Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
5
Добавлен:
20.02.2016
Размер:
225.79 Кб
Скачать

1. Домашнє завдання

А. Для електрохімічного елемента (таблиця 2.1) при Т = 298 К:

– записати рівняння реакцій, що відбуваються на катоді, аноді та гавльінічному елементі у цілому;

– обчислити константу рівноваги електрохімічної реакції;

– обчислити електродні потенціали полуелементів при заданих активностях іонів;

– розрахувати ЕРС гальванічного елемента.

Стандартні електродні потенціали для розрахунку візьміть у довіднику [Краткий справочник физико-химических величин АБО методичка № 1395].

Таблиця 2.1

Електрохімічний елемент

Електрохімічний елемент

1

9

2

10

3

Pt | Cr3+, Cr2+ || S2O82-, SO42-|Pt

а 0,2 0,06 0,3 0,7

11

4

12

5

13

Pt | Fe3+, Fe2+ || Tl3+, Tl2+ |Pt

а 0,05 0,09 0,07 0,03

6

Pt | S22-, S2- || S4O62-, S2O32- | Pt

а 0,1 0,2 0,1 0,6

14

7

Pt | S22-, S2- || Rh2+, Rh+|Pt

а 0,1 0,2 0,5 0,6

15

Pt | In2+, In+ || IrCl62-, IrCl63- | Pt

а 0,1 0,2 0,5 0,6

8

16

Pt | S22-, S2- || IrCl62-, IrCl63- | Pt

а 0,1 0,2 0,5 0,6

Продовження таблиці 2.1

Електрохімічний елемент

Електрохімічний елемент

17

24

18

25

19

26

20

27

21

28

Pt | S22-, S2- || S2O82-, SO42-|Pt

а 0,3 0,8 0,5 0,6

22

Pt | Ce4+, Ce3+ || S2O82-, SO42-|Pt

а 0,12 0,16 0,21 0,17

29

23

30

Б. Для реакції, яка відбувається оборотно в гальванічному елементі, отримана залежність ЕРС (Е, В) від температури (Т, К) (таблиця 2.2):

– запишіть схему гальванічного елемента за реакцією, що в ньому перебігає;

– при заданій температурі Т обчисліть ЕРС, зміну енергії Гіббса, ентальпії, ентропії, енергії Гельмгольца та теплоту, що виділяється або поглинається при оборотній роботі гальванічного елемента.

Таблиця 2.2.

Реакція

Е = f(T)

Т, К

1

2AgI + Pb = 2Ag + PbI2

E = 0,259-1,38·10-4·Т

325

2

2AgСl + Zn = 2Ag + ZnCl2

E = 1,125-4,02·10-4·Т

355

3

C6H4O2 + 2H+ + 2е = C6H4(OH)2

E = 0,699-7,4·10-4·(Т-298)

283

4

Hg2Cl2 + Pb = 2Hg + PbCl2

E = 0,5353 + 1,45·10-4·Т

370

5

Hg2SO4 + Zn = 2Hg + ZnSO4

E = 1,4328-0,00199(Т-298)

315

6

2AgСl + Zn = 2Ag + ZnCl2

E = 1,125-4,02·10-4·Т

340

7

Hg2Cl2 + Zn = 2Hg + ZnCl2

E = 1 + 9.4·10-5·(Т-298)

280

8

Hg2SO4 + H2 = 2Hg + H2SO4

E = 0,6141 - 8,02 ·10-4·(Т-298)

320

9

C6H4O2 + 2H+ + 2е = C6H4(OH)2

E = 0,699-7,4·10-4·(Т-298)

313

10

2AgСl + Zn = 2Ag + ZnCl2

E = 1,125-4,02·10-4·Т

345

11

Hg2Cl2 + Pb = 2Hg + PbCl2

E = 0,5353 + 1,45·10-4·Т

390

12

Hg2SO4 + H2 = 2Hg + H2SO4

E = 0,6141 - 8,02 ·10-4·(Т-298)

310

13

Hg2Cl2 + Zn = 2Hg + ZnCl2

E = 1 + 9.4·10-5·(Т-298)

310

14

Hg2SO4 + Zn = 2Hg + ZnSO4

E = 1,4328-0,00199(Т-298)

333

15

Pb + CuAc2 = PbAc2 + Cu

E = 0,4764 + 3,85·10-4·T

297

16

Zn + 2AgCl = ZnCl2 + 2Ag

E = 1,015-4,02·10-4·Т

276

17

AgCl + ½ H2 = Ag + HCl

E = 0,2224 - 6,4·10-4·(Т-298)

315

Продовження таблиці 2.2.

