1 В водных растворах сильных электролитов при увеличении концентрации наблюдаются явления

1. В водных растворах сильных электролитов при увеличении концентрации наблюдаются явления, которые можно было бы объяснить снижением степени диссоциации. Однако на самом деле в таких растворах нет недиссоциированных молекул, а эти явления обусловлены возникновением в растворе некоторого подобия пространственной структуры – т.н. ионной атмосферы. Например, катион в растворе окружен ионами противоположного знака – анионами – которые удерживаются вблизи него силами электростатического притяжения. Кроме того, все ионы сольватированы, т.е. окружены диполями воды ( к катиону диполь притягивается “отрицательным” концом). Ионные атмосферы различных ионов довольно велики и могут пересекаться. Все эти факторы затрудняют перемещение ионов в растворе и приводят к понижению электропроводности растворов сильных электролитов при увеличении концентрации выше определенного значения.
При перемещении ионов в растворе под действием разности потенциалов ионные атмосферы этих ионов деформируются и теряют сферическую симметрию. Например, катион в растворе окружен ионной атмосферой, в которой преобладает заряд, противоположный по знаку центральному иону, т.е. ионная атмосфера заряжена отрицательно. При движении катиона к электроду возникает несколько отстающее образование новой ионной атмосферы с той стороны, в которую движется ион, и постоянное отстающее рассеивание ионной атмосферы с противоположной стороны, как бы “сзади” катиона. В покинутой части ионной атмосферы будет преобладать отрицательный заряд, тормозящий движение катиона к электроду. Такое тормозящее действие деформированной несимметричной ионной атмосферы называется эффектом релаксации, или релаксационным эффектом торможения. 

2. Для определения коэффициента активности в первом приближении теории Дебая-Хюккеля необходимо сначала определить ионную силу данного раствора. Диссоциация растворенных веществ протекает по следующему уравнению:
K3Fe(CN)6 = 3K+ + Fe(CN)63-
H2SO4 = 2H+ + SO42-
Определим количество моль каждого иона в растворе. Оно равно произведению концентрации исходного электролита n на соответствующий стехиометрический коэффициент ν:
nK3Fe(CN)6=0,001 моль/кг
n=0,005моль/кг
ni=νin
nK+=0,003
nFeCN63-=0,001
nH+=0,01
nSO42-=0,005
Определим ионную силу раствора:
I = 0,5*Σnizi2, где n – концентрация иона, z – его заряд
I=0,5*(0,003∙1+0,001∙32+0,01∙1+0,005∙22)
I=0,021
Коэффициент активности найдем из уравнения:
lgγ±=-0,509|zA∙zK|I, где zA и zK – заряды аниона и каииона
lgγ± = -0,509|1∙3|0,021=-0,217
γ±(K3FeCN6) = 0,606

3. Эквивалентная электропроводность электролита равна сумме эквивалентных электропроводностей соответствующих ионов:
λLiCl=λLi+ + λCl-
Запишем выражения для электропроводностей всех заданных веществ:
1) λLiNO3=λLi++λNO3- = 92,9
2 ) λNaNO3=λNa++λNO3- = 102,9
3) λNaCl=λNa++λCl-= 106,5
Вычтем их первого уравнения третье и прибавим второе (имеем право, потому что все величины аддитивные):
1) -2) +3) = λLi+ + λCl-=λLiCl
λLiCl=92,9-102,9+106,5=99,5, что практически отвечает справочным данным (погрешность 5%)

На странице представлен фрагмент работы. Его можно использовать, как базу для подготовки.

Заказать полное решение

Часть выполненной работы