По исходным данным табл. выразить (рассчитав) следующие виды концентраций (каждый из студентов по своему веществу и по своим конкретным показателям m (H₂O); m (вещества); d (раствора)):

a) процентную концентрацию (С_%);

b) молярную концентрацию (С_M);

c) моляльную концентрацию (С_m);

d) титр (Т).

Таблица

По условию задачи 19г сульфата никеля (Ni₂ (SO₄) ₃) растворено в 351г воды. Найдем массу раствора:

m (раствор) = m (H₂O) + m (Ni₂ (SO₄) ₃) = 351 + 19 = 370г.

Далее составляем пропорцию:

В 370 г раствора содержится 19 г Ni₂ (SO₄) _3,В 100 г раствора содержится х г Ni₂ (SO₄) ₃.

=

х = = 5,14г (содержится в 100 г раствора).

Таким образом, процентная концентрация данного раствора сульфата никеля C_% (Ni₂ (SO₄) ₃) = 5,14%.

Для расчета молярной концентрации требуется найти, сколько моль содержится в 1л раствора (1000 мл).

Используя плотность раствора, рассчитаем, сколько весят 1000 мл:

m (раствор) = d (раствор) · V (раствор) = 1,14 • 1000 = 1140 г.

Рассчитаем массу сульфата никеля (III) в 1140г раствора. Составляем пропорцию:

В 370 г раствора содержится 19 г сульфата никеля (III),

В 1140 г раствора содержится х г сульфата никеля (III).

370/1140=19/х

x = 1140х19/370 = 58,54г

Таким образом, в 1000 мл раствора содержится 58,54г сульфата никеля (III). Используя молярную массу сульфата никеля (III), которую можно определить по таблице элементов, найдем количество вещества, содержащееся в 1000мл г раствора:

М (Ni₂ (SO₄) ₃) = (2 • 59 + 3·32 + 12·16) г/моль = 406 г/моль,

n (Ni₂ (SO₄) ₃) = m (Ni₂ (SO₄) ₃) / M (Ni₂ (SO₄) ₃) = 58,54/406 = = 0,144 моль

Таким образом, молярная концентрация данного раствора сульфата никеля (III) С_{M (}Ni₂ (SO₄) ₃) = моль/л. Найдем моляльную концентрацию данного раствора. Моляльность раствора показывает количество (число моль) растворенного вещества в 1 кг растворителя. Для вычисления моляльности раствора надо знать число килограмм растворителя в растворе.

m (H₂O) = m (раствор) - m (соль)

m (растворитель) = 1,14 - 0,05854 = 1,08 кг.

Рассчитаем моляльную концентрацию

С_m (Ni₂ (SO₄) ₃) = = 0,144 =0,133моль/кг воды

Титр вещества (T) - показывает, сколько грамм вещества содержится в 1 мл раствора. Составим пропорцию:

В 1000мл раствора содержится 58,54г сульфата никеля (III),

В 1 мл раствора содержится х г сульфата никеля (III).

1000/1=58,54/х

x = 58,54/1000 = 0,0585 г/мл

Следовательно, Т = 0,0585 г/мл

Задание 4

На основании значений стандартных энтальпий образования и абсолютных стандартных энтропий веществ вычислить величину ДG_{х. р.} и сделать вывод о самопроизвольности протекания заданной реакции в стандартных условиях. Если в задании даны значения ДGє_обр., то ДG_{х. р.} рассчитывается непосредственно, не используя формулу Гиббса. Во всех заданиях значения ДНє_обр. и ДGє_обр. заданы в кДж/моль, а значения Sє_{абс. -} в Дж/моль·К. Реакции необходимо предварительно уравнять.

2СН₃ОН (ж.) +3O₂ (г.) > 4Н₂О (г.) + 2СО₂ (г.)

ДНє_обр.: - 201,17 - 241,83 - 393,51

Sє_абс.: 126,8 205,03 188,72 213,65

Используем следствие из закона Гесса:

ДH_{х. р.} = ДHє_{обр. (}Н₂О (ж.)) ·4 моль + ДHє_{обр. (}СО₂ (г.)) ·2 моль - - ДHє_{обр. (}СН₃ОН (ж.)) •2 моль.

