Физическая химия
Задачи химической термодинамики. Фазовое равновесие и растворы. Термодинамическая и электростатическая теория электролитов. Кинетика химических реакций. Закономерности, связанные с взаимным превращением химической и электрохимической форм энергии.
| Рубрика | Химия |
| Вид | методичка |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.11.2016 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
7. При температуре Т1=298К и давлении Р1 МПа растворимость газа в жидкости равна С1 моль/л. Теплота растворения газа в жидкости равна Н Дж/моль.
1. Вычислить константу Генри (К).
2. Вычислить растворимость газа С2 при давлении Р2=10Р1.
3. Вычислить растворимость газа С2 при давлении Р1 и Т2=308 К.
Таблица 7
|
N |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|
Р1, МПа |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,08 |
0,09 |
0,10 |
0,11 |
0,12 |
0,13 |
0,14 |
0,15 |
|
|
С, моль/л |
0,05 |
0,10 |
0,15 |
0,20 |
0,25 |
0,30 |
0,35 |
0,40 |
0,45 |
0,50 |
0,55 |
0,60 |
0,65 |
0,70 |
0,75 |
|
|
-Н, Дж/ моль |
20000 |
20000 |
20000 |
20000 |
20000 |
25000 |
25000 |
25000 |
25000 |
25000 |
30000 |
30000 |
30000 |
30000 |
30000 |
8. Дан раствор электролита АВ с концентрацией С г-экв/л и удельной электропроводностью Ом-1 См-1.
1. Вычислить эквивалентную электропроводность см2/Ом г-экв.
2. Вычислить числа переноса t± ионов А+ и В-.
3. Вычислить абсолютные скорости V± ионов А+ и В-.
Таблица 8
|
N |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|
AB |
CsF |
CsCl |
CsI |
CsBr |
KF |
KCl |
KBr |
KI |
NaF |
NaCl |
NaBr |
NaI |
LiF |
LiCl |
LiBr |
|
|
C, r-экв/л |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,02 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,03 |
0,04 |
0,04 |
0,04 |
|
|
103 Ом-1 См-1 |
1,2 |
1,3 |
1,4 |
1,5 |
2,0 |
2,3 |
2,4 |
2,5 |
3,0 |
3,4 |
3,5 |
3,6 |
4,0 |
4,4 |
4,5 |
Таблица 9
Предельные подвижности ?, (см2/Ом г-экв) при 25С
|
Ион |
Сs+ |
K+ |
Na+ |
Li+ |
F- |
Cl- |
I- |
Br- |
|
|
? иона |
77,2 |
73,5 |
50,1 |
38,6 |
55,4 |
76,4 |
76,8 |
78,1 |
см2 м2 10-4 м2 Смм2
Примечание: 1 = 10-4 = = 10-4 ,
Омг-экв Омг-экв Ом г-экв г-экв
где [См = Сименс = Ом-1
9. Гальванический элемент составлен из электрода обратимого относительно катиона (Ме+, Ме) с концентрацией катиона СК г-моль/л и электрода, обратимого относительно аниона (А-, А) с концентрацией аниона СА г-моль/л.
1. Вычислить электродный потенциал электрода обратимого относительно катиона при Т=298 К.
2. Вычислить электродный потенциал электрода обратимого относительно аниона при Т=298 К.
3. Вычислить электродвижущую силу гальванического элемента.
