книги / Расчеты по физической химии (адсорбция, кинетика, электрохимия)

Т = 7]а + Та,

где сра — равновесный потенциал анода;

— перенапряже­

ние на аноде, а на

катоде — потенциал

? 'в

11к +

?к,

где срк — равновесный потенциал

катода;

тдк — перенапря­

жение на

катоде.

Таким

образом, перенапряжения на

электродах

равны:

Ч = а ^ & 1 п ( ;

(IV.101)

I = ке^ь,

(IV. 102)

где а,

Ь и к — константы,

I — плотность тока,

а!см1.

Константа а уравнения

(IV. 101)— величина перенапря­

жения

при плотности тока, равной единице (1 = 1 а/смг),

Решение. Определяем

перенапряжение

Е1 — Ел=

1,70 — 1,23 = 0,47 в.

3. Указать, какой

процесс будет происходить при

электродов.

Напряжение разложения соли Е р = 2,2 в.

Напряжение

увеличивают постепенно.

рода

и кислорода

для сульфата натрия равен 2,2 в.

4.

В растворе,

содержащем Си$04 и Н23 0 4, проводят

водорода

на медном электроде и

перенапряжение кисло­

рода на

Р4:

== 0,50;

=

0,46.

активности приравнять к

концентрациям.

2. Вычислить напряжение разложения

А§28 0

4,

если

перенапряжением серебра

на катоде пренебречь,

а

пере­

напряжение кислорода на

аноде принять

равным

0,46 в.

катоде, если

при электролизе раствора На$ 0 4 с платино*

вым

анодом

напряжение разложения Ер= 2,69 а.

4.

Определить напряжение разложения № (МОэ)2 при

электролизе

расавора этой соли с платиновыми электро­

5. Определить э. д. с.

поляризации

при

электролизе

раствора СиС1а, если известно, что Т —298° К

и при

этой

температуре стандартные

электродные

потенциалы

меди

и хлора соответственно равны 0,337 и

1,360 в.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Курс физической химии,

т. I. Изд.

2-е. Под

ред. Я.

И.

Ге­

р а с и м о в а . М.,

«Химия»,

1969

2. Курс физической химии, т. II. Изд.

2-е. Под ред. Я.

И. Ге­

р а с и м о в а . М.,

«Химия»,

1973.

3. С т р о м б е р г

А. Г.,

С е н ч е н к о

Д .

П. Физическая хи­

мия. М., «Высшая школа», 1973.

4 . П а н ч е н к о

Г. М.,

Л е б е д е в

В.

П. Химическая

кинети­

ка и катализ. М., «Химия», 1974.

растворения природных

5

З д а н о в с к и й Л.

Б.

Кинетика

солей

в условиях

вынужденной конвекции.

М.,

Госхимиздат,

1956.

6.

Краткий

справочник физико-химических

величин.

И зд. 7-е.'

Под ред. Л. П,

М и щ е н к о ,

Л „ «Химия»,

1974.

Элемент

Символ

Поряд­

Атомная

Элемент

Символ

Поряд­

Атомная

ковый

масса

ковый

масса

номер

номер

Азот

N

7

14,0067

Неон

№

10

20,178

Алюминий

А1

13

26,98154

Никель

N1

28

58,71

Аргон

Аг

18

39,948

Олово

5п

50

113,69

Барий

Ва

56

137,34

Осмий

Оз

76

190,2

Бериллий

Ве

4

9,01218

Палладий

ра

46

106,4

Бор

В

5

10,81

Платина

Р1

78

195,09

Бром

Вг

35

79,904

Радий

Ра

88

226,0254

Ванадий

V

23

50,9414

Радон

Рп

86

[222]

Висмут

В1

83

208,9804

Рений

Ре

75

186,2

Водород

Н

1

1,0079

Родий

РЬ

45

102,9055

Вольфрам

\У

74

183,85

Ртуть

н§

80

200,59

Галлий

Оа

31

69,72

Рубидий

РЬ

37

85,4678

Гелий

Не

2

4,0026

Свинец

РЬ

82

207,2

Железо

Ре

26

55,847

Селен

Зе

34

78,96

Золото

Ац

79

196,9665

Сера

5

16

32,06

Индий

1п

49

114,82

Серебро

Ае

47

107,868

Иод

I

53

126,9045

Стронций

Зг

38

87,62

Иридий

1г

77

192,22

Сурьма

5Ь

51

121,75

Кадмий

са

48

112,40

Таллий

Т1

81

204,37

Калий

К

19

39,098

Тантал

Та

73

180,9479

Кальций

Са

20

40,08

Теллур

Те

52

127,60

Кислород

0

8

15,9994

Титан

Т1

22

47,90

Кобальт

Со

27

58,9332

Торий

ТН

90

232,0381

Кремний

$1

14

28,086

Углерод

С

6

12,011

Криптон

Кг

36

83,80

Уран

11

92

238,029

Ксенон

Хе

54

131,3

Фосфор

Р

15

30,97376

Лантан.

