9,2 10-3. Вычислить температурный коэффициент скорости реакции указанном интервале температур.

957.Константа скорости омыления этилацетата едким натром при 9,40С равна 2,37, а при 14,40С-3,204. Рассчитать температурный коэффициент скорости реакции в указанном интервале температур и энергию активации.

958.При 1500С некоторая реакция заканчивается за 16 мин. Приняв температурный коэффициент скорости 2,5, вычислить,

через сколько минут закончилась бы эта же реакция при 180 и 1300С.

959.Воспользовавшись приближенным правилом ВантГоф-

фа, вычислить, при какой температуре реакция закончится в течение 20мин, если при 200С на это требуется 3ч. Температурный коэффициент скорости реакции принять равным 2.

960.Во сколько раз увеличится время, необходимое для завершения реакции, если понизить температуру на 45 0? Температурный коэффициент скорости реакции принять равным 3.

961.Константа скорости реакции инверсии тростникового

сахара имеет при указанных температурах такие значения:

t, 0 С . .

.25

40

50

55

10 3 ........

9,67

73,4

268

491

 

 

 

275

 

Вычислить температурный коэффициент скорости реакции

винтервалах 25-40, 40-50 и 50-550 С.

962.Константа скорости омыления уксусноэтилового эфира едким натром при 9,40С равна 2,37, а при 14,40С-3,204. Вычислить по уравнению Аррениуса, при какой температуре константа скорости будет равна 15.

963.Константа скорости реакции инверсии тростникового

сахара при 250С равна 9,67 10-3, а при 400С-73,4 10-3 мин -1. Определить константу скорости этой реакции при 350С.

964.Для реакции разложения паров уксусного альдегида константа скорости при 4600С равна 0,035, а при 5180С-0,343

(концентрация выражена в моль/л, а время -в секундах). Определить константу скорости этой реакции при 4860С. Сравнить полученный результат с результатом, найденным с использованием приближенного правила Вант-Гоффа.

965.При 25 и 400С константы скорости реакции разложения гипохлорита натрия в растворе равны соответственно 0,0093 и 0,0342. Вычислить по уравнению Аррениуса, использовав при-

ближенное правило Вант-Гоффа, константу скорости этой реакции при 500С.

966.Термическое разложение окиси этилена является реакцией первого порядка. При 378,50С период половины превраще-

ния окиси этилена равен 363 мин. Определить константу скорости реакции при 4500С. Энергия активации данной реакции 217 кДж/моль.

967.Константа скорости реакции разложения органической

кислоты в водном растворе при 200С 4,75 10-4, а при 400С - 5,76 10- 3 (время выражено в минутах). Определить период половины превращения кислоты при 300С, если разложение ее протекает по закону реакций первого порядка.

968. Соль диазония в водном растворе разлагается по урав-

нению CH3C6H4N2Cl + Н 2О == СН3С6С4OН + N2 + НСl

Процесс разложения при большом избытке воды является реакцией первого порядка. Константы скорости реакции при 24,7 и 300С соответственно равны 9 10-3 и 1,3 10-2 мин -1. Вычислить константу скорости этой реакции при 350С и время, в течение которого при этой температуре распадется 99,9% соли диазония.

276

Электролиз

978. Сколько времени надо пропускать электрический ток

 

через раствор соли серебра, чтобы покрыть с двух сторон пла-

969. Сколько граммов серной кислоты образуется при элек-

стинку размером 4 x 6см2 слоем серебра толщиной 0,02мм, если

тролизе раствора медного купороса в течение 3ч 10мин при силе

сила тока 0,6А, а плотность серебра 10,5г/см3? Какие процессы

тока 0,56А? Какие процессы происходят на электродах при элек-

происходят на электродах при электролизе?

тролизе?

979. При электролизе раствора Сr(NО3)3 в течение 12 мин на

970. Через раствор FeCl2 пропускали ток силой 3А в течение

катоде выделится 0,29 г хрома. Вычислить силу тока. Какие про-

12мин, а через раствор FeC13-ток силой 4 А (в это же время). В

цессы происходят на электродах при электролизе?