Таблица 10
|
N |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|
Катион |
Li+ |
Rb+ |
Ra2+ |
Sr2+ |
Na+ |
Mg2+ |
Th4+ |
U3+ |
Mn2+ |
Zn2+ |
Fe2+ |
In3+ |
Co2+ |
Sn2+ |
Fe3+ |
|
|
СК, г-моль/л |
0, 01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
|
|
Анион |
S2- |
S2- |
S2- |
Cl- |
Cl- |
Cl- |
Br- |
Br- |
Br- |
I- |
I- |
I- |
F- |
F- |
F- |
|
|
СА, г-моль/л |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,10 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
Стандартные электродные потенциалы , В
|
Электрод |
Li, Li+ |
Rb, Rb+ |
Ra, Ra2+ |
Sr, Sr2+ |
Na, Na+ |
Mg, Mg2+ |
Th, Th4+ |
U, U3+ |
Mn, Mn2+ |
Zn, Zn2+ |
|
|
, В |
-3,045 |
-2,925 |
-2,916 |
-2,888 |
-2,714 |
-2,363 |
-1,899 |
-1,789 |
-1,180 |
-0,763 |
|
|
Электрод |
Fe, Fe2+ |
In, In3+ |
Co, Co2+ |
Sn, Sn2+ |
Fe, Fe3+ |
S, S2- |
Cl2, Cl- |
Br2, Br- |
I2, I- |
F2, F- |
|
|
, В |
-0,440 |
-0,343 |
-0,277 |
-0,136 |
-0,036 |
-0,447 |
+1,360 |
+1,065 |
+0,536 |
+2,870 |
9.1. ЭДС элемента Даниэля - Якоби, в котором концентрация ионов меди и цинка одинаковы, при 180С равна 1,1 В.Вычислите ЭДС цепи, в которой концентрация Cu2+ равна 0,0005, а Zn2+ - 0,5 н.
9.2. Вычислите при 250 С ЭДС цепи:
Ag | 1н AgNO3 | насыщ. NH4OH | 0,01н AgNO3 | Ag
Эквивалентная электрическая проводимость 0,1н AgNO3 равна 10,93 См м2 кг- экв-1, а для 0,01 н AgNO3 она равна 12,53 См м2 кг-экв-1.
9.3. ПРAgCl= 1 10-10, а ПРAgBr = 2 10-13 . Вычислите ЭДС цепи:
Ag | AgCl (насыщ. водный раствор)| AgBr (насыщ. водный раствор) | Ag
9.4. Определите константу равновесия реакции, протекающей при 250С в элементе:
Zn | Zn2+(a=1) || Cu2+ (a=1) | Cu . ЭДС данного элемента равна 1,1 В.
9.5. Вычислите константу равновесия реакции Cd + ZnSO4 = Zn + CdSO4 при 298 К. Стандартный электродный потенциал цZn2+/Zn = -0,762 B, a ц?Cd2+/ Cd = -0,40 B.
9.6.Реакция восстановления трехвалентного железа двухвалентным оловом
2FeCl3 + SnCl2 = 2FeCl2 + SnCl4 при Т=298К протекает в гальваническом элементе:
Pt | Sn2+,Sn4+|| Fe2+,Fe3+| Pt . Определите G 0 и константу равновесия реакции, ц0Sn2+/Sn4+ = 0,153 B, ц0Fe2+/Fe3+= 0,771 B.
9.7. По данным о стандартных электродных потенциалах меди и цинка рассчитайте ЭДС элемента, составленного из полуэлементов:
Zn | Zn2+(aZn2+=0,02) и Cu2+ | Cu (aCu2+=0,3),
Ц Cu2+/ Cu =0,337 B , ц ?Zn2+??/Zn = - 0,763 B.
9.8. Определите ЭДС цепи: Cu | Cu2+ || Cu2+ | Cu , если число переноса иона
m=0,01 m=0,1
меди в данном случае равно 0,3. Cредний коэффициент активности для раствора с m=0,01 равен 0,43, а для раствора с m=0,1 равен 0,154.
9.9. Рассчитайте ЭДС и напишите схему гальванического элемента, в котором обратимо протекает реакция по уравнению 2Fe3+ + HAsO2 + 2H2O = 2Fe2+ + H3AsO4 + 2H+
при 1 атм и 298 К. Активности ионов, участвующих в реакциях:
a( Fe2+) = 0,005; a(Fe3+) = 0,02; a(H3AsO4) =0,2; a(HAsO2)=0,1; a(H+)=0,01; a(H2O) =1.
9.10. Какова ЭДС цепи при 250С, если Кукс.=1,75·10-5 , Кмол. = 1,37· 10-4 ?
