Примеры решения задач. Пример 1. Водный раствор, содержащий массовую долю CaCl2, равную 5 %, имеет при температуре 298 К плотность ρ = 1.039 г/см3 и удельную электрическую

Пример 1. Водный раствор, содержащий массовую долю CaCl₂, равную 5 %, имеет при температуре 298 К плотность ρ = 1.039 г/см³ и удельную электрическую проводимость 6.43·10^-2 См/см. Определите молярную электрическую проводимость.

Решение. Пересчитаем массовую долю CaCl₂ на молярную концентрацию:

.

Молярную электрическую проводимость определим по формуле:

Пример 2. В ячейку для измерения электрической проводимости, заполненную 0.06 М раствором СН₃СООН, помещены параллельные электроды площадью 3 см² на расстоянии 2 см друг от друга. При напряжении 10 В через раствор при температуре 298 К идет ток 4.306·10^-3 А. Пренебрегая особенностями конструкции ячейки, определите степень диссоциации, константу дис­социации и рН раствора, если при указанной температуре подвижность ионов Н⁺ и СНзСОО^– соответственно равна λ^∞_H+ = 349.8;

равна λ^∞_CH3COO–= 40.90 См·см ²/моль.

Решение. Степень диссоциации уксусной кислоты α = λ / λ_∞.Используя параметры ячейки, найдем удельное сопротивление раствора по формуле:

а затем и удельную электрическую проводимость:

æ = ; æ = = 2.87·10^–4 См/см.

Молярную электрическую проводимость определим по формуле:

См·см²/моль.

Тогда степень диссоциации

= 0.0123.

Константа диссоциации равна

= 9.19·10^–6 моль/дм³.

Концентрация ионов водорода зависит от степени диссоциации:

C_H+ = ас; с = 0,0123·0,06 = 7,38·10^–4 моль/дм³.

И наконец, рН раствора:

рН = –lg С_H+ = –lg (7,38·10^–4)= 3,13.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое «степень диссоциации электролита»? Какие из указанных параметров влияют на степень диссоциации электролита: температура, концентрация, вязкость раствора, радиус иона, константа диссоциации электролита?

2. Что такое «константа диссоциации электролита»? Какие из указанных параметров влияют на значение константы диссоциации электролита: степень диссоциации электролита, температура, концентрация электролита.

3. Объясните смысл терминов удельная и молярная электрические проводимости. В каких единицах они измеряются?

4. Какие переменные и как определяются экспериментально в методе кондуктометрии? Какие физико-химические константы можно рассчитать по данным электропроводимости?

5. Для каких электролитов справедливо уравнение:

.

6. Чем определяется электропроводность растворов электролитов?

7. Как и почему изменяется электропроводность растворов слабых электролитов при изменении концентрации?

8. Как влияет изменение концентрации на электропроводность растворов сильных электролитов?