Перейти к содержанию
Форум химиков на XuMuK.ru

bacan

Участник
  • Постов

    365
  • Зарегистрирован

  • Посещение

Сообщения, опубликованные bacan

  1. Процессы, происходящие на электродах:
    Анод (+): Fе0 – 2ē   = Fe2+ 
    Катод (-): 2Н+ + 2ē   = Н2
    Ионно-молекулярное уравнение:
    Fe0 + 2H+ = Fe2+  + H2↑.
    Будет происходить интенсивное разрушение железа при контакте с никелем. В данной паре потенциал железа имеет более отрицательное значение.
    При этом образуется коррозионный гальванический элемент, схема которого будет иметь вид:
    А(–)Fe|Fe2+||2H+|H2(Ni)(+)К
    Выводы:
    1) разрушение (коррозия) железа в контакте с никелем будет протекать более интенсивно, чем обычной железной детали.

     

    Коррозия железа

     

  2. Формула для осмотического давления:

    р = iCRT, где
    i - изотонический коэффициент 
    р — давление, кПа;
    С — молярная концентрация раствора, моль/л;
    R—газовая постоянная, равная 8,3 Дж/(моль·К);
    Т—абсолютная температура, К.

    изотонический коэффициент:

    i = 1 + α(К-1);

    α = √KD/Cм, где

    i - изотонический коэффициент, α - степень диссоциации электролита, k - число ионов, на которые распадается электролит.

     

    Осмотическое давление

  3. m = 9,2 г = ;
    t = 30 °C = 303 К;
    р = 752 мм. рт. ст. = 0,9895 атм;
    Dвозд. = 1,59.
    Решение:
     D = М1|M2, где
    D - плотность газа по воздуху; M1 - мольная масса газа; M2 - мольная масса воздуха (29 г/моль). 
    M1 = D . M2 = 1,59 . 29 = 46,1 г/моль. 
    Рассчитаем количество взятого газа:
    n(газа) = 9,2/46,11 ≈ 0,2 моль.     
    Для расчета используем уравнение Менделеева-Клапейрона:
    pV = nRT, где
    p — давление, атм;
    V — объём газа, л:
    n — количество вещества в молях;
    R — универсальная газовая постоянная, R ≈ 0,0821 (л · атм)/(моль·K);
    T — термодинамическая температура, К.
    Тогда
    pV = nRT;
    V = nRT/р = (Далее сами).

     

    Газовые законы

  4. Электролиз CrCl3

     

    Электродные процессы на электродах:

    3|Катод(-): Cr3+ + 3ē =  Cr0;
                         2H2O + 2ē = H2↑ + 2OH;
    5|  Анод(+): Cr0 – 3ē = Cr3+

    3Cr3+ + 6H2O + 5Cr0 =  3Cr0 + 5Cr3+ + 3H2↑ + 6OH  (ионно-молекулярная форма);

    2Cr0 + 6H2O =  3H2↑ + 2Cr(OH)3. (молекулярная форма).

    Таким образом при электролизе CrCl3 с хромовым анодом происходит растворение самого анода, разложение воды с выделением водорода у катода и образование нерастворимого Cr(OH)3.

    Согласно первому закону Фарадея:

    m(B) = [mЭ(B) . I . t]/F, где
    m(B) - масса, выделившегося металла, г; 
    mЭ(B) - зквивалентная масса металла, г/моль; 
    F – постоянная Фарадея (96500 Кл/моль); 
    I - сила тога, А;
    t - время электролиза, с.
    Тогда
    t = [m(B) . F]/[mЭ(B) . I] = (2,0 . 96500)/(17,3 . 3,0) ≈ 3711,5 с ≈ 61,86 мин.

