|
6. Растворы. Ионная сила. Коэффициент активности. Активность
|
|
| FilIgor | Дата: Среда, 07.11.2012, 16:44 | Сообщение # 1 |
 Эксперт
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 6490
| 6. Растворы. Ионная сила. Коэффициент активности. Активность.
6.1. Ионная сила.
Задание.
Вычислить ионную силу раствора, в 1 л которого содержится 14,2 г. Na2SO4 и 7,45 г. KCl.
Решение.
Ионная сила равна полусумме произведения концентраций ионов на квадраты их зарядов:
I = 1/2 * Σ(См*z2]
Определим молярные концентрации.
См(Na2SO4) = 14,2/142 = 0,1 М.
См(KCl) = 7,45/74,5 = 0,1 M.
I = 0,5(2*0,1*12 + 1*0,1*22 + 1*0,1*12 + 1*0,1*12) = 0,4.
Математически из формулы активности легко выводится, что для электролитов типа:
1. Kt+An- (KCl, NaI, CsNO3), I = C, где С - молярная концентрация соли.
2. KtAn2 и Kt2An (CaI2, Cu(NO3)2, K2S)), I = 3C
3. Kt2+An2- (CuSO4), I = 4C
4. Kt3+An-3 (AlCl3) и Kt+3An3- (K3PO4), I = 6C
5. Kt3+2(An2-)3 (Al2(SO4)3), I = 15C.
charset="utf-8">
data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"
>
Поддержать проект
|
|
|
It's futile to speculate about what might have been |
| |
| |
| FilIgor | Дата: Среда, 07.11.2012, 16:49 | Сообщение # 2 |
|
Эксперт
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 6490
| 6.2. Ионная сила.
Задание.
Вычислить ионную сила раствора,
полученного при смешении 100 см3 0,1 М. раствора Н2SО4 и 100 см3 0,2 М. раствора NaОН.
Решение.
1) Количество серной кислоты и гидроксида натрия в исходных растворах:
n(H2SO4) = Cм(H2SO4) * V(p-pa H2SO4) = 0,1000 * (100/1000) = 0,01 моль
n(NaOH) = Cм(NaOH) * V(p-pa NaOH) = 0,2000 * (100/1000) = 0,02 моль
2) Из уравнения реакции
H2SO4 + 2 NaOH --> Na2SO4 + 2H2O
видно, что при смешении растворов образуется сульфат натрия в количестве 0,01 моль, т.к. n(H2SO4 : n(NaOH) : n(Na2SO4) = 1 : 2 : 1.
3) Объём раствора посл смешения
V ~ V(p-pa H2SO4) + V(p-pa NaOH) = 0,1 + 0,1 = 0,2 л.
4) Концентрация ионов Na+ и SO42- в полученном растворе:
C(Na+) = 2 * n(Na2SO4) / V = 2 * 0,01 / 0,2 = 0,1 моль/л.
C(SO42-) = n(Na2SO4) / V = 0,01 / 0,2 = 0,05 моль/л.
5) Ионная сила раствора:
I = 0,5 * [ C(Na+) * (ZNa+)2 + C(SO42-) * (Z(SO42-))2 ]
I = 0,5 * [ 0,1 * (+1)2 + 0,05 * (-2)2 ] = 0,15.
charset="utf-8">
data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"
>
Поддержать проект
|
|
|
It's futile to speculate about what might have been |
| |
| |
| FilIgor | Дата: Среда, 07.11.2012, 16:57 | Сообщение # 3 |
|
Эксперт
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 6490
| 6.3. Коэффициент активности, активность.
Задание.
Вычислить значение активности ионов Ва2+ и Cl- в 0,001 M. растворе ВаСl2.
Решение.
Зависимость коэффициента активности от ионной силы очень разбавленного раствора определяется по формуле Дебая-Хюккеля:
lg f = - 0,5z2(I)1/2.
Для растворов с высоким значением ионной силы,
lg f = - 0,5z2(I)1/2/(1 + I1/2).
Активность вычисляется по формуле
a = Cf.
Определим ионную силу раствора.