Реакція

Е = f(T)

Т, К

18

IrCl63- + 3e = Ir + 6Cl-

E = 0,77 - 3·10-5·(Т-298)

319

19

Mn(OH)3 + e = Mn(OH)2 + OH-

E = 0,15 – 9,03·10-4·(Т-298)

305

20

Mg2+ + 2e = Mg

E = -2,363 - 1,03·10-4·(Т-298)

316

21

Li+ + e = Li

E = -3,045-5,34 ·10-4·(Т-298)

280

22

K+ + e = K

E = -2,925-0,00108·(Т-298)

305

23

Nd3+ + 3e = Nd

E = -2,431-0,000124·(Т-298)

317

24

Pb + CuAc2 = PbAc2 + Cu

E = 0,4764 + 3,85·10-4·T

303

25

AgCl + ½ H2 = Ag + HCl

E = 0,2224 - 6,4·10-4·(Т-298)

326

26

C6H4O2 + 2H+ + 2е = C6H4(OH)2

E = 0,699-7,4·10-4·(Т-298)

306

27

Zn + Hg2SO4 = ZnSO4 + 2Hg

E = 1,4328-0,00199(Т-298)

329

28

Zn + 2AgСl = ZnCl2 + 2Ag

E = 1,125-4,02·10-4·Т

319

29

Ag2S + 2e = 2Ag + S2-

E = -0,66-1,08·10-3·(Т-298)

307

30

2AgO + H2O + 2e = Ag2O + 2OH-

E = 0,607-1,117·10-3·(Т-298)

285

2. Розрахунково-графічне завдання

Дана залежність складу рідкої (х) і газоподібної (у) фаз від температури (Т) для бінарної рідкої системи А – В при сталому тиску р. Склади х і у виражені у молярних процентах речовини А (таблиця 2.3).

  1. Побудуйте графік залежності складу пари (у) від складу рідкої фази (х) при р = const.

  2. Побудуйте графік залежності склад – температура кипіння.

  3. Визначити температуру кипіння системи, яка містить а мол.% компонента А (таблиця 2.4). Який склад першої бульбашки пари? При якій температурі зникне остання крапля рідини та який її склад?

  4. Визначити склад пари, що знаходиться у рівновазі з рідкою бінарною системою, яка кипить при температурі Т1.

  5. Який компонент і у якій кількості може бути виділений із системи, що містить б кг речовини А і в кг речовини В?

  6. Якого компонента та яку кількість необхідно додати до зазначеної в п. 5 суміші, щоб вийшла азеотропна суміш?

  7. Яка кількість речовини А (кг) буде в парах і у рідкої фази, якщо 2 кг суміші, що містить а % речовини А, нагріти до температури Т1?