каком из растворов выделится больше железа? Какие процессы

980. Вычислить силу тока, выделяющего за 30 мин из рас-

происходят на электродах при электролизе?

твора серной кислоты 380см3 гремучего газа, измеренного при

971. Через соединенные последовательно растворы SnCl2 и

220С и 99 975 Па. Какие процессы происходят на электродах при

SnC14 пропускали в течение 10 мин ток силой 3А. Вычислить ко-

электролизе?

 

личества олова и хлора, выделившихся из каждого раствора в от-

981. Электрический ток, проходя в течение 7 мин через ку-

дельности. Какие процессы происходят на электродах при элек-

лонометр, содержащий разбавленную серную кислоту, выделяет

тролизе?

50 см3 гремучего газа, измеренных при 180С и 99 442 Па. Рассчи-

972. Вычислить количество РbO2, которое выделится на

тать силу тока. Какие процессы происходят на электродах при

анодe при электролизе соли свинца в азотнокислом растворе то-

электролизе?

 

ком силой 0,16А в течение 45мин. Какие процессы происходят на

982. Какой силы ток надо пропускать через 0,12 н. Вi(NО3)3,

электродах при электролизе?

чтобы в течение 30мин полностью выделить металл из 40см3 рас-

973. Через раствор иодида бария пропускают 18мин ток си-

твора? Какие процессы происходят на электродах при электроли-

лой 5,2А. Какие реакции протекают на электродах? Какие вещест-

зе?

 

ва и в каких количествах выделятся на электродах?

983. Через раствор медного купороса пропускали электри-

974. Сколько граммов КОН образуется при электролизе рас-

ческий ток в течение 30мин. При этом выделилось 0,2500г меди.

твора КС1, если на аноде выделилось 10,85 л хлора, объем которо-

Амперметр показывал 0,4А. Определить ошибку (∆) в показаниях

го измерен при 220 С и 99 975 Па? Какие процессы происходят на

амперметра. Какие процессы происходят на электродах при элек-

электродах при электролизе?

тролизе?

 

975. Какие процессы происходят на электродах при элек-

984. Через раствор соли серебра пропускали электрический

тролизе раствора NiSO4, если оба электрода сделаны из никеля?

ток в течение 1ч. При этом выделилось 0,4830г серебра. Ампер-

Как изменится масса анода после пропускания тока силой 3,2 А в

метр показывал 0,09А. Какова относительная ошибка в его пока-

течение 30 мин?

заниях? Какие процессы происходят на электродах при электроли-

976. Какие процессы протекают на электродах при электро-

зе?

 

лизе сульфата кадмия (электроды нерастворимые)? Какие вещест-

985. При электролизе раствора медного купороса образо-

ва и в каком количестве выделяются на электродах при прохожде-

валось 6,35 г меди.

Какой газ и в каком количестве (по объему)

нии через раствор тока силой 3,6А в течение 42мин?

выделился на аноде,

если он измерен при 250С над водой при дав-

977. Сколько времени потребуется для разложения 1 моль

лении 99 980 Па? Давление водяных паров при этой температуре

воды при силе тока 6А? Какие процессы происходят на электродах

равно 3172,6 Па. Сколько времени продолжался электролиз, если

при электролизе?

сила тока была 0,2 А? Какие процессы происходят на электродах

 

при электролизе?

 

277

 

278

986. Сколько кислорода (см3) при н.у. выделится при элек-

994. Какой силы ток надо пропускать через расплавленный

тролизе раствора серной кислоты током силой 2,6А за 4 мин? Ка-

NaOH в течение 3 ч 30 мин, чтобы получить 22 г металлического

кие процессы происходят на электродах при электролизе?

натрия при выходе по току 40%? Какие процессы происходят на

987. Сколько водорода (см3) при н. у. выделится при элек-

электродах при электролизе?

 

тролизе раствора Na2SO4 током силой 2,4А за 5мин 45с? Какие

995. Катодный выход по току при получении металлическо-

процессы происходят на электродах при электролизе?