I = 1/2(0,001*22 + 2*0.001*12) = 0,003
По формуле Дебая-Хюккеля определим коэффициент активности ионов Ва2+.
lgfBa2+ = - 0,5z2I1/2 = -0,5*22*0,0031/2 = - 0,11.
fBa2+ = 0,78.
Определим значение активности ионов Ва2+.
aBa2+ = C*f = 0,001*0,78 = 0,00078.
Определим значение активности ионов хлора.
lgfCl- = - 0,5z2I1/2 = -0,5*(-1)2*0,0031/2 = - 0,027.
fCl- = 0,94.
aCl- = C*f = 2*0,001*0,94 = 0,0019.
charset="utf-8">
data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"
>
Поддержать проект
|
|
|
It's futile to speculate about what might have been |
| |
| |
| FilIgor | Дата: Среда, 07.11.2012, 21:05 | Сообщение # 4 |
|
Эксперт
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 6490
| 6.4. Водородный показатель с учетом активности.
Задание.
2 мл. раствора HNO3 с массовой долей растворенного вещества ω = 72% (р=1,43 г/мл) разбавили до 2 л.
Вычислите pH полученного раствора с учетом активности.
Решение.
1 ) Масса раствора концентрированной азотной кислоты
m(72% р-ра) = V(72% p-pa) * p = 2 * 1,43 = 2,86 г.
2 ) Масса азотной кислоты
m(HNO3) = m(72% р-ра) * ω / 100 = 2,86 * 72 / 100 = 2,06 г.
3 ) Молярная концентрация азотной кислоты
См = m(HNO3) / (М(HNO3) * V) = 2,06 / (63 * 2) = 0,016 моль/л.
Ионная сила раствора:
I = 0,5*Σ[Cмi*zi2] = 0,5 * [0,016*(+1)2 + 0,016*(-1)2] = 0,016.
Коэффициент активности катиона водорода:
lg f = - 0,5*z(Н+)2*I1/2 = - 0,5 * (+1)2 * 0,0161/2 = - 0,0632.
f = 10-0,0632= 0,865.
Активность катионов водорода:
аН+ = f * См = 0,865 * 0,016 = 0,0138 моль/л.
pаН+ = - lgаН+ = - lg(0,0138) = 1,86.
charset="utf-8">
data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"
>
Поддержать проект
|
|
|
It's futile to speculate about what might have been |
| |
| |
| FilIgor | Дата: Суббота, 17.11.2012, 14:38 | Сообщение # 5 |
|
Эксперт
Группа: Супермодераторы
Сообщений: 6490
| 6.5. Влияние растворенных электролитов. Солевой эффект.
Задание.
Как повлияет на растворимость оксалата кальция присутствие в растворе KCl в концентрации 0,10 М?
ПР (СаС2О4) = 2,6*10-9.
Решение.
Определим ионную силу раствора. Практически она будет определяться исключительно концентрацией хлорида калия в растворе:
I = 1/2 * Σ(См*z2] = 1/2 * [0,1*(+1)2 + 0,1*(-1)2] = 0,1.
Коэффициенты активности (f) ионов Ca2+ и C2O42-:
lg(f) = - 0,5 * z2 * I0,5 / (1 + I0,5) = - 0,5*22 * 0,11/2/(1 + 0,11/2) = - 0,48.
fCa2+ = fC2O42- =10-0,48 = 0,33.
Запишем выражение для произведения растворимости CaC2O4 и определим растворимость (s) в присутствии хлорида калия:
CaC2O4 <--> Ca2+ + C2O42-
ПР = [Ca2+] * [C2O42-] * fCa2+ * fC2O42-
2,6*10-9 = s2 * 0,332
s = 1,55*10-4 моль/л
Растворимость оксалата кальция в воде можно определить как:
ПР = [Ca2+][C2O42-]
2,6*10-9 = s2
s = 0,51*10-4 моль/л
Т.о. растворимость оксалата кальция в 0,1 М растворе хлорида калия повышается приблизительно в 3 раза (солевой эффект).
charset="utf-8">
data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"
>
Поддержать проект
|
|
|
It's futile to speculate about what might have been |
| |
| |