1-а

57

138,9055

Фтор

Р

9

18,9984

Литий

и

3

6,941

Хлор

С1

17

35,453

Магний

Мб

12

24,305

Хром

Сг

24

52,996

Марганец

Мп

25

54,938

Цезий

Сз

55

132,9054

Медь

Си

29

63,546

Церий

Се

58

140,12

Молибден

Мо

42

95,94

Цинк

2п

30

65,38

Мышьяк

Аз

33

74,9216

Цирконий

2г

40

91,22

Натрий

N3

11

22,98977

Коэффициенты

активности (т±)

Ионная

однозарядные

двухзарядные

трехзарядны е

четы рехза ряд­

сила }л

ионы

ионы

ноны

ные ионы

Ы О -4

0,99

0,95

0,90

0,83

2 -1 0 —4

0,98

0,94

0,87

0,77

5 -1 0 —4

0,97

0,90

0,80

0,67

МО-3

0,96

0,86

0,73

0,56

2 -1 0 —3

0,95

0,81

0,64

0,45

5 -1 0 —3

0,92

0,72

0,51

0,30

ЫО- 2

0,89

0,63

0,39

0,19

2 .1 0 ~ 2

0,87

0,57

0,28

0,12

5 -1 0 —2

0,81

0,44

0,15

0,04

0,1

0,78

0,33

0,08

0,01

0,2

0,70

0,24

0,04

0,003

0,3

0,66

—

—

—

0,5

0,62

—

—

—

Таблица III. Постоянные А

» В в уравнении —1§ т . _

к а____ —

для

водных растворов

1 +

^0в

1

А

В • 10—8

(

А

В • 10-8

А

В ■ 10—8

0

0,4883

0,3241

35

0,5175

0,3297

70

0,5537

0,3354

5

0,4921

0,3249

40

0,5221

0,3305

75

0,5596

0,3363

10

0,4960

0,3258

45

0,5279

0,3314

80

0,5638

0,3372

15

0,5000

0,3266

50

0,5319

0,3321

85

0,5722

0,3380

20

0,5040

0,3273

55

0,5371

0,3329

90

0,5788

0,3390

25

\ 0,5085

0,3281

60

0,5425

0,338

95

0,5857

0,3399

65

30

9,5130

0,3290

0,5480

0,3346

100

0,5929

0,3409

Число

р = 0 ,3 ,

р = 0.2,

р « 0,1,

р = 0.05,

р - 0 .0 2 ,

р —0,01.

степеней

а - 0.70

а = 0 ,8 0

а«=» 0,90

а~0.9Г.

а - 0 ,9 8

а - 0 .9 9

свободы

1

1,963

3,078

6,314

12,706

31,821

63,657

2

1,386

1,886

2,920

4,303

6,965

9,925

3

1,250

1,638

2,353

3,182

4,541

5,841

4

1,190

1,533

2,132

2,776

3,747

4,604

5

1,156

1,476

2,015

2,571

3,365

4,032

6

1,134

1,440

1,943

2,447

3,143

3,707

7

1,119

1,415

1,895

2,365

2,998

3,499

8

1,108

1,397

1,860

2,306

2,896

3.355

9

1,100

1,383

1,833

2,262

2,821

3,250

10

1,093

1,372

1.812

2,228

2,764

3.169

11

1,088

1,363

1,796

2,201

2,718

3,106

12

1,083

1,356

1,782

2,179

2,681

3,055

1,079

1,350

1,771

2,160

2,650

3,012

13

1,076

1,345

1,761

2,145

2,624

2,977

14

1,074

1,341

1,753

2,131

2,602

2,947

15

16

1,071

1,337

1,746

2,120

2,583

2,921

1,069

1,333

1,740

2,110

2,567

2,898

17

18

1,067

1,330

1,734

2,101

2,552

2,878

1,066

1,328

1,729

2,093

2,539

2,861

19

2 0

1,064

1,325

1,725

2,086

2,528

2,845

1,063

1,323

1,721

2,080

2,518

2,831

21

1,061

1,321

1,717

2,074

2,508

2,819

22

1,060

1,319

1,714

2,069

2,500

2,807

23

1,059

1,318

1,711

2,064

2,492

2,797

24

1,058

1,316

1,708

2,060

2,485

2,787

25

1,058

1,315

1,706

2,056

2,479

2,779

26

27

1,057

1,314

1,703

2,052

2,473

2,771

1,056

1,313

1,701

2,048

2,467

2,763

28

29

1.055

1,311

1,699

2.045

2,462

2,756

30

1,055

1,310

1,697

2,042

2,457

2,750

1,03643

1,28155

1,64485

1,95996

2,32634

2,57582

Глава

II. § 1.

1. а =

4,5 см31г\ К =

1,07 .10"2. 2. ()а = 0,344 кал/см3.