Таблиця 2.3

Система

Молярний склад, А%

Т,К

Молярний склад, А%

Т,К

х

у

х

у

1

2

3

4

5

6

7

8

1

А – HNO3

В – H2O

при р = 10,333.104 Па

0,0

8,4

12,3

22,1

30,8

38,3

0,0

0,6

1,8

6,6

16,6

38,3

373

379,5

385

391,5

394,6

394,9

40,2

46,5

53,0

61,5

100,0

60,2

75,9

89,1

92,1

100,0

394,0

391,0

385,0

372,0

357,0

2

А – HNO3

В – C2H2O2

при р = 10,079.104 Па

0,0

10,0

20,0

33,3

0,0

3,0

8,0

34,0

391,1

395,1

399,5

401,6

40,0

50,0

60,0

100,0

47,0

82,0

96,0

100,0

400,3

393,3

378,0

358,3

3

А – HF

В – H2O

при р = 10,133.104 Па

4,95

9,2

18,9

22,8

27,9

33,8

34,4

35,8

39,7

0,8

1,8

6,4

10,6

17,8

30,5

32,1

35,8

47,5

374,6

375,8

379,8

381,4

383,3

384,7

385,0

385,4

384,4

44,4

50,3

52,2

56,0

58,2

61,7

79,8

87,9

100,0

63,3

81,0

86,2

92,2

95,8

98,9

98,2

99,5

100,0

381,7

374,7

371,9

369,9

359,6

352,0

318,1

306,5

292,4

4

А – H2O

В – C5H4O2

при р = 10,333.104 Па

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

20,0

0,0

10,0

19,0

36,0

68,0

81,1

89,0

435,0

431,8

427,8

419,0

395,5

382,5

373,6

30,0

50,0

90,8

96,0

98,0

99,0

100,0

90,5

90,8

90,8

91,8

92,0

94,5

100,0

371,7

370,9

370,9

370,9

371,1

371,6

373,0

Продовження таблиці 2.3

1

2

3

4

5

6

7

8

5

А – H2O

В – н-C4H10O

при р = 10,133.104 Па

3,9

4,7

5,5

7,0

25,7

27,5

29,2

30,5

49,6

50,6

26,7

29,9

32,3

35,2

62,9

64,1

65,5

66,2

73,6

74,0

384,5

383,6

382,6

381,8

370,9

370,2

369,7

369,3

366,5

366,4

55,2

57,7

97,5

98,0

98,8

99,2

99,4

99,7

99,9

75,0

75,0

75,2

75,6

80,8

84,3

88,4

92,9

98,1

365,9

365,8

365,7

366,0

366,7

368,4

369,8

371,7

372,5

6

А – H2O

В – ізо-C4H10O

при р = 10,133.104 Па

13,5

15,0

15,9

17,2

39,7

40,5

56,4

40,1

42,0

43,7

44,6

62,6

63,3

66,6

370,8

370,1

369,6

369,0

363,3

363,2

362,5

60,5

67,0

97,5

97,8

98,6

99,1

99,8

66,7

67,0

67,2

67,3

71,4

78,2

95,7

362,4

362,2

362,5

363,1

364,5

366,4

371,9

7

А – H2O

В – C5H12О

(2-метил-3-бутил-2-ол)

