Электролиз. 3. Решение задач на тему «Растворы электролитов. Электрохимические системы. Кинетика электродных растворов».

Электролиз

Электрохимическая система, работающая за счет внешнего источника тока, называется электролизером. Количественные соотношения при электролизе устанавливаются на основании (законов Фарадея.

1. Масса вещества, прореагировавшего на электроде при пропускании постоянного электрического тока, пропорциональна силе тока и времени электролиза.

2. Масса различных веществ, выделяемых или растворяемых одним и тем же количеством электричества, пропорциональна их химическим эквивалентам:

т_i = М_эIt,

где т_i – масса вещества, претерпевшего превращение, г; М_э – молярная масса электрохимического эквивалента вещества, г/Кл или г/(А·ч); I – сила тока, А; t – время электролиза, с.

3. Решение задач на тему «Растворы электролитов. Электрохимические системы. Кинетика электродных растворов».

3-1. При 75 °С давление пара воды равно 38, 5 кПа. Оно понизилось на 0, 5 кПапри растворении в 100 гводы 2, 2 гхлорида аммония. Вычислите кажущуюся степень диссоциации соли NH₄C1 в этом растворе.

3-2. Вычислите давление пара раствора, содержащего в 44, 7 гводы 9, 472 гйодида кадмия, при 80 °С. Степень диссоциации соли в этом растворе равна     32, 6 %. Давление пара воды при этой температуре 47, 3 кПа.

3-3. Давление пара воды при 55 °С равно 15, 7 кПа. При растворении 7, 45 гхлорида калия в 1000 гводы давление пара понизилось на 0, 05 кПа. Вычислите кажущуюся степень диссоциации КСl в этом растворе.

3-4. Молярная электрическая проводимость раствора с массовой долей 38% Н₂SО₄ равна   140См·см²/моль при 293 К. Определите удельную электрическую проводимость указанного раствора, если его плотность 1, 286 г/см.

3-5. Молярная электрическая проводимость 0, 1 М раствора АgNO₃ равна  94, 3 См·см²/моль. Определите удельную электрическую проводимость этого же раствора, если расстояние между электродами равно 3 см и поверхность каждого электрода 7 см².

3-6. Электрическое сопротивление 0, 02 М раствора КС1 при 298 К равно 82 Ом, а сопротивление 0, 0025 М раствора К₂SО₄ в этой же ячейке оказалось равным 326 Ом. Удельная электрическая проводимость раствора КС1 равна 2, 77·10^-3 См/см. Определите молярную электрическую проводимость раствора К₂SО₄ и постоянную ячейки.

3-7. Используя справочные данные, вычислите ЭДС для элемента                     Pb, PbCl₂ |KCl |Hg₂Cl₂, Hg и изменение энергии Гиббса для процесса, протекающего при 298 К.

3-8. Используя справочные данные, вычислите ЭДС для элемента               Pb, PbCl₂ |KCl |AgCl, Ag и изменение энергии Гиббса для процесса, протекающего при 298 К.

3-9. Используя справочные данные, вычислите ЭДС для элемента                     Pb, PbO |KOH |HgО, Hg и изменение энергии Гиббса для процесса, протекающего при 298 К.

3-10. Ток силой 1, 2 А проходит через раствор хлорида меди (II) в течение 2 ч. Сколько меди выделится на катоде?

3-11. Через раствор сульфата натрия в течение 10 минпропускают ток силой  0, 5 А. Какие продукты и в каких количествах образуются на катоде и аноде, если электроды платиновые, а анодное и катодное пространства разделены диафрагмой?

3-12. При прохождении тока через раствор гидроксида натрия в течение 2 мин. выделилось при температуре 18 °С и давлении 98, 6  кПа30 см³водорода. Найдите силу тока.

4. Задачи для аудиторной самостоятельной работы.

4-1. Раствор, содержащий 0, 933 гбромида натрия в 33, 5 г воды, замерзает при температуре -0, 944 °С. Вычислите кажущуюся степень диссоциации NaBr в этом растворе. Криоскопическая постоянная воды 1, 86.