го магния электролизом расплавленного хлорида магния равен

988. Сколько кислорода (см3) при н.у. должны выделиться

85%. Вычислить количество электричества, необходимое для вы-

на аноде за время, в течение которого отложилось на катоде

деления 1 кг магния. Какие процессы происходят на электродах

0,1324 г серебра при одной и той же силе тока? Какие процессы

при электролизе?

 

происходят на электродах при электролизе?

 

996. Вычислить катодный выход по току, если на выделение

989. Электрический ток проходит последовательно через

1 кг алюминия электролизом расходуется 14 кВт-ч энергии (не

раствор медного купороса, а затем через раствор серной кислоты.

считая электроэнергии, затрачиваемой на расплавление электро-

Сколько гремучего газа (см3) при н.у. должно выделиться при

лита и и поддержание его в расплавленном состоянии). Напряже-

электролизе серной кислоты, если на катоде, помещенном в рас-

ние на клеммах 4 В.

 

твор медного купороса, отложилось 0,1426г меди? Какие процес-

997. Вычислить время, необходимое для получения элек-

сы происходят на электродах при электролизе?

 

тролизом 1 т алюминия при силе тока 20 000 А и выходе по току

990. Электрический ток силой 1А проходит в течение 1 ч

80%.

 

через раствор CuSО4 (электроды нерастворимые). Определить ко-

998. В растворе находилось 0,2моль HgCl2 и 0,3моль СuC12.

личества выделившейся меди (г) и образовавшейся серной кисло-

Какие вещества и в каком количестве выделятся на угольных

ты в растворе (в молях) за указанное время, если выход по току

электродах, если через раствор пропускать ток силой 10А в тече-

равен 90%. Какие процессы происходят на электродах при элек-

ние 2 ч? Что останется в растворе *?

 

тролизе?

 

999. Смешали 20 см3 0,1 н. AgNO3

и 20 см3 0,6 н. Сu(NО3)2.

991. При электролизе горячего раствора хлорида калия об-

Через раствор пропустили ток силой 0,3 А в течение 1 ч. Какие

разуется бертолетова соль КС1О3. Выразить

уравнениями все

вещества и в каком количестве выделятся на угольных электро-

происходящие при этом реакции. Вычислить,

какое количество

дах? Что останется в растворе *?

 

бертолетовой соли получится при пропускании тока силой 10 А в

1000. Металлический предмет

общей поверхностью

течение 6 ч 20 мин, если выход по току составляет 60%. Какие

100см2 требуется покрыть слоем никеля 0,2 мм. Плотность никеля

процессы происходят на электродах при электролизе?

8,9г/см3. Какова плотность тока и сколько времени потребуется

992. Сколько времени надо проводить электролиз до полно-

его пропускать при силе тока 3А, если 10% тока теряется в аппа-

го выделения никеля из 80 мл 2%-ного раствора NiSО4 ·7H2О,

ратуре?

 

плотность которого 1,01г/см3, током силой 0,28А при выходе по

1001. Стальную пластинку размером 10x20см2 требуется

току 90%? Какие процессы происходят на электродах при элек-

электролитически покрыть с одной стороны слоем хрома толщи-

тролизе?

 

ной 0,025мм. Вычислить катодную плотность тока и время, необ-

993. Сколько времени надо проводить электролиз 20 мл 0,15

ходимое для получения данного покрытия, если пропускать ток

н. раствора сульфата кадмия током силой 0,2 А до полного выде-

силой 0,18А. Плотность хрома 6,92г/см3.

 

ления кадмия, если выход по току составляет 93%. Какие процес-

1002. Вычислить анодную и катодную плотности тока,

сы происходят на электродах при электролизе?

 

если через раствор пропускали ток силой 2,1А; размеры анода

 

 

5х8см2, а катода 10x20см2.

 

279

 

280

 

1003.

При электролизе раствора соли никеля в течение

1011.

Вычислить потенциал кадмиевого электрода, по-

4ч30 мин катод с площадью поверхности 10см2 покрылся слоем

груженного в раствор с концентрацией ионов Cd2+ 5,5·10-5 г-ион/л,

никеля толщиной 0,025мм. Вычислить силу тока и катодную

при 250С.

