1)Рассчитайте ЭДС cu|cu2+||Cd2+|Cd,при 298К и активности ионов Cu2+ иCd2+ , равных соотв. 0,1 и 0,01 моль. 2) Рассчитайте энтропию и энтальпию протекания р-ии. Определите возможность протекания р-ии при t=0. 4HCl+O2=2H2O + 2Cl2 3.Рассчитать фактор эквивалентности и мол. массу эквивалента реаг. в-в А) в р-ях нейтрализации сер. кислоты с гидроксидом натрия до кислоты и сер. соли Б) в реакции восстановления Cr2O7 до Cr^3+ в кислой среде 4. Определить число миллиэквивалентов в 20 мл р-ра фосфорной к-ты с Т (H3PO4: CaCl2)= 0,01100 г/мл 5.Рассчитать молярную конц. эквивалента и титр. 14% р-ра азотной кислоты. 6. Вычислить тито и молярную конц. р-ра полученного при сливании 10 мл 0,4 М KOH со 100 мл 0,1 М КОН.
1) По уравнению Нернста: E = E^0 - (0.0592/n) * log(Q)
где E^0 - стандартный потенциал элементарной реакции, n - количество переданных электронов, Q - отношение концентраций продуктов к концентрациям реагентов.
Для данной реакции: Cu2+ + 2e^- -> Cu E^0 = 0.34 В Cd2+ + 2e^- -> Cd E^0 = -0.40 В
Q = [Cu2+] / [Cd2+] = 0.1 / 0.01 = 10 n = 2
E = 0.34 - (0.0592/2) log(10) = 0.34 - 0.0296 1 = 0.3104 В
2) Для расчета энтропии и энтальпии реакции применим уравнение Гиббса-Гельмгольца: ΔG = ΔH - TΔS
Где ΔG - изменение свободной энергии, ΔH - изменение энтальпии, T - температура, ΔS - изменение энтропии.
Реакция дана в балансированном виде, поэтому просто из коэффициентов можно найти ΔG°. ΔG° = -RTlnK, где R - универсальная газовая постоянная, T- температура, K- константа равновесия.
Для K потребуется рассчитать ΔG° на 298 K ΔG° = -RTlnK = -8.314298ln(1/Cl2^2 H2O^2) = -8.314298ln(1/Cl2^2 H2O^2) = 78.54 kJ/mol
Так как ΔG = ΔG° + RTlnQ и концентрации реагентов неизвестны, ΔG = 78.54 kJ/mol
Теперь рассчитаем ΔH и ΔS с помощью термодинамических функций:
ΔG = ΔH - TΔS ΔH = ΔG + TΔS
ΔH = 78.54 + 298 * ΔS
3а) Фактор эквивалентности в реакции нейтрализации H2SO4 и NaOH равен 2 (равно количеству эквивалентов)
Молярная масса эквивалента реагента: M_eq = M_R / factor_eq
4) Необходимо сначала найти количество вещества фосфорной кислоты в 20 мл раствора: n(H3PO4) = m(H3PO4) / M(H3PO4) = 0.020 ml * 1.1 g/ml / 98 g/mol = 0.000220 moles
Затем найдем количество фосфора в форме фосфатов: n(H3PO4) = n(CaCl2) = n(P)
Исходя из этого, количество миллиэквивалентов: n(meq) = n(H3PO4) * 1000 = 0.220 meq
5) Молярная концентрация эквивалента азотной кислоты равна ее молярной концентрации (разбавленной до 14%) и равна 0.14 М.
Титр (N) определяется как 1/молярную концентрацию эквивалента, то есть N = 1/0.14 = 7.14.
6) При слиянии 10 мл 0.4 М KOH с 100 мл 0.1 М KOH, суммарный объем станет равным 110 мл. Посчитаем общее количество моля катиона, которое равно 100.4 + 1000.1 = 4 + 10 = 14 ммоль.
Молярная концентрация раствора после слияния будет равна общему количеству молей, деленному на общий объем: 14 ммоль / 110 мл = 0.1273 М.
1) По уравнению Нернста:
E = E^0 - (0.0592/n) * log(Q)
где E^0 - стандартный потенциал элементарной реакции, n - количество переданных электронов, Q - отношение концентраций продуктов к концентрациям реагентов.
Для данной реакции:
Cu2+ + 2e^- -> Cu E^0 = 0.34 В
Cd2+ + 2e^- -> Cd E^0 = -0.40 В
Q = [Cu2+] / [Cd2+] = 0.1 / 0.01 = 10
n = 2
E = 0.34 - (0.0592/2) log(10) = 0.34 - 0.0296 1 = 0.3104 В
2) Для расчета энтропии и энтальпии реакции применим уравнение Гиббса-Гельмгольца:
ΔG = ΔH - TΔS
Где ΔG - изменение свободной энергии, ΔH - изменение энтальпии, T - температура, ΔS - изменение энтропии.
Реакция дана в балансированном виде, поэтому просто из коэффициентов можно найти ΔG°. ΔG° = -RTlnK, где R - универсальная газовая постоянная, T- температура, K- константа равновесия.
Для K потребуется рассчитать ΔG° на 298 K
ΔG° = -RTlnK = -8.314298ln(1/Cl2^2 H2O^2) = -8.314298ln(1/Cl2^2 H2O^2) = 78.54 kJ/mol
Так как ΔG = ΔG° + RTlnQ и концентрации реагентов неизвестны, ΔG = 78.54 kJ/mol
Теперь рассчитаем ΔH и ΔS с помощью термодинамических функций:
ΔG = ΔH - TΔS
ΔH = ΔG + TΔS
ΔH = 78.54 + 298 * ΔS
3а) Фактор эквивалентности в реакции нейтрализации H2SO4 и NaOH равен 2 (равно количеству эквивалентов)
Молярная масса эквивалента реагента:
M_eq = M_R / factor_eq
Для H2SO4: M_eq = 98 g/mol / 2 = 49 g/mol
Для NaOH: M_eq = 40 g/mol / 2 = 20 g/mol
3б) В реакции восстановления Cr2O7^2- до Cr^3+ в кислой среде число эквивалентов также равно 2.
M_eq(Cr2O7^2-) = 294 g/mol / 6 = 49 g/mol
M_eq(Cr^3+) = 52 g/mol / 3 = 17.33 g/mol
4) Необходимо сначала найти количество вещества фосфорной кислоты в 20 мл раствора:
n(H3PO4) = m(H3PO4) / M(H3PO4) = 0.020 ml * 1.1 g/ml / 98 g/mol = 0.000220 moles
Затем найдем количество фосфора в форме фосфатов:
n(H3PO4) = n(CaCl2) = n(P)
Исходя из этого, количество миллиэквивалентов:
n(meq) = n(H3PO4) * 1000 = 0.220 meq
5) Молярная концентрация эквивалента азотной кислоты равна ее молярной концентрации (разбавленной до 14%) и равна 0.14 М.
Титр (N) определяется как 1/молярную концентрацию эквивалента, то есть N = 1/0.14 = 7.14.
6) При слиянии 10 мл 0.4 М KOH с 100 мл 0.1 М KOH, суммарный объем станет равным 110 мл. Посчитаем общее количество моля катиона, которое равно 100.4 + 1000.1 = 4 + 10 = 14 ммоль.
Молярная концентрация раствора после слияния будет равна общему количеству молей, деленному на общий объем: 14 ммоль / 110 мл = 0.1273 М.
Титр тогда будет равен 1/0.1273 ≈ 7.85.