4-2. Температура замерзания 2, 5-% раствора хлорида кальция равна -1, 2 °С. Определите кажущуюся степень диссоциации соли в этом растворе. Криоскопическая постоянная воды 1, 86.

4-3. Электроды, имеющие поверхность 5 см² и находящиеся на расстоянии 10 см, помещены в 0, 01 М раствор уксусной кислоты при 295 К. При разности потенциалов в 70 В через раствор проходит ток силой 0, 005 А. Определите удельную и молярную электрические проводимости раствора, пренебрегая особенностями конструкции ячейки.  

4-4. При 295 К удельная электрическая проводимость раствора, содержащего 10% SrС1₂, равна 8, 86·10^-2 См/см, а плотность раствора равна 1, 0925 г/см³. Определите молярную электрическую проводимость данного раствора.   

4-5. Используя справочные данные, вычислите ЭДС для элемента Zn|Zn²⁺||Cu²⁺|Cu и изменение энергии Гиббса для процесса, протекающего при 298 К.

4-6. Ток силой 2 Авыделяет из раствора хлорида золота (III) в течение 1 ч  4, 905 гзолота. Вычислите эквивалент этого металла.

5. Задачи для внеаудиторной самостоятельной работы.

5-1. Определите, при какой температуре замерзнет раствор, содержащий 0, 01 моль ZnCl₂ в 1000 г воды. Кажущаяся степень диссоциации соли равна 87%. Криоскопическая постоянная воды 1, 86.

5-2. Раствор, содержащий в 100 г воды 2, 6 г хлорида магния, замерзает при -1, 4°С. Вычислите изотонический и осмотический коэффициенты. Криоскопическая постоянная воды 1, 86.

5-3. Сколько граммов свекловичного сахара содержится в 100 г воды, если этот раствор замерзает при той же температуре, что и 0, 1 н. раствор хлорида калия? Кажущаяся степень диссоциации соли равна 83%.

5-4. Молярные электрические проводимости растворов NаNОз и КI равны соответственно 100, 1 и 123, 4 См·см²/моль. Вычислите удельную электрическую проводимость при 291 К смеси электролитов, если концентрация NаNОз равна 0, 005 М, а КI равна 0, 01 М.

5-5. Удельная электрическая проводимость раствора КI равна 0, 890 См/см, а раствора КСl той же концентрации 1, 865 См/см. Приготовлен раствор, содержащий обе указанные соли, удельная электрическая проводимость которого равна 0, 984 См/см. Вычислите процентное содержание КСl в растворе, считая его предельно разбавленным.

5-6. Молярная электрическая проводимость 0, 1 М раствора АgNО₃ равна      94, 3 См·см²/моль. Сопротивление электролитической ячейки, наполненной при 298 К 0, 02 М раствором КСl, равно 50 Ом. Определите постоянную ячейки, если удельная электрическая проводимость 0, 02 М раствора КСl равна       2, 77·10^-3 См/см. Каково будет сопротивление ячейки, если ее наполнить 0, 1 М раствором АgNО₃?

5-7. Используя справочные данные, вычислите ЭДС для элемента Cu²⁺|Cu||Cu⁺|Cu и изменение энергии Гиббса для процесса, протекающего при 298 К.

5-8. Используя справочные данные, вычислите ЭДС для элемента Fe²⁺|Fe||Fe³⁺|Fe²⁺ и изменение энергии Гиббса для процесса, протекающего при 298 К.

5-9. Используя справочные данные, вычислите ЭДС для элемента Pt|H₂|HBr|AgBr|Ag и изменение энергии Гиббса для процесса, протекающего при 298 К.

5-10. При прохождении тока силой 0, 5 А за 1 ч из раствора CuSO₄ выделилось 0, 5927 г меди. Определите электрохимический эквивалент меди.

5-11. Через растворы сульфата меди, нитрата свинца и хлорида сурьмы (III) проходит 1 А·ч. электричества. Сколько граммов каждого металла выделится на катоде?

5-12. Ток силой 1, 5 А проходит через раствор хлорида висмута (III) в течение 20 мин. Найдите массу разложившегося электролита.

⇐ Предыдущая20212223242526272829Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: