 |
Примеры решения задач. Молярная электрическая проводимость находится по уравнению: λ = æ / С. Для этого, найдет сначала молярную концентрацию: С = ν/V = m/(M·V)
|
|
|
|
Примеры решения задач
Пример 1.
Вычислите молярную электрическую проводимость хлорида алюминия в 12%-ном водном растворе (ρ = 1, 109 г/мл), если удельная электропроводность этого раствора равна 0, 1041Ом-1× см-1
Решение:
Молярная электрическая проводимость находится по уравнению: λ = æ / С.
Для этого, найдет сначала молярную концентрацию: С = ν /V = m/(M·V).
Пусть масса раствора 100 г, тогда масса хлорида алюминия равна 12 г, молярная его масса будет равна 133, 5 г/моль, объем раствора будет V = m / ρ, отсюда V = 90 мл, или 0, 09 л.
С = 12/(133, 5·0, 09) ≈ 1 моль/л или 1·103 моль/м3.
Подставляя концентрацию в уравнение для нахождения молярной электропроводности и переходя к единицам измерения Си имеем: λ = 0, 1041·102/103 = 0, 01041 См·м2/моль.
Ответ: 0, 01041 См·м2/моль.
Пример 2.
Удельная электропроводность 0, 678М раствора пропионовой кислоты при 180С равна 9, 25× 10-4Ом-1см-1. Эквивалентная электропроводность при бесконечном разведении λ 0 = 346 Ом-1см2моль-1. вычислить степень диссоциации, концентрацию ионов водорода и константу диссоциации кислоты.
Решение:
Определяем эквивалентную электропроводность раствора по формуле λ = æ / С:
λ с = 9, 25× 10-4Ом-1см-1/0, 678моль/л = 9, 25× 10-4∙ 1000Ом-1см-1/ 0, 678моль/л = 1, 364 Ом-1см2моль-1.
Степень диссоциации находим по уравнению:
α = λ с / λ 0 = 1, 364/346 = 3, 94× 10-3.
Для бинарного электролита, диссоциирующего по схеме НА↔ Н+ + А-, концентрация ионов Н+ равна
СН+ = α СНА = 3, 94× 10-3× 0, 678 моль/л = 2, 67× 10-3моль/л.
Константу диссоциации найдем по уравнению Кд = λ с С / λ 0 (λ 0 – λ с):
К = (3, 94× 10-3)2× 0, 678 моль/л / (1 – 3, 94× 10-3) = 1, 06× 10-3 моль/л.
Ответ: 3, 94× 10-3; 2, 67× 10-3моль/л; 1, 06× 10-3 моль/л.
|
|
|
Пример 3.
Молярная электропродность водного раствора пропионовой кислоты с концентрацией 3, 91× 10-3 моль/дм3 и 298 К равна 21, 7 Ом-1см2моль-1. Рассчитайте степень диссоциации и рН этого раствора, если l0(С2Н5СОО-) = 35, 8 Ом-1см2моль-1 и l0(Н+) = 350 Ом-1см2моль-1.
Решение:
Для решения этой задачи воспользуется формулами:
l0(С2Н5СООН) = l0(С2Н5СОО-) + l0(Н+) (закон Кольрауша о независимости движения ионов); α = λ с / λ 0; СН+ = α СНА; рН = - lg СН+.
l0(С2Н5СООН) = 35, 8 + 350 = 385, 8 Ом-1см2моль-1.
α = 21, 7 / 385, 8 = 0, 056.
СН+ = 0, 056 3, 91× 10-3 = 0, 218× 10-3 моль/л.
рН = - lg 0, 218× 10-3 = 3, 66.
Ответ: 0, 056; 3, 66.
Пример 4.
Вычислить предельную молярную электропроводность бензойной кислоты, если предельная молярная электропроводность электролитов NaBr, HBr и C6H5COONa соответственно равны: 128, 5× 10-4; 428, 2× 10-4 и 82, 5× 10-4См× м2/моль.
Решение:
λ (С6Н5СООН) = λ (С6Н5СОО-) + λ (Н+), (1)
λ (HBr) = λ (H+) + λ (Br-); λ (H+) = λ (HBr) – λ (Br-), (2)
λ (NaBr) = λ (Na+) + λ (Br-); λ (Br-) = λ (NaBr) – λ (Na+), (3)
λ (C6H5COONa) = λ (C6H5COO-) + λ (Na+);
λ (Na+) = λ (C6H5COONa) – λ (C6H5COO-). (4)
Подставим (4) в (3), затем (3) в (2) и, наконец, (2) в (1), и после сокращений, получим:
λ (С6Н5СООН) = λ (HBr) + λ (C6H5COONa) - λ (NaBr);
λ (С6Н5СООН) = (428, 2 + 82, 5 – 128, 5) × 10-4 = 482× 10-4 См× м2/моль.
Ответ: 482× 10-4 См× м2/моль.
Пример 5.
0, 759 г КОН растворили в воде и получили 0, 8 л раствора. Сопротивление этого раствора в ячейке равно 184 Ом. Константа ячейки равна 80 м-1. Рассчитайте молярную электропроводность раствора КОН.
Решение:.
По сопротивлению раствора можно найти удельную электропроводность:
æ = Кяч / Rяч.
æ = 80/184 = 0, 435 Ом-1× м-1.
Удельная и молярная электропроводности связаны через молярную концентрацию: λ = æ /С.
|
|
|
Найдем молярную концентрацию: С = ν /V = m/(M× V) = 0, 759/(56× 0, 8) = 0, 018 моль/л = 17 моль/м3.
λ = 0, 435/17 = 0, 0256 См× м2/моль.
Ответ: 0, 0256 См× м2/моль.
