KR_fizkhim_abramovsky

(+) Pt Сo³⁺ ,Co²⁺ || Cr³⁺, Cr⁺²| Pt (-)

На электродах протекают реакции:

(А) Cr⁺²-ē → Cr³⁺ |^x1

(К) Сo³⁺+ 1 ē → Co²⁺ |^x1

Суммарная реакция, протекающая при работе электрохимического элемента, имеет вид:

Cr⁺²+ Сo³⁺→ Cr³⁺+ Co²⁺

Значения потенциалов для каждого электрода равны:

Значение э.д.с. элемента равно:

Иначе:

Подставив числовые значения, получим:

В

По уравнению определим константу равновесия реакции, протекающей в гальваническом элементе при это учтем что общее число число электронов учавтвующих в реакции равно 1.

Так как константа равновесия очень велика , равновесие практически полностью смещено в сторону продуктов реакции, и изменить ее направление за счет изменение концентрации реагентов невозможно.

4 ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ ТВЕРДЫЕ СИСТЕМЫ

Вариант №9

Система		Состав A, мол%		T начала кристаллизации, К			Состав A, мол%		T начала кристаллизации, К
A – RbCl B – SrCl2		0		1147			55		969
		10		1089			65		896
		20		1004			70		827
		30		906			75		853
		40		964			80		879
		45		975			90		960
		50		978			100		999
T1, К	а		б		в	г		д		T2, К
1073	35		85		5	35		85		923

1. Строим диаграмму плавкости: на оси абсцисс откладываем состав молярной доли RbCl, а на оси ординат – температуру, затем соединяем точки плавной кривой.

3

9

1

5

2

4

3

n

6

8

7

2. Точками на диаграмме обозначено:

1 – жидкий плав, содержащий 35 % RbCl при температуре T₁=1073 К

2 – плав, содержащий 35 % RbCl при температуре, находящийся в равновесии с кристаллами химического соединения

3 – система, состоящая из твердого RbCl в равновесии с расплавом, содержащим 85 % RbCl

4 – равновесие фаз одинакового состава

5 – равновесие трех фаз

3. Количественному составу в точке E₁ соответствует 30 % RbCl и 70 % SrCl₂; качественный состав в точке E₁ состоит из смеси кристаллов SrCl₂ и химического соединения 3SrCl₂·2RbCl. Количественному составу в точке E₂ соответствует 70 % RbCl и 30 % SrCl₂; качественный состав в точке E₂ состоит из химического соединения 3SrCl₂·2RbCl и смеси кристаллов RbCl.

4. Первая кривая: 100 % RbCl

Вторая кривая: 25 % RbCl и 75 % SrCl₂

Третья кривая: эвтектическая смесь – 30 % RbCl и 80 % SrCl₂

Четвертая кривая: 35 % RbCl и 65 % SrCl₂

Пятая кривая: 50 % RbCl и 50 % SrCl₂

Шестая кривая: 65 % RbCl и 35 % SrCl₂

Седьмая кривая: эвтектическая смесь – 70 % RbCl и 30 % SrCl₂

Восьмая кривая: 75 % RbCl и 25 % SrCl₂

Девятая кривая: 100 % SrCl₂.

5. 5 % молярной доли RbCl и 95 % молярной доли SrCl₂ при температуре T₁=1073 К начинают выпадать первые кристаллы SrCl₂ система находится в гетерогенном состоянии – расплав 3SrCl₂·2RbCl + SrCl₂ и кристаллы SrCl₂. При температуре T₂=923 К система находится в гетерогенном состоянии – расплав и кристаллы SrCl₂.

35 % молярной доли RbCl и 65 % молярной доли SrCl₂ при температуре T₁=1073 К система находится в гомогенном состоянии – расплав SrCl₂ и 3SrCl₂·2RbCl. При охлаждении до T₂=923 К система переходит в гетерогенное состояние – расплав и кристаллы химического соединения 3SrCl₂·2RbCl.

85 % молярной доли RbCl и 15 % молярной доли SrCl₂ при температуре T₁=1073 К начинают выпадать первые кристаллы RbCl система находится в гетерогенном состоянии – расплав 3SrCl₂·2RbCl + RbCl и кристаллы RbCl. При температуре T₂=923 К система находится в гетерогенном состоянии – расплав и кристаллы RbCl.

6. Сплав, содержащий 5 % молярной доли RbCl начинает отвердевать при температуре T=1073 К. Состав первых выпавших кристаллов 100 % SrCl₂. При температуре T=906 К расплав отвердеет полностью.

7. Система, содержащая 35 % молярной доли RbCl и 65 % молярной доли RbCl₂ начнет плавиться при температуре T=906 К. Состав первых капель плава равен 30 % молярной доли RbCl и 70 % молярной доли SrCl₂. При температуре T=923 К система расплавится полностью.

8. Для неорганических соединений теплота плавления будет вычисляться по формуле:

,

где 25,1 – экспериментально установленный коэффициент для неорганических соединений.

Т_пл(RbCl)=1073К

Т_пл(SrCl₂)=923К

LiBr:

SrBr₂:

9. Система, содержащая 35% RbCl при T₂=923 К состоит из двух фаз: первая – жидкий расплав, состоящий из химического соединения 3SrCl₂·2RbCl, общий состав определяется точкой n; вторая фаза – кристаллы химического соединения 3SrCl₂·2RbCl, состав определяется точкой m. Переведем составы, отвечающие точкам n, m в весовые проценты (массовая доля, %), так как состав дан в молярных долях, %, по формуле:

Состав в точке n: %

Состав в точке m: %

Если за x обозначить массу твердой фазы, то (2- x) – масса жидкой фазы. Тогда

кг

Выкристаллизуется 1,35 кг твердой фазы, то есть кристаллов химического соединения 3SrCl₂·2RbCl.