3.

$уд =

=

0,489

мУг.

4.

Г = 1,42 • 10~~9 г-атом/см2. 5.

$уд = 0,21

м-/г.

8.

ат =

0,354;

С =

40,3.

7.

~ = 1 , 9 2 . 10“ 2;

=

4,4.

8.

* =

=

0,0243 г.

9. х = 0,07512 а.

П . (}й = 2ккал/моль.

12.

=

4,71 икал.

13.

$т =

22Аа,

ё =

25А.

14.

560 мУг. 15. 0,0239.

2. Е =

59,5 эрг/см2.

3.

/С = 2,1.

4.

К =

0,085.

5.

л = 69,30.

6*

о =

39,2; 35)1; 32,8*

7*

с

=

59,86 дин!см•

8§

Ас

—593,8. 10* с =

=

=

17,25 дин/см.

Глава

III.. §

1

1.

А =

9,54

• 10

3 .

2.

А =

1,35 . 10“ 4.

3 .

к =

0,01869 .

4.

к =

=

0 ,5 4

• 1 0 ~ 4.

5 .

А =

0,00329 .

6 .

ж = 7 , 3 4

мин.

8 .

А =

7,57

. 10“ 2.

9.

А2 =

0,0015;

Аа =

0,0 0 5 0 ,

К =

0 ,3 .

10.

х =

7,36

лык.

11.

Ах =

=

2,20

• 1 0 - 3 ;

/Сг =

1 ,3 9 -

1 0 ~ 3 ; / С = 1,58.

12. Я

= 5 , 7

. Ю“ м ; т 1/2 =

=

12,1

• 10® сек.

13.

*

=

а) 5 ,0 8

. 10п ; б)

1,38

• 105 .

14.

а)

к =

=

3,27

10- 4 ; б)

т]/Г2 =

2,120

сек;

в)

V =

3 8,27

л л .

15.

х =

1,82 х

5.

4.

Третий

порядок; к = 85 мин!моль2.

5. Второй

порядок; К =

=

0,56.

8. Нулевой порядок;

А = 17,4 м и н ~ 2 .

7.

Первый порядок;

т,^ = 3,23 • 103сек.

8. Третий порядок.

9. Второй порядок. 10. Третий

порядок.

11.

1 Г

1

12.

й[Р)

АХА3 [А] [С]

^[N0,1

=

А [N0]» [Оа].

ъ 1 п,и= *-

йх

~ Аа+ А 3 (СГ

й х

§ 3

2.

3.

3,7 • 105.

5.

1.

Е = 38700

калЫоль.

А =

4,99 . 10“ 2.

к =

Я =

65 000 кал.

6. Е =

15 400 кал.

7.

Е =

18 500 кал.

8.

т,/2 =

=

2 ,195ч.

9. Е = 21,5ккал.

10.

а) А =

74сек—1;

т ^ 2 =

9,4» 10—3 сек;

б)

А =

1,7

Ю ~2сек—1; Т|у2 =

41 сек;

в) А = 3 ,8

• 10-”6 , Т]^2 =

50 ч.

11. Е =

26,17

ккал;

ДЯ* =

25,37/скал;

Д5* = 11,66 кал/{г-моль-град).

12.

А =

7 • 10

Зч 4. 13. а)

Е =

203; б) Е =

220 ккал/моль.

14. Д5* =

=

10® кал/(г-моль-град). 15.

ДЯ = 29,7

ккал/(г-моль-град);

б)

Д5* =

=

1,7кал/{г-моль •град).

2. р = 26,9

4. Э^

I; « = 0,048-

5. Ке =

105. 6. К ср =

0,0813.

Глава IV. § 1

2 . X =

10~

3 //(ом-см)- 3. а) к —

=

I. X = 23,9 смУ(г-экв-ом).

7,130 •

0,228;

б)

Хо =140.

4.

/э’=

0,705.

5.

/э =

0,70.

6.