Задачи для самостоятельного решения
1. Сопротивление раствора КCl (с(KCl) = 0, 1 моль/л) при 298К равно 32, 55 Ом, а удельная электропроводность равна 1, 288 См× м-1. Сопротивление сыворотки крови, измеренное при той же температуре в той же кондуктометрической ячейке, равно 40, 4 Ом. Вычислите удельную проводимость сыворотки крови. æ (0, 1 М KCl) = 1, 288 См/м.
2. Сопротивление желудочного сока, измеренное в ячейке с константой 50м-1, оказалось равным 45 Ом. Нормальной, пониженной или повышенной является кислотность желудочного сока, если в норме удельная электропроводность желудочного сока равна 1÷ 1, 2 См∙ м-1.
3. Вычислить предельную молярную электропроводность CaCl2 при 250С, если λ 0(Ca2+)=119× 10-4См× м2/моль; λ 0(Cl-)=76, 3× 10-4 См× м2/моль.
4. Вычислить эквивалентную электропроводность AgNO3 при бесконечном разбавлении, если при 298 К эквивалентная электропровдность для NaIO3, CH3COONa, CH3COOAg соответственно равны 9, 11; 9, 10; 10, 28 м2/Ом∙ кг∙ экв.
5. Вычислить удельную и молярную электропроводность 0, 01М раствора хлорида калия, если его удельное сопротивление равно 709, 2 Ом× см.
6. Определите рН желудочного сока человека, если молярная электропро-водность его при 370С равна 370 См× см2/моль (370× 10-4 См× м2/моль), а удельное сопротивление 0, 9 Ом∙ м.
7. Вычислите молярную электропроводность хлорида бария в 10%-ном водном растворе (плотность 1, 092 г/мл). Удельная электрическая проводимость этого раствора равна 0, 0073 1/Ом× см..
8. Вычислить степень и константу диссоциации масляной кислоты, если удельная электропроводность раствора масляной кислоты с концентрацией 0, 0156 моль/л равна 1, 81× 10-4Ом -1× м -1, если λ 0(масл. к-ты) = 367, 1∙ 10-6 м2См/моль.
9. Молярная электропроводность водного раствора уксусной кислоты (0, 05 М) равна 7, 88 Ом-1см2моль-1. Вычислите степень диссоциации и рН этого раствора, если l0(СН3СОО-) = 41 Ом-1см2моль-1 и l0(Н+) = 350Ом-1см2моль-1.
10. Удельная электропроводность 4% водного раствора серной кислоты при 180С равна 0, 168 См/см, плотность раствора – 1, 026 г/см. Рассчитайте эквивалентную электропроводность раствора.
|
|
|
11. Раствор с концентрацией уксусной кислоты 0, 001М имеет удельную электропроводность 4, 1× 10-3 См/м, Рассчитайте рН этого раствора и Кдисс уксусной кислоты, если известно, что λ 0(Na+)=44, 4× 10-4См× м2/моль; λ 0(Н+)=315× 10-4См× м2/моль; λ 0(СН3СООNa)=78, 1× 10-4См× м2/моль.
12. Сопротивление насыщенного раствора бензоата серебра в ячейке с постоянной 0, 28 см-1 равно 313 Ом. Удельная проводимость воды при этом 3, 6× 10-6Ом-1см-1. Вычислите растворимость и произведение растворимости соли. Учесть, что λ 0(Ag+) и λ 0(С6Н5СОО-) равны 62 и 32, 6 Ом-1см2моль-1.
13. Удельная электропроводность раствора, в 1, 5 л которого находится 4, 43 г хлоруксусной кислоты, равна 2, 41× 10-3См/см. Определите степень и константу диссоциации кислоты в растворе, если λ 0(х. к. ) = 4∙ 10-2 м2См/моль.
14. Молярная электропроводность бесконечно разбавленного раствора хлорида аммония равна 149, 7 Ом-1см2моль-1, а ионные электропроводности Cl- и ОН- равны 76, 3 и 198 Ом-1см2моль-1. Вычислить l0(NH4OH).
15. Удельная электропроводность 0, 0109М раствора аммиака равна 1, 02× 10-4 Ом-1см-1. Определите рН раствора, если λ 0(NH4+) = 73, 4 и λ 0(ОН-) = 198 см2/Ом∙ моль.
16. Вычислить удельную и молярную электропроводность 0, 01М раствора хлорида калия, если его удельное сопротивление равно 709, 2 Ом× см.
17. Молярная электропроводность 1, 6× 10-4моль/л раствора уксусной кислоты равна 109, 8 Ом-1см2моль-1. Вычислите рН раствора, если λ 0(СН3СООН) = 375 Ом-1см2моль-1.
18. При 295К удельная электропроводность раствора муравьиной кислоты с массовой долей 9, 55% и плотностью 1, 024 г/мл составляет 7, 56× 10-3Ом-1см-1. Константа диссоциации муравьиной кислоты 1, 77× 10-4 моль/л. Вычислите значение эквивалентной электропроводности при бесконечном разведении.
19. При 291К эквивалентная электропроводность раствора пропиламина С3Н7NH3OH при концентрации 0, 016 моль/л равна 35, 4 Ом-1см-1. Константа диссоциации пропиламина 4, 7× 10-4 моль/л. Вычислить значение подвижности катиона С3Н7NH3+.
20. При 298К константа электролитической диссоциации монохлоруксусной кислоты равна 1, 4× 10-3моль/л, а ее эквивалентная электропроводность при концентрации 0, 032моль/л – 77, 2Ом-1см-1. Вычислить значение эквивалентной электропроводности при бесконечном разбавлении.
|
|
|
|
|
|
