Учебное пособие: Кинетика химических и электрохимических процессов

2. Чему равна концентрация ионов водорода в водном раст-воре муравьиной кислоты, если α = 0,03?

3. Вычислите ионную силу и активность ионов в растворе, содержащем 0,01 моль/л Ca(NO₃ )₂ и 0,01 моль/л CaCl₂ .

4. Рассчитайте активность электролита а и среднюю ионную активность а _± в растворе CaCl₂ при 25 ^о C, если средний ионный коэффициент активности γ_± = 0,518, а молярная концентрация m = 0,1.

5. Для реакции диссоциации муравьиной кислоты: НСООН ↔ Н⁺ + НСОО^- дана зависимость константы от температуры: lgК _Д = -1342,85/Т + 5,2743 – 0,0152^. T . Вычислите теплоту диссоциации муравьиной кислоты в разбавленном вод-ном растворе.

6. Определите температуру, при которой диссоциация му-равьиной кислоты в водном растворе максимальна. Уравнение зависимости константы диссоциации НСООН от температуры приведено в предыдущей задаче.

7. Рассчитайте удельную электрическую проводимость абсолютно чистой воды при 25 ^о С. Ионное произведение воды при этой температуре равно 1^. 10^-14 .

8. Эквивалентные электрические проводимости бесконечно разбавленных растворов KCl, KNO₃ , и AgNO₃ при 25 ^о С равны соответственно 149,9, 145,0 и 133,4 Ом^-1. см^2. моль^-1 . Какова эквивалентная электрическая проводимость бесконечно разбавленного раствора AgCl при этой температуре?

9. Удельная электрическая проводимость 4 % -го водного раствора Н₂ SO₄ при 18 ^о С равна 0,168 Ом^-1. см^-1 , плотность раствора равна 1,026 г/см³ . Рассчитайте эквивалентную электри-ческую проводимость этого раствора.

10. Для 0,01 молярного раствора KCl удельное сопротивление равно 709,22 Ом^. см. Вычислите удельную и эквивалентную электрические проводимости.

11. Какую долю общего тока переносит ион Li⁺ в водном растворе LiBr при 25 ^о С?

12. Эквивалентная электрическая проводимость раствора уксусной кислоты молярной концентрации 1,59^. 10^-4 моль^. л^-1 при 25 ^о С равна 12,77 Ом^-1. см^2. моль^-1 . Рассчитайте константу диссо-циации кислоты и рН раствора.

13. Для бесконечно разбавленного раствора NH₄ Cl при 298,2 К число переноса катиона t ₊ = 0,491. Вычислите электро-литическую подвижность и абсолютную скорость движения аниона Cl^- ; λ_∞ (NH₄ Cl) = 0,015 Ом^-1. моль^-1. м² .

14. При электролизе раствора AgNO₃ на катоде выделилось 0,5831 г серебра, убыль AgNO₃ в анодном пространстве соста-вила 2,85^. 10^-3 моль. Определите числа переноса t ₊ иt _- для AgNO₃ .

15. При электролизе раствора AgNO₃ c серебряными электродами увеличение количества соли в анодном про-странстве составило 0,0625 г. Чему равна убыль соли, г, в катодном пространстве?

2. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩИЕ СИЛЫ. ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ

2.1 Необходимые исходные сведения и основные уравнения

ЭДС гальванического элемента Е равна разности условных электродных потенциалов его полуэлементов φ₁ и φ₂ . Если значением диффузионного потенциала можно пренебречь то

Е = φ₂ - φ₁ (2.1)

(индекс 2 относится к более положительному электродному потенциалу). Электрохимические реакции, протекающие на электродах, и сами электроды разделяют на следующие типы:

1. Электроды 1-го рода, обратимые по катиону: Ме^{n +} + ne = =Ме⁰ , где Ме^{n +} и Ме⁰ ― окисленная и восстановленная формы вещества; n е - количество электронов. Потенциал электрода 1-го рода рассчитывается по уравнению Нернста:

φ = φ⁰ (a _Ox / a _Red ) ,(2.2)

где φ - потенциал электрода, В; φ⁰ - стандартный потенциал электрода, В; n - число электронов, участвующих в элемен-тарной реакции; F - число Фарадея; a _Red и a _Ox - активности вос-становленной и окисленной форм вещества, вступающего в реакцию. Множитель при Т = 298 К и значении R , равном 8,31 Дж/(моль^. К), равен 0,059. К электродам 1-го рода относятся:

а) серебряный электрод:

Ag⁺ │Ag; Ag⁺ + e = Ag⁰ ; n = 1;a _Ox = a _Ag +; a _Red =a _Ag =1,

φ = φ⁰ _Ag + lga _Ag +; (2.3)

б) амальгамный электрод:

Cd²⁺ │[Cd] (Hg)Cd²⁺ + 2e = [Cd]_ам ; n = 2; a _Ox = a _{Cd +}

; φ = φ⁰ _{A С d} 2+ ,(2.4)

где φ - потенциал амальгамного электрода при активности кадмия в амальгаме, а _{[ Cd ]} = 1;