Задачу решить в приближении пренебрежения коэффициентами активности
(Pt) H2 | укс.к-та || мол. к-та | H2 (Pt)
1н 0,5н
10. В реакции первого порядка концентрация исходного вещества (с0) уменьшилась в n1 и n2 раз за время ф1 ??и ф2?? при проведении реакции соответственно:
а) вычислить константу скорости k1 при температуре Т1 (300К);
б) вычислить константу скорости k2 при температуре Т2 (310К);
в) вычислить энергию активации реакции Еакт;
г) вычислить предэкспоненциальный множитель A;
Таблица 11
|
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
|
|
ф1, мин |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
|
n1 |
2 |
3 |
4 |
2 |
3 |
4 |
2 |
3 |
4 |
2 |
3 |
4 |
2 |
3 |
4 |
|
|
ф2, мин |
5 |
5 |
5 |
5 |
5 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
|
|
n2 |
6 |
9 |
12 |
6 |
9 |
12 |
6 |
9 |
12 |
6 |
9 |
12 |
6 |
9 |
12 |
11. По значениям констант скоростей реакции при двух температурах
определите энергию активации, константу скорости при температуре Т3, количество вещества, израсходованного за время t , если начальные концентрации равны с0. Порядок реакции и молекулярность совпадают.
Таблица 12
Литература
1. Физическая химия. В 2 кн. Учеб. для вузов. К.С. Краснов, Н.К. Воробьев, И.Н.Годнев и др. - М.:Высш. шк., 2001г.
2. Физическая химия. А.Г.Стромберг, Д.П.Семченко.- М.: Высш. шк. 2001г.
3. Курс физической химии.Под ред. Я.И.Герасимова.-2т. М.:1973г.
4. Курс физической химии. В.А.Кирееев - М.: 1975г.
5. Физическая и коллоидная химия. К.И.Евстратова, Н.А.Купина.- М.: Высш.шк.,1990г.
6. Химическая кинетика. Е.Т.Денисов, О.М.Саркисов, Г.И.Лихтенштейн.- М.: Химия, 2000г.
7. Сборник примеров и задач по физической химии. И.В.Кудряшов, Г.С. Каретников.- М.: Высш.шк. 1991г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятия химической кинетики. Элементарный акт химического процесса. Законы, постулаты и принципы. Закон сохранения энергии. Принцип микроскопической обратимости, детального равновесия, независимости химических реакций. Закон (уравнение) Аррениуса.
реферат [74,3 K], добавлен 27.01.2009Задачи химической кинетики, стадии химического процесса. Открытые и замкнутые системы, закон сохранения массы и энергии. Закон Гесса и его следствие, скорость реакций. Явление катализа, гомогенные, гетерогенные, окислительно-восстановительные реакции.
курсовая работа [95,9 K], добавлен 10.10.2010Определение содержания химической кинетики и понятие скорости реакции. Доказательство закона действующих масс и анализ факторов, влияющих на скорость химических реакций. Измерение общей энергии активации гомогенных и гетерогенных реакций, их обратимость.
презентация [100,2 K], добавлен 11.08.2013Основные понятия и законы химической кинетики. Кинетическая классификация простых гомогенных химических реакций. Способы определения порядка реакции. Влияние температуры на скорость химических реакций. Сущность процесса катализа, сферы его использования.
реферат [48,6 K], добавлен 16.11.2009Основные понятия химической термодинамики. Стандартная энтальпия сгорания вещества. Следствия из закона Гесса. Роль химии в развитии медицинской науки и практического здравоохранения. Элементы химической термодинамики и биоэнергетики. Термохимия.
презентация [96,9 K], добавлен 07.01.2014Понижение температуры замерзания раствора электролита. Нахождение изотонического коэффициента для раствора кислоты с определенной моляльной концентрацией. Определение энергии активации и времени, необходимого для химической реакции между двумя веществами.
