Задачи для контрольной работы. 96. Эквивалентная электропроводность 0,00102 н

96. Эквивалентная электропроводность 0,00102 н. СН₃СООН равна при 25 ⁰С 4,815 См∙м²∙кг-экв^-1. Рассчитайте степень диссоциации уксусной кислоты при этой концентрации и константу диссоциации.

97. Вычислите эквивалентную электропроводность 0,05 н. СН₃СООН при 25 ⁰С, если известно, что при бесконечном разведении λ_∞ = 39,10 См∙м²∙кг-экв^-1 и К_дис = 1,8∙10^-5.

98. Определите λ_∞ для NH₄OH на основании следующих данных: λ_∞ Ва(ОН)₂ = 22,88; λ_∞ ВаCl₂ = 12,03; λ_∞ NH₄Cl = 12,98 См∙м²∙ кг-экв^-1.

99 – 101. Как методом электропроводности определяют константу и степень диссоциации слабых электролитов? Вычислите степень и константу диссоциации слабого электролита по данным таблицы.

№ задачи	Электролит	Концентрация	Эквивалентная электропроводность см2/Ом·моль
	CH3COOH	0,01	14,3
	NH4OH	0,01	9,6
	CH3COOH	0,1	4,6

Электрохимия

Вопросы для самопроверки

1. Каковы возможные механизмы возникновения потенциалов на поверхности раздела фаз?

2. Что такое гальванический элемент? Какие скачки потенциалов имеются в гальваническом элементе? За счет каких процессов возникают эти скачки?

3. Схематически представьте медно-цинковый гальванический элемент. Какие процессы протекают на электродах при его работе?

4. Что такое диффузионный потенциал и почему он возникает? Какова его роль в гальваническом элементе?

5. Какими причинами может быть обусловлено возникновение скачка потенциала на границе раздела фаз? Обобщить на примерах возникновения скачков потенциалов в гальваническом элементе (в том числе и в мембранных электродах).

6. Определите электродвижущую силу медной концентрационной цепи при 18 ⁰С, если концентрации ионов меди в растворах равны 1 г-ион/л и 0,1г-ион/л. Коэффициенты активности в растворах этих концентраций соответственно равны f₁=0,05 и f₂=0,16.

7. Перечислите мембранные электроды. Как возникает скачек потенциала на мембранном электроде? На биологической мембране?

8. Что такое окислительно-восстановительные потенциалы? Как и для чего определяют окислительно-восстановительные потенциалы почв?

Решение типовой задачи

Гальванический элемент состоит из медного и цинкового электродов. Приведите выражение для расчета ЭДС такого элемента с учетом концентрации ионов Сu²⁺ и Zn²⁺. Рассчитайте концентрацию ионов Cu²⁺ в гальваническом элементе, величина ЭДС которого равна 1,04 В, а концентрация ионов Zn²⁺ равна 0,1 моль/л (10^-1 моль/л).

Решение. ЭДС элемента равна разности электродных потенциалов: Е= - .

Схема записи элемента:

Cu⁰ | Cu²⁺ || Zn²⁺ | Zn⁰

На электродах протекают процессы:

Cu²⁺+2 =Cu⁰, Zn - 2 =Zn²⁺

катод анод

Уравнения электродных потенциалов:

+0,059 lgC_Cu²⁺, +0,059 lgC_Zn²⁺.

Итак, ЭДС=φ_Сu - φ_Zn = φ_Cu + 0,059lgC_Cu-φ_Zn-0,059lgC_{Z n}= φ⁰_Cu- φ⁰_Zn + +0,059(lgC_Cu-lgC_Zn).

Величины φ⁰_Cu и φ⁰_Zn табличны, они равны, соответственно, +0,34 В и -0,76 В, так что ЭДС = + 0,34-(-0,76) + 0,059 (lgC_Cu - lgC_Zn),

ЭДС = 1,1 + 0,059 (lgC_Cu - lgC_Zn).

Выполнена первая часть задачи.|

Найдем теперь значение С_Cu; из уравнения для ЭДС имеем:

lgC_Cu= + lgC_Zn

Подставим данные в задаче величины ЭДС и С_Zn.

lgC_Cu = + lg10^-1 = - 1.

Так как 0,06 0,059, значит, lgC_Cu=-1-1=-2. Следовательно, C_Cu=10^-2 моль/л = 0,01 моль/л.