     

    Электролиз

  5. 1. Рассчитаем стандартный тепловой эффект реакции, при постоянном давлении, используя положение закона Гесса
    ∆H(х.р) = ∆H(обр.конечн.) – ∆H(обр.нач.).
    Тогда
    ∆Н(х.р.) = ∆Н°fCH2O(г) - ∆Нf°СН3OH(г)  = -115,9 - (-201) =  85,1 кДж.
    3. Рассчитаем теплоту реакции получения формальдегида
    n(CH2O) = m(CH2O)/M(CH2O) = 1500/30 = 50 моль.
    Q(реакции) = n(CH2O) * -∆Н = 50 * -85,1 = 4255 кДж.
    4. Рассчитаем стандартный тепловой эффект реакции при постоянном давлении, используя уравнение
    Изменение внутренней энергии и изменение энтальпии связаны формулами:
    ∆H = ∆U + ∆nR
    ИЛИ
    ∆H - ∆U = ∆nRT, где ∆n – изменение числа молей газообразных продуктов в ходе реакции.
    Таким образом, соотношение ∆H и ∆U определяется знаком ∆n.
    Для реакции:
    СН3OH(г) = CH2O(г) + H2(г)
    ∆n = (1 + 1) – (1) = 1;
    ∆n > 0, следовательно ∆H > ∆U.
    Определим разницу ∆H – ∆U при T=298 К:
    ∆H – ∆U = ∆nRT = (1)8,314·298 = 2477,57 Дж = 2,48 кДж.
    Тогда
    ∆U = ∆H – ∆nRT = 85,1 - 2,48 = 82,62 кДж.

     

    Энтропия реакции

  6. Решение:
    См1(КОН) = 0,5 М;
    См2(КОН) = 0,05 М;
    Υ1(КОН) = 0,732;
    Υ2(КОН) = 0,824;
    λ++) = 7,35 См∙м2кмоль−1 = 73,5 См∙см2∙моль−1;
    λ-(ОН-) = 19,83 См∙м2кмоль−1 = 198,3 См∙см2∙моль−1;
    ЭДС = ?
    1. Рассчитаем активности электролитов:
    а±КОН(1) = См1(КОН) * Υ1(КОН) = 0,5 * 0,732 = 0,366 моль/л;
    а±КОН(2) = См2(КОН) * Υ2(КОН) = 0,05 * 0,824 = 0,0412 моль/л.

    2. Рассчитаем ЭДС концентрационного гальванического элемента без учета диффузионного потенциала:
    Еэл-та = 0,059lg[а±(1)]/[а±(1)] = 0,059lg(0,366/(0,0412) = 0,05597 B.

    3. Рассчитаем величину диффузионного потенциала:
    φдиф. = (λ- - λ+)/(λ- + λ+)0,059lg[а±(1)]/[а±(1)] = (198,3 - 73,5)/(198,3 + 73,5)0,059lg(0,366)/(0,0412) = 0,02570 B.

    4. Рассчитаем ЭДС концентрационного гальванического элемента с учетом диффузионного потенциала:
    ЭДС = Еэл-та - φдиф. = 0,05597 - 0,02570 = 0,03027 В.

    Для приведенной цепи знак диффузионного потенциала противоположен знаку ЭДС и, следовательно, ЭДС уменьшается.
     

    ЭДС элемента

  7. Ι Определение константы скорости при 30 градусах целься

    1. Для определения константы скорости при 30 градусах цельсия (k3) используем уравнение Вант_Гоффа:
    kt2 = kt1 * Υ(t2-t1)/10, где
    Тогда
    kt3 = kt1 * Υ(t3-t1)/10 или kt3 = kt2 * Υ(t3-t2)/10.
    Учитывая:
    t3-t1 = 30 - 20 = 10,
    t3-t2 = 30 - 40 = -10,
    получаем
    kt3 = 0,00099 * Υ1 или kt3 = 0,00439 * Υ-1.
    2. Из уравнения kt2 = kt1 * Υ(t2-t1)/10:
    kt2/kt1 = Υ(t2-t1)/10;
    lgkt2/kt1 = (t2-t1)/10lgΥ;
    lgΥ = 10/(40-20)lg0,00439/0,00099;
    lgΥ = 0,5*0,65 = 0,325;
    Υ = 100,325;
    Υ = 2,114.
    3. kt3 рассчитываем, подставляя полученное значение в уравнения kt3 = 0,00099 * Υ1 и kt3 = 0,00439 * Υ-1:
    а) kt3 = 0,00099 * Υ1;
    lgkt3 = lg0,00099 + 1 * lg2,114;
    получим
    kt3 = 0,002094.
    б) kt3 = 0,00439 * Υ-1;
    lgkt3 = lg0,00439 +  (-1 * lg2,114);
    получим
    kt3 = 0,002075.
    Тогда
    k3ср. = 0,0020845 ≈ 0,002085.
    ΙΙ Определение энергии активации
    Энергию активации рассчитываем по уравнению:
    Еа = 2,303R(T2*T1)/(T2 - T1)*lgk2/k1.
    1. Рассчитаем энергию активации для 20 °С и 30 °С
    Еа1 = (2,303 * 8,314* 303 * 293)/(303 - 293)*lg(0,002085/0,00099) = 54985,65 Дж/моль.
    2. Рассчитаем энергию активации для 20 °С и 40 °С
    Еа2 = (2,303 * 8,314* 313 * 293)/(313 - 293)*lg(0,00439/0,00099) = 56790,49 Дж/моль.
    3. Рассчитаем энергию активации для 30 °С и 40 °С
    Еа3 = (2,303 * 8,314* 313 * 303)/(313 - 303)*lg(0,00439/0,002085) = 58718,53 Дж/моль.
    4. Рассчитаем среднюю энергию активации
    Еаср =  56831,55 Дж/моль = 56,83 кДж/моль.