курсовая работа [705,4 K], добавлен 26.10.2009Химическая кинетика изучает закономерности химических превращений веществ во времени в процессе перехода реагирующей системы к термодинамическому равновесию. Кинетические уравнения простых реакций. Основной закон химической кинетики Гульдберга-Вааге.
реферат [38,1 K], добавлен 29.01.2009Закономерности, связанные с превращением химической и электрической энергии, как предмет изучения электрохимии. Основные разделы дисциплины: электропроводность, электролиз, электродвижущие силы гальванических элементов. Особенности проведения электролиза.
методичка [927,3 K], добавлен 18.09.2012Химическая кинетика-наука о скоростях, механизмах химических превращений, о явлениях, сопровождающих эти превращения, о факторах, влияющих на них. Скорость, константа скорости, порядок и молекулярность химической реакции. Закон химической кинетики.
реферат [94,9 K], добавлен 26.10.2008Методы построения кинетических моделей гомогенных химических реакций. Расчет изменения концентраций в ходе химической реакции. Сравнительный анализ численных методов Эйлера и Рунге-Кутта. Влияние температуры на выход продуктов и степень превращения.
контрольная работа [242,5 K], добавлен 12.05.2015Предмет и история химической технологии. Процессы и аппараты - важнейший раздел химической технологии. Классификация основных производственных процессов по законам, управляющим их скоростью. Законы химической кинетики. Теория подобия и моделирования.
презентация [103,9 K], добавлен 10.08.2013Зависимость химической реакции от концентрации реагирующих веществ при постоянной температуре. Скорость химических реакций в гетерогенных системах. Влияние концентрации исходных веществ и продуктов реакции на химическое равновесие в гомогенной системе.
контрольная работа [43,3 K], добавлен 04.04.2009Химическая кинетика и ее значение в управлении химическими процессами. Классификация реакций по средам протекания, их отличительные черты. Скорость химических реакций, зависимость ее от температуры среды и наличия света. Принцип действия катализаторов.
реферат [152,7 K], добавлен 29.05.2009Химическая кинетика как раздел химии, изучающий скорость химической реакции. Факторов влияющие на скорость химической реакции: природа реагирующих веществ, температура, концентрация реагирующих веществ, катализатор, площадь соприкосновения веществ.
презентация [2,2 M], добавлен 23.02.2015Основные понятия химической кинетики. Сущность закона действующих масс. Зависимость скорости химической реакции от концентрации веществ и температуры. Энергия активации, теория активных (эффективных) столкновений. Приближенное правило Вант-Гоффа.
контрольная работа [41,1 K], добавлен 13.02.2015Тепловой эффект химической реакции или изменение энтальпии системы вследствие протекания химической реакции. Влияние внешних условий на химическое равновесие. Влияние давления, концентрации и температуры на положение равновесия. Типы химических связей.
реферат [127,3 K], добавлен 13.01.2011Понятие о химической кинетике. Взаимодействие кислорода с водородом. Механизмы химических реакций. Влияние температуры на скорость реакций. Понятие об активном комплексе. Влияние природы реагирующих веществ на скорость реакций. Закон действия масс.
реферат [237,9 K], добавлен 27.04.2016Задания по химической кинетике, адаптация их к требованиям химических олимпиад для школьников, разработка методики, решения с учетом межпредметных связей с математикой и физикой. Перечень вопросов и задач по химической кинетике, задания для самоконтроля.
курсовая работа [65,6 K], добавлен 04.12.2009Общее понятие о химической реакции, ее сущность, признаки и условия проведения. Структура химических уравнений, их особенности и отличия от математических уравнений. Классификация и виды химических реакций: соединения, разложения, обмена, замещения.
реферат [773,3 K], добавлен 25.07.2010Электрическая проводимость, равновесие в растворах электролитов. Электродвижущие силы, электродные потенциалы. Основы формальной кинетики. Зависимость скорости реакции от температуры. Фотохимические и сложные реакции, формы кинетического уравнения.
методичка [224,3 K], добавлен 30.03.2011
