Решение типовых задач

Задача 1. Чему равна степень диссоциации 0,1 н раствора молочной кислоты, если константа диссоциации ее при температуре 25°С равна К_Д=1,4*10^-4. Вычислить также значение эквивалентной электропроводности, если эквивалентная электропроводность при бесконечном разведении равна 21,6 Ом^-1м²/кг*экв.

Решение:

Используем формулу Аррениуса α=λ_v/λ_∞ и формулу Оствальда К_Д=α²*С/(1-α); при α<<1 К_Д=α²*С, отсюда

α=√К_Д/С

α=√1,4*10^-4 = 0,0374;

λv=α*λ_∞=0,0374*21,6=0,808≈0,81 Ом^-1м²/кг*экв.

Задача 2. Вычислить электродвижущую силу окислительно-восстановительного гальванического элемента, составленного из двух полуэлементов А и Б. Полуэлемент А=Zn/ZnSO₄ и полуэлемент Б – Сu/СuSO₄. Концентрация СиSO₄ 0,1 М, а концентрация ZnSO₄ 0,01 М. Нормальные электродные потенциалы цинка и меди соответственно равны:

Е^o_Zn_/_Zn₊₊=-0,760 В и Е^o_Cu_/_Cu₊₊=+0,340 В

Решeние:

Прежде пишем схему гальванического элемента:

Zn │ ZnSO₄││ CuSO₄│ Cu

0,01M 0,1M

Электрический ток возникает в результате окислительно-восстановительной реакции, протекающей в элементе. Цинк окисляется и растворяется Zn^o-2e=Zn⁺² а медь восстанавливается и осаждается

Cu⁺²+2e=Cu^o

Zn+CuSO₄=Cu+ZnSO₄

Цинк по сравнению с медью более активный металл, он посылает в раствор при диссоциации больше ионов, чем медь, и заряжается отрицательно, а медный электрод заряжается положительно

Си⁺²+2e=Cu^o

ЭДС равна разности электродных потенциалов между электроположительными и электроотрицательным электродами:

ЭДС = E_Cu_/_Cu₊₊- E_Zn_/_Zn₊₊

1. Определяем по формуле Нернста электродный потенциал цинка:

E_Zn_/_Zn₊₊= E^o_Zn_/_Zn₊₊+ (0,059/n) lgC_ZnSO₄

где E^o_Zn_/_Zn₊₊ – нормальный электродный потенциалцинка;

n – валентность или заряд цинка;

C_ZnSO₄ – концентрация раствора электролита (моль/л).

E_Zn_/_Zn₊₊= -0,76 + (0,059/2)lg0,01 = -0,76 - 0,0295 = -0,310 B

2. Определяем по формуле Нернста электродный потенциал меди:

E_Cu_/_CuSO₄= E^o_Cu_/_CuSO₄+ (0,059/n)lgC_CuSO₄

E_Cu_/_Cu₊₊= 0,34 + (0,59/2)lg0,1 = 0,340 - 0,0295 = 0,310 В.