Домашнее задание 1 1. Используя величину свободной энергии

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. Найдите значение рН, при котором в насыщенном водородом растворе с содержанием
ионов соответствующего металла 10-6 М будут самопроизвольно растворяться Fe, Сu,
Pb, Al, Ag, Cr, Co. Предполагайте при этом, что оксидные пленки на поверхности
металлов не образуются.
3. Найдите эквивалентные электропроводности раствора 0,01 M LiCl в воде и метаноле
при температуре 298 К. Диэлектрические постоянные этих растворителей составляют
78,3 и 32,6, вязкости – 0,89 и 0,55 мПа⋅с соответственно. Предельное значение
эквивалентной электропроводности в воде – 1,15⋅10-2, в метаноле – 9,1⋅10-3 См⋅м2/г-экв.
4. Рассчитайте изменение рН раствора 0.005 М НCOOH + 0.01 М НCOONa + 0.03 M NaCl
при пропускании через него газообразного НCl до достижения концентрации HCl,
равной 9⋅10-3 М. На сколько мВ в результате добавления HCl изменится потенциал
водородного электрода в исследуемом растворе? Принять при 25°C pK(НCOOH)
равным 3.75, диэлектрическую постоянную равной 78.4.
5. Вычислить активность лития в амальгаме, если потенциал электрода LiCl(1M)/(Li, Hg)
при 298 К по хлорсеребряному электроду в том же растворе равен -2.20 В. Стандартный
потенциал амальгамы лития по с.в.э. равен -2.044В. Средний коэффициент активности
раствора LiCl принять равным 0.774.
6. 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.
7. 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.
8. Используя величину термодинамической константы диссоциации уксусной кислоты
(1.754·10-5), рассчитать её степень диссоциации в 0.001 М водном растворе на фоне 0.05 М
NaCl. Принять расстояние максимального сближения ионов кислоты равным 0.304 нм.
9. 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.
10. 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. Вязкости ацетонитрила и
диметилсульфоксида – 3.43·10-3 и 19.91·10-3 Пз соответственно.
11. Удельная электропроводность раствора муравьиной кислоты при концентрации 0.015
моль/л и температуре 298 К равна 84 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 См*м2/моль соответственно.