     

    Энергия активации

  8. Эта реакция не является ракцией первого порядка так как происходит изменение концентрации, а период полупревращения для реакции первого порядка от концентрации реагентов не зависит. Измеряя время превращения (tx) при двух начальных концентрациях, можно определить порядок (n) по формуле:

    1 + ln[t2/t1]/(С12), где
    t1 - начальное время превращения;
    t2 - конечное время превращения;
    С1 - начальная концентрация вещества;
    С2 - конечная концентрация вещества.
    Тогда
    n=ln[(t2/t1)]/ln[(C1/C2)]+1 = ?

    Константу реакции второго порядка рассчитаем из формулы:

    t1/2 = 1/(k* C1), где
    t1 - время полупревращения;
    С0 - начальная концентрация вещества.
    Тогда
    k = 1/(C1*t1) = ?

     

    Полураспад

  9. 1. Строение мицеллы золя Fe(OH)3, полученного путем гидролиза  без добавления электролита (нейтральная среда):

    {m[Fe(OH)3]·nFeO+ · (n-x)Cl}x+ · xCl.

    2. Строение мицеллы золя Fe(OH)3, полученного путем гидролиза  после  добавления электролита (K2SO4):

    {m[Fe(OH)3]·nFeO+ · (n)Cl}0.

     

    Строение мицеллы

  10. Мэ(Cd) = 112,411 г/моль = 56,2055 г/моль;
    Мэ(CdSO4) = 208,4736 г/моль = 104,2368 г/моль.
    На электродах протекают реакции
    К: Cd2+ + 2e = Cd0
       2Н2О + 2е = 2ОН + Н2
    А: 2Н2О – 4е = 4Н+ + О2

    Убыль количества вещества в католите (анолите) и вычисление числа переноса ионов осуществляем по формуле:
    t+ = ∆A/(∆А + ∆К); t- = ∆K/(∆А + ∆К), где
    t и t+ - числа переноса ионов;
    ∆А – убыль количества электролита в анолите (моль–экв или моль/л);
    ∆К – убыль количества электролита в католите (моль–экв или моль/л).
    Убыль CdSO4 в катодном пространстве составляет 0,1811 г
    Тогда
    ∆К(CdSO4) = m(CdSO4)/Мэ(CdSO4) = 0,1811/104,2368 = 0,001737 моль CdSO4 ИЛИ 0,001737 моль Cd2+.

    Общая убыль количества соли рассчитывается по массе кадмия, выделившегося на катоде:
    (∆А + ∆К) = m(Cd)/Мэ(Cd) = 0,1584/56,2055 = 0,002818 моль Cd2+.

    Числа переноса ионов Cd2+ и SO42- соответственно будут равны:

    t+(Cd2+) = ∆A/(∆А + ∆К) = 0,001737/0,002818 = 0,616;
    t-(SO42-) = 1 - 0,616 = 0,384.

     

    Электролиз солей

  11. В 14.03.2024 в 19:47, yatcheh сказал:

    Тогда уж симм-бис(диэтилметил)этилен

    В интересах благозвучия и сингармонизма...