ДH_{х. р.} = - 241,83• 4 + (-393,51) • 2 - (-201,17) • 2 =

= - 967,32 - 787,02 + 402,34 = - 1352 кДж.

Изменение энтропии при проведении химической реакции ДS_{х. р.} равно сумме Sє_абс. продуктов реакции (с учетом коэффициентов реакции) за вычетом суммы энтропий реагентов (с учетом коэффициентов реакции).

ДS_{х. р.} = Sє_{абс. (. (}Н₂О (ж.)) ·4 моль + Sє_{абс. (}СО₂ (г.)) ·2 моль -

Sє_{абс. (}СН₃ОН (ж.)) •2 моль. - Sє_{абс. (}O₂ (г.)) ·3 моль

ДS_{х. р.} = 188,72 · 4 + 213,65·2 - 126,8•2 - 205,03 • 3 =

= 754,88 + 427,3 - 253,6 - 615,09 = 313,49 Дж/К. = 0,313 кДж/К

Для определения принципиальной возможности протекания реакции при заданной температуре используем формулу Гиббса, связывающую свободную энергию Гиббса при данной температуре T с энтропией и энтальпией реакции:

ДG_{х. р.} = ДHє_{х. р. -} T · ДSє_{х. р.}

Находим ДG_{х. р} при Т = 298К

ДG_{х. р. = -} 1352 - 298 · 0,313 = - 1352 - 93,27 = - 1445,27 кДж.

ДG_{х. р.} < 0, следовательно, заданная реакция самопроизвольно протекает в стандартных условиях.

Задание 5

В задании в качестве катода дана ртуть. Анодом является более активный металл. По отношению к ртути более активным металлом будет, например, железо (оно имеет меньший стандартный электродный потенциал).

Схема (Г. Э.): (анод) Fe|Fe²⁺ || Hg²⁺|Hg (катод).

Уравнения катодного и анодного процессов будут выглядеть следующим образом:

Fe - 2з > Fe ²⁺ (анод - окисление Fe)

Hg ²⁺ + 2з > Hg (катод - восстановление Hg ²⁺)

Для расчета ЭДС (ДЕ) следует иметь в виду, что ЭДС не может быть отрицательной величиной, поэтому:

ДЕ = Е (кат.) - Е (ан.).

Электродные потенциалы катода и анода рассчитываем по уравнению Нернста:

ДЕ = Е (кат.) - Е (ан.) = +0,7615В - (-0,4695В) = 1,231В.

Уравнение ОВР, характеризующей работу данного Г.Э., получаем, сложив два электронных уравнения:

Fe + Hg ²⁺ > Fe ²⁺ + Hg

Суммарное уравнение в молекулярном виде может быть таким:

Fe + HgCl₂= Hg + FeCl₂

Задание 9

Составить схему микрогальванического элемента, пометив какой металл является катодом, а какой анодом.

1. В соответствии со средой, указанной в таблице, составить электронные уравнения катодного и анодного процессов.

2. Составить уравнения образования конечных продуктов коррозии.

Так как магний имеет меньшее значение стандартного электродного потенциала (-2,36 В) по сравнению с хромом ( - 0,74В), то магний является анодом, а хром - катодом.

Схема микрогальванического элемента выглядят следующим образом:

(анод) Mg| H⁺ |Cr (катод)

На аноде проходит следующий процесс:

Mg - 2з > Mg²⁺ (анод - окисление магния).

На катоде, при pH < 7:

2Н⁺ + 2з > Н₂ (катод - восстановление Н⁺).

Продукты коррозии формируются из соединений, образующихся на катоде и аноде.

В случае кислой среды, продуктом будет соль иона Mg²⁺ и кислотного остатка серной кислоты, которая определяет pH среды.

Mg²⁺ + SO₄ ^{2 -} > MgSO₄

Задание 10

Приведите примеры двух простейших аминокислот. Составьте формулы двух тетрапептидов из этих аминокислот (один - из однородных мономеров; второй - из различных). Назовите полимер из однородных мономеров.

Размещено на Allbest.ru