Вычислить при 250С потенциал свинцового элек-

плотность тока, если выход по току составил 81%. Плотность ни-

1012.

келя 8,9г/см3.

 

трода, погруженного в 200 см3 раствора, содержащего 0,1 г нитра-

1004.

Рассчитать силу тока, который можно пропускать

та свинца. Степень диссоциации Рb(NО3)2 в растворе принять рав-

через раствор с цилиндрическим катодом, чтобы не превысить ка-

ной единице.

 

 

тодную плотность тока 0,2 А/см2? Высота катода 5 см, а диаметр

1013.

Вычислить активность ионов Со2+(aCo2+) в растворе

цилиндра 3 см.

CoCl2 при 250С, если потенциал кобальтового электрода в указан-

1005.

Для полного выделения цинка из 1,1250 г цинковой

ном растворе равен-0,3078 В.

 

руды после соответствующей обработки потребовалось 9,5 мин

1014.

В 200 г воды содержится 2,4074 г сульфата магния.

при силе тока 1,1 А. Определить содержание оксида цинка (ZnO) в

Вычислить средний коэффициент активности ионов Mg2+ в этом

руде (масс. доли, %).

растворе при 250С, если потенциал магниевого электрода в ука-

1006.

В сосуд, содержащий 250см3 воды, подкисленной

занном растворе равен -2,434 В.

 

азотной кислотой, опущен платиновый катод и серебряный анод.

1015.

Вычислить при 250С потенциал водородного элек-

При пропускании тока происходит частичное растворение анода.

трода, погруженного в дистиллированную воду.

За какое время при силе тока 1,4А в результате растворения анода

1016.

Вычислить э. д. с. гальванического элемента при

может быть получен раствор нитрата серебра с титром по родани-

250С:

 

 

ду аммония, 0,0038 г/мл? Какие процессы происходят на электро-

 

Ag | AgNO3 || NiSO4 | Ni

дах при электролизе?

 

Ci

С2

 

 

Концентрация раствора AgNO3 С1 =0,005 моль/1000 г Н2O, а

ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ

раствора NiSO4 C2 = 0,l моль/1000 г Н2O *.

1017.

Вычислить при 250С э.д.с. элемента, образованного

 

ЭЛЕМЕНТЫ.

цинковым электродом, погруженным в 0,05 m ZnSO4, и медным

1007.

При 250С потенциал медного электрода, погружен-

электродом, погруженным в 0,02 m CuSO4*.

1018.

Вычислить э.д.с.

гальванического элемента при

ного в раствор Cu(NO3)2 с активностью ионов меди 0,0202, равен

250С:

 

 

0,29 В. Вычислить нормальный электродный потенциал меди по

 

Cd | CdSO4|| ZnSO4 | Zn

отношению к нормальному водородному электроду.

 

Ci

C2,

1008.

При 250С потенциал кадмиевого электрода, погру-

Концентрация сульфата кадмия в растворе C1=0,l моль/1000 г

женного в 0,01 т CdSO4 по отношению к нормальному водородно-

Н2О, а сульфата цинка 0,2 моль/1000 г Н2О *.

му электроду, равен -0,473 В. Вычислить нормальный потенциал

 

 

 

кадмия для той же температуры *.

1019.

Медный электрод погружен в 0,1 т CuSO4, а таллие-

1009.

Вычислить потенциал серебряного электрода в 1m

вый- в 0,01 m Т1С1. Вычислить э.д.с. гальванического элемента из

AgNO3 при 250С*.

указанных электродов при 250С. Учесть коэффициенты активно-

1010.

Вычислить потенциал цинкового электрода, погру-

сти электролитов при заданных температуре и концентрациях со-

женного в 0,1 m ZnSO4, и потенциал этого же электрода при раз-

лей в растворах.

 

бавлении раствора в 10 раз * (t = 250С).

1020.

Э. д. с. гальванического элемента

 

281

 

282