при р = 10,246.104 Па

0,0

18,9

34,2

53,8

66,7

75,7

82,4

0,0

42,7

55,3

63,4

65,7

66,9

67,5

377,5

367,5

365,3

364,3

364,1

364,2

364,25

87,5

91,6

94,9

97,7

99,5

100,0

68,1

69,1

70,3

75,7

91,0

100,0

364,3

364,3

364,8

366,4

369,0

373,3

8

А – CS2

В – CH3COCH3

при р = 10,133.104 Па

0,0

1,9

4,8

13,4

18,6

29,1

38,0

0,0

8,3

18,5

35,1

44,3

52,5

57,4

329,2

327,0

324,4

319,6

317,0

314,4

313,3

44,8

53,6

65,3

78,9

87,9

96,8

100,0

59,8

62,7

66,1

70,5

76,0

88,6

100,0

312,8

312,3

312,1

312,3

313,5

316,5

319,3

Продовження таблиці 2.3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

А – CH3OH

В – CCl4

при р = 10,333.104 Па

0,0

0,2

0,4

1,3

1,7

3,0

5,1

10,7

12,4

24,8

40,1

45,3

0,0

2,0

12,0

24,2

26,4

38,3

44,5

49,0

50,0

52,2

53,7

54,1

349,7

349,1

345,4

340,6

339,9

335,0

332,4

330,2

330,0

329,3

328,8

328,8

55,0

56,6

72,5

76,4

81,3

83,8

88,3

91,8

94,8

97,9

99,3

100,0

55,2

55,2

59,1

60,3

63,0

64,9

69,6

75,3

82,3

91,0

96,7

100,0

327,7

328,7

329,0

329,4

329,8

330,1

331,2

332,5

333,9

335,8

337,1

337,7

10

А – CH3OH

В – C6Н6

при р = 9,670.104 Па

0,0

2,4

3,6

4,7

5,2

5,9

6,3

8,3

9,2

0,0

17,5

30,1

43,5

48,7

51,1

52,1

53,4

54,6

351,6

341,2

336,9

333,3

331,8

330,7

330,5

330,3

329,8

24,9

64,5

78,5

84,7

90,2

94,1

98,3

100,0

59,9

64,5

66,6

71,3

77,1

84,4

93,6

100,0

329,4

329,4

329,9

330,6

331,3

332,6

334,9

336,1

11

А – CH3OH

В – C6Н6

при р = 10,133.104 Па

0,0

2,8

5,0

5,7

9,0

11,8

27,0

44,0

0,0

31,0

39,5

42,0

48,5

56,5

57,5

58,5

363,2

342,4

339,8

338,7

334,4

332,0

331,0

330,8

58,6

69,5

81,7

88,3

90,2

94,5

96,8

98,8

61,0

62,5

65,5

70,0

73,0

82,2

90,0

94,2

330,7

330,6

331,1

331,9

332,9

333,2

335,4

336,4

12

А – C2H6O

В – C6Н6

при р = 10,000.104 Па

0,0

4,0

15,0

29,8

42,1

53,7

0,0

15,1

35,3

40,5

43,6

46,6

342,8

342,6

342,5

341,2

340,8

341,0

62,9

7108

79,8

87,2

93,9

100,0

50,5

54,9

60,6

68,3

78,7

100,0

341,4

342,0

343,3

344,8

347,4

351,1

Продовження таблиці 2.3

1

2

3

4

5

6

7

8

13

А – C3H6O

В – CH3OH

при р = 10,133.104 Па

0,0

4,8

17,6

28,0

40,0

0,0

14,0

31,7

42,0

51,6

337,7

335,9

333,1

331,3

330,2

60,0

80,0

95,0

98,2

100,0

65,6

80,0

94,0

97,6

100,0

329,1

328,6

328,7

329,1

329,5

14

А – C3H6O

В – CHCl3

при р = 9,760.104 Па

0,0

7,9

14,3

18,6

26,6

39,4

46,2

0,0

6,0

11,6

16,0

23,5

39,4

52,0

332,9

333,3

334,2

334,8

335,2

335,4

335,0

53,6

61,8

71,5

77,0

82,1

91,5

100,0

59,8

69,8

79,2

84,8

90,1

95,4

100,0

334,3

333,3

331,9

331,2

330,2

329,0

328,2

15

А – C3H6O

В – CHCl3

при р = 10,000.104 Па

0,0

18,6

34,0

46,8

57,8

67,3

0,0

10,3

31,8

51,5

65,2

75,7

334,3

336,0

336,8

336,4

335,2

334,0

75,5

82,7

89,2

94,9

100,0

83,2

89,0

93,6

97,3

100,0

332,9

331,8

330,8

330,0

329,0

16

А – C3H8O

В – H2O

при р = 10,133.104 Па

0,0

1,0

2,0

4,0

6,0

10,0

20,0

30,0

40,0

0,0

11,0

21,6

32,0

35,1

37,2

39,2

40,4

42,4

373,0

368,0

365,0

363,5

362,3

361,5

361,1

360,9

360,8

50,0

60,0

70,0

80,0

85,0

90,0

96,0

100,0

45,2

49,2

55,1

64,1

70,4

77,8

90,0

100,0

360,9

361,3

362,0

363,5

364,5

365,8

367,0

370,3

Продовження таблиці 2.3

1

2

3

4

5

6

7

8

17

А – C4H10O

В – C6H12O2

(бутилацетат)

при р = 0,668.104 Па

0,0

18,0

28,2

35,5

37,0

43,5

0,0

22,5

32,2

36,3

37,0

41,6

325,6

324,5

324,1

323,8

323,7

323,8

59,1

76,5

8638

92,1

100,0

50,4

64,5

75,2

83,3

100,0

324,2

325,3

326,5

327,7

329,1

18

А – C4H10O

В – C6H12O2

(бутилацетат)

при р = 2,200.104 Па

0,0

16,1

31,3

47,4

0,0

21,0

37,5

47,9

353,6

351,2

349,9

349,4

61,3

77,7

87,3

100,0

57,8

70,5

80,7

100,0

349,5

350,2

351,3

353,3

19

А – C4H10O

В – C6H12O2

(бутилацетат)

при р = 10,133.104 Па

0,0

21,9

37,2

51,4

66,4

0,0

33,4

48,2

58,0

69,2

399,0

394,2

391,9

390,9

390,1

72,2

77,9

84,7

89,6

100,0

74,1

78,6

84,4

88,0

100,0

389,9

389,8

390,0

390,1

390,5

20

А – CHCl3

В – CH3OH

при р = 10,000.104 Па

0,0

2,9

6,3

10,3

15,2

21,2

0,0

8,3

16,1

24,0

32,3

41,2

337,6

337,1

335,4

333,7

332,1

330,5

28,7

38,5

51,8

70,7

84,7

100,0

48,8

54,2

58,9

67,8

82,3

100,0

328,9

327,5

326,7

326,7

330,0

334,4

21

A – CCl4

B – C2H6O

при р = 9,933.104 Па

0,0

3,2

7,0

11,4

16,6

23,0

31,0

0,0

16,6

26,5

35,4

43,5

49,8

53,6

350,9

347,8

345,4

343,3

341,4

339,6

338,3

41,1

55,7

63,0

72,9

89,0

100,0

56,9

59,7

63,0

66,9

84,0

100,0

337,4

336,9

336,6

337,3

343,0

348,9

22

A – CCl4

B – C4H8O2

при р = 9,140.104 Па

0,0

0,5

7,3

15,9

28,0

35,2

42,9

51,3

0,0

0,8

10,0

20,2

32,4

38,9

45,9

52,8

347,1

347,0

346,3

345,8

345,2

344,9

344,7

344,6

57,2

58,8

61,3

69,3

79,2

89,4

100,0

57,7

58,7

61,0

67,5

76,5

87,1

100,0

344,6

344,6

344,6

344,8

345,1

345,6

346,4