Домашнее задание 1 1. Используя величину свободной энергии гидратации (-157 кДж/моль), определите радиус гидратированного электрона по Борну. Сравните эту величину с радиусом, определенным из диффузионной кинетики (0.25 нм). Каковы возможные причины различия? Сравните радиус e-(aq) с радиусами галогенид-анионов. 2. Во сколько раз отличаются удельные электропроводности водных растворов, содержащих 10-3 М и 10-7 М масляной (бутановой) кислоты, при температуре 25 оС? 3. При добавлении к 0.0005 М раствору хлорной кислоты 0.1 М NaX pH раствора увеличился на 0.118. Температура раствора 40 оС. Предположите природу аниона Х, используя таблицы ионных радиусов. 4. Потенциал кадмиевого электрода в растворе 0,01М хлорида кадмия, измеренный при 25 оС относительно какого-то электрода сравнения равен -0,668 В. Что это за электрод сравнения и насколько изменится потенциал кадмиевого электрода после добавления в раствор 0.1 М цианида натрия. 5. Есть 1 литр раствора 1.1-электролита «А». После увеличения концентрации «А» на 20 мМ концентрация катионов в растворе удвоилась. Затем концентрацию «А» увеличили еще на 75 мМ, и концентрация катионов снова удвоилась. Найдите концентрацию исходного раствора, константу диссоциации электролита и степень диссоциации «А» для всех трех растворов. Используя любые справочные данные, предложите реальный электролит, который фигурирует здесь под псевдонимом «А». 6. Энергия сольватации (а значит и константа диссоциации, и растворимость) ионных соединений сильно зависит от величины статической диэлектрической проницаемости растворителя ε. Используя модель Борна, оцените, для каких величин ε присутствие Na+ в насыщенном растворе NaCl не будет определяться аналитически методом с чувствительностью 10-5 М? Т=298 К, константа Маделунга А = 1,75, коэффициент упругости 7.5. Радиусы ионов принять равными 0.095 и 0.180 нм. 7. Найдите эквивалентные электропроводности раствора 0,01 M LiCl в воде и метаноле при температуре 298 К. Предельное значение эквивалентной электропроводности в воде – 1,15⋅10-2, в метаноле – 9,1⋅10-3 См⋅м2/г-экв. 8. Зная величину стандартного потенциала гидратированного электрона относительно НВЭ (E0 = -2.87 В) составьте термодинамический цикл, который позволил бы оценить величину стандартной свободной энергии гидратации атома водорода (Н). Используйте следующие дополнительные данные: 1) Для процесса H(aq) + OH-(aq) ↔ e-(aq) + H2O константы скорости прямой и обратной реакции составляют 1.8x107 и 16 М-1 с-1, соответственно. 2) Для реакции ½ H2(gas) Æ H(gas) величина ∆G0 = +203.5 кДж/ моль. 9. Стандартные потенциалы редокс-систем Pb2+/Pb и PbSO4/Pb, SO42- составляют при температуре 298 К -0.126 и -0.355 В соответственно. Найти произведение растворимости PbSO4. 10. Рассчитайте квазиравновесную разность потенциалов между растворами А (0.1M HCl) и В (1 мМ HCl), разделенными: (i) макропористой мембраной, (ii) солевым мостиком с насыщенным раствором KCl. Предполагайте, что числа переноса не зависят от концентрации. 11. Коэффициент диффузии иона [(C4H9)4N]+ при бесконечном разбавлении в диметилсульфоксиде при температуре 25°С равен 2.8·10-10 м2/c. Вычислить предельную эквивалентную электропроводность, электрическую подвижность и стоксовский радиус этого иона при бесконечном разбавлении в ацетонитриле. 12. Удельная электропроводность раствора муравьиной кислоты при концентрации 0.015 моль/л и температуре 298 К равна 6.1*10-2 См/м. Рассчитайте степень диссоциации, pH раствора и константу диссоциации кислоты, если предельные подвижности ионов водорода и формиата равны 349.8*10-4 и 54.6*10-4 См*м2/моль соответственно.