%— 1,43 X

X 10~ 4 1/(ом-см);

X =

14,3 смУ(г-жв-ом).

7. Хм =

350 смУ(г-экв-ом).

9. Х= 64,2 см2! (г-же-ом). 10. х =

0,174 1/(ом-см) \ Х= 140 см*1(моль-оя)-

1 1. Х^, =

145,41 смУ(г-экв-ом).

12. X =

X*

^

13-

*• =

=

17,3 •

10 —4

1/(ом-см).

14.

X =

84,0

смУ(г-эке-ом).

16.

%= 5 х

X Ю-

3 1/(ом-см); X =

10 0 ,0 смУ(г-экв-ом) . 17. Хте =

62,3 смУ(г-экв-ом)-

18. Хм =

126,45 смУ(г-экв-ом).

19. Хм =

139,8 смУ(г-зкв-ом). 2 0. Хв =

=

126,5 смУ(г-экв-ом).

21. /Сд = 1 ,7 •

Ю'-6. 22. а =

0,0554; / =

0,997.

23.

5 =

2,05.10—5.

24.

х =

1,21 •

10~

7 1/(ом-см).

25.

[Н"*"] =

«=0,3483 г-ион/л. 26. а =

0,0305; [Я+] =

4,765 • 10- 4 ;

=

1,5 • Ю- 5

27.

/Сд =

1,5 101—8.

28.

С =

0,177.

29.

а (X) =

0,81.

30. К

=

1,60 X

X

10“ 3; одноосновная.

31.

о = 0,0214;

Ь=

2,533 . ДО-5Д

о*

х —

=

95 смУ(мг-экв-ом).

33. X =

383,5 смУ(г-экв-ом).

35.

а\

Л* — 0 23*

В* =

54,0; б) А* = 4 7 ,5 ;

В* =

490;

в)

А* = 11,08;

В* ^ }7^ 2Г

^

§ 2

о=

1. як =

0,473;

яа — 0,527.

2.

0,000559.

3.

„

=

61,05.

4.

а)

286;

б)

1,43.

5.

[С1“ ] =

2,2 .

1017*

Гм 2+1 ’

’ Л„

X

10».

6. пк =

0,441;

ла =

0,559.

8.

« = 0 , 7 9 ;

па \

^

,

=

4-0 5 х

=

0,235

и 0,225 г.

10.

« ^ 2 + =

0,430;

=

0,570.7 ь ’2 ! ' Д

12. X.. =

98. 13. пк — 0,28; па=

0,72.

14. пк=

0,49.

15

а

_

’

’

16.

п

=0,04227.

17.

пк= 0,3847.

Н ,о + ~ 0,80‘

*к

§ 3

1.

^ = 0 , 8 9 .

2 . / Са2+=* 0,83;

/

. =

0,96.

3.

0 _

1 7 .

ш_ 2

,

^

= 8,9 •

« Г * : *с1_

8,9 . шС1 з . ,

,

=

о,07

Г

°0 1 ‘

7.

7 =

0,65.

8.

2,1; 2,14. 9. 7± = 0 ,3 9 2 .

10. 7± =

0,б5б

1/

_

л ло*

0,2л о . ,о12. сСиС,2 = 3 с , ^ . .

1з.

ПР =

1 .5 9 Ы 0 - 3.

ц /

15.

7± =

0,898.

16.

Т± =

0,716.

17.

55,8.1 0 —8.

40,6 • 10~8.

18. 0,62 •10

9; 0,62 •10"7.

19. 10>5 . 10-8.

I,

1. В =

0,62 в.

2.

Е= о,711 г. 3.

<р =

-0,847 в

„

X Ю

4 н. 5.

[Н+ ] =

8,1

. ю -6 . в. ? =

0,515 в.

7.

В’ Д

вЛ в

4,3

Х

=

1

. 10

3 . 9. ПР -

1,5 • Ю-16

10

<р° в

_

0140 в

п

’24 л 8‘ а =

4 .0,058 1б [Н+].

12. <р = 0,733 в.

13.

®° =

- 2

383«

о

=

С0П5* +

14.

<р°=*0,6985 в.

16. рН =

2,78. 17.

^

=

0799

в

’ * ^

~

2 -664«•

II, 1. -(± =

0,063.2.

5

= 0,0081 в. 3. 5 =

0,036

в.

4.

х

=

2,69 х

X

Ю“ ,г\

5.

<? =

—0,0182 в.

6.

а)

5

=

0,0184в;

б)

Я =

0,0167 в.

7.

Е =

0,0117 в. 8. 5 =

0,0184 в.

9.

5 =

0,0355 а.

10.

5 =0,0287 в.

!!.<? =

0,0367 в;

ч>= 0,0011 в.

12.

<р =

0,0121

о.

13.

а)

Е =

0,058 в;

б)

«р =

0,045 в.

14.

<р =

0,0277 в.

15.

7± =

0,321. 16.

427.

17.

ПР=

=

7,7 . 10—,3.

18. т ± =

0,7; [А§+] =

0,0465.

19.

? Си2+ |Си+ = °-154 в-

20. Давление понизить на 0,9 атм. 21.

<р° =

0,6985

в.

22.

яСи2+

*"

=

2,3 • 10- 1 2 г-ион/л,

III, 1. А =

212300 дж; 50740 кал1моль. 2.

=

—Ю50 кал!моль',

ДЯ°98 =

1275 кал!моль\ Д5°98 =

7,796.

3. Е =

2,09 в.

4.

<?° =

—0,27

в.

5.

ПР =

2 . 10“ 53.

6.

5 =

0,536

г,

5 ° =

6,68.

7.

ДОЦ98 =

=

—74 732

кал/м оль.

8.

ДД^дэ =

— 10142 кал/м оль.

9.

Д^гов ==

=

—31 281 кал/м оль. 10. А = 52 540 кал

на две молекулы

соединений.

11. 5 ° =

0,222 в.

12. Д0^98=

32 970 кал/моль;

—34050 кал!.ноль.

13.

А = 4 6 0 0

кал/м оль.

14.

ДСддв=

— Ю49

кал/моль-,

ДЯ^д =

=

1274 кал/моль-,

Д5°дз =

7,79. 15. ДЯ°98 =

— 15260 кал/моль-, Д5^98 =

= —22,13.

16. ДО = —46 970 кал/мол; ДН° =

—47 300 к а л/м о ль-, Д5° =

=

— 1,84

э. е. 17. ПР =

3,2 . Ю-2 0 . 18.

К =

1

Ю21.

19.

К =

1,2 X

X Ю25.

20. 5 = 0,049 в.

21.

1е К =

46,5.

22. 5

=

0,925 в; у

РЬ (т.) +

+

А§+

(а =

1) =

у

РЬ2+

(а = 1) +

Аб (т -)> д с ° =

21 330 кал/м оль; се­

ребряный

электрод.

23.

а)

<р° =

—2,123

в;

б)

2п2"*" +

2С1

=

СЬ 4*

4- 2п;

в)

ДО =

97 900 кал/м оль. 24.

Р11 (о =

1) Ее24* || (а =

1) Се

,

(а =

1) С14 + 1Р1;

Д<р =

0,839 в;

ДО0 =

— 19 350 кал/м оль. 25.

К = 3,0;

[А§4"] =

0,0443 моль/'л.

§ 3

0,796; 0,780. 2. 7± =

0,176. 3.

(А — 1) 1п 7Х=

1. *г± : 0,966; 0,905;

=

к 1п (1 — х) — 1п (1 — кх);

х* =

1,0088;

а1 =

0,948;

ь

=

0,765; а2 =

=

0,0459 . 4.

1§ Тх =

[х2 +

1п (1 4-

Тг = 0,9706; ах =

0,932;

1, =

4,176;

О) =

0,167. 5.

7^

: 0,902;

0,120.

6.

0,491.

7.

7±

=

0,0254.

8.

а =

0,793;

0,686; 0,39;

7 = 1.15;

1,47; 2,87.

9.

При ЫРЬ =

0,3; 0,5;

0,9

7 =

0,64;

0,80;

0,99;

а =

0,19;

0,40; 0,89.

10.

ас а : а =

0,86;

а =

=

0,76;

а =

0,41.

11. а ± =

0,00724.

12.

а =

0,635.

13.

7±

=

0,54.

14.

т ± =

0,136.

15.

7± =0,96 .

16.

7 ± =

0,302.

17. 7± = 0,27.

§ 6

161 мин. 3. / =

0,448 а.

4. х

=

3,75 г. 5.15,8 ч.

6. т =

4,776 н.

I, 1.

7.

УН1 = 0,0912 л;

У0< = 0,0456 л.

8.62,8%.

9 . 4 =

1,88

10" 3 см.

II,

1. 5 р =

1,87 в.

2. 5 р =

0,89 «. 3. -г] =

1,0 в.

4.

5 р=

1,94 в; можно.

5.

5

=

1,023 в.

в. <рр =

2,032 в.

7.

Е р = 1,929 в.

8. 5 р =

1,011

в.