    бутиленов два, и где там α и β, чтоб присунуть туда по этилу?

     

    Рациональная номенклатура - это жаргон для стандартных ситуаций. Потуги выдумать рациональное название для этой молекулы сродни пересказу статьи из "Успехов химии" на блатной фене.

     

     

     

     

    Согласен. Это как варить борщ, у всех получается, как получается...

    • Отлично! 1
  12. В 12.03.2024 в 19:42, pauk сказал:

     

    Приставка три- на замену троечки не годится, она указывает на количество одинаковых заместителей, в то время, как цифирка 3 (локант по-буржуйски) - на положение заместителя. Я вот что подумал: не применить ли здесь приставку бис-, которая используется при раздаче имён сложным молекулам с двумя одинаковыми радикалами (не обязательно УВ). Получится такая конструкция: бис-α,β-(диэтилметил)этилен.

     Ну, никак никто не может назвать изомер пентила: (С2Н5)2СН-. А если таки так, то я предлагаю сделать исключение и назвать: α,β-диэтилбутилен.

  13. В 11.03.2024 в 17:43, pauk сказал:

     

    Не, это не изопентил. Радикал изопентил (СН3)2СНСН2СН2- с характерным для приставки изо- ласточкиным хвостом на конце цепи. А тут не ласточкин, а целый павлиний хвост (СН3СН2)2СН-. Надо придумывать что-то другое.

     

     

    В 11.03.2024 в 17:43, pauk сказал:

     

    Не, это не изопентил. Радикал изопентил (СН3)2СНСН2СН2- с характерным для приставки изо- ласточкиным хвостом на конце цепи. А тут не ласточкин, а целый павлиний хвост (СН3СН2)2СН-. Надо придумывать что-то другое.

     

     

    А может так-

    Сим дитрипентилэтилен

    ИЛИ

    α,β-дитрипентилэтилен

     

    Вместо изо- вставим три- (3-), но не трет-, потому что трет- - это другое.

    Ну хочется мне назвать этот радикал (СН3СН2)2СН-  - три-пентил ИЛИ 3-пентил.

    По ИЮПАК получается просто 1-этилпропил. Люблю ИЮПАК - все пронумеровано, зачипано...

  14. В 11.03.2024 в 17:43, pauk сказал:

     

    Не, это не изопентил. Радикал изопентил (СН3)2СНСН2СН2- с характерным для приставки изо- ласточкиным хвостом на конце цепи. А тут не ласточкин, а целый павлиний хвост (СН3СН2)2СН-. Надо придумывать что-то другое.

     

    Да, уж таки так на самом деле я и предполагал, что это не изопентил (это какой-то Х-пентил... и  ни ни..).

  15. При электролизе раствора сульфата меди с платиновым анодом на аноде будет наблюдаться выделение газообразного кислорода, и в анодном же пространстве будет накапливаться сульфат-ионы, которые с ионами водорода создают кислую среду, будет накапливаться серная кислота (2H+  + SO42- = H2SO4); на платиновом катоде будет откладываться металлическая медь. 

    До электролиза в 100 мл анолита содержалось:
    (0,1 * 100)/1000 = 0,01 моль CuSO4 ИЛИ 0,01 моль SO42-.
    После электролиза убыль количества CuSO4 (Cu2+ и SO42-) в анолите (∆А):
    ∆А = 0,01 - 0,008 = 0,002 моль CuSO4 моль ИЛИ 0,002 моль Cu2+.

    Общая убыль количества CuSO4 (Cu2+ и SO42-) рассчитывается по концентрации серной кислоты в анолите, образующейся в анодном пространстве:
    (∆А + ∆К) = С(H2SO4) = 0,005 моль.

    Числа переноса ионов Cu2+ и SO42- соответственно будут равны:
    t+ ИЛИ t+(Cu2+) = ∆А/(∆А + ∆К) = 0,002/0,005 = 0,4;
    t- ИЛИ t-(SO42-) = 1 = 0,4 = 0,6.

    ∆К = (∆А + ∆К)t-(SO42-) = 0,005 * 0,6 = 0 003 моль CuSO4.

    В католите после электролиза содержится CuSO4:
    0,01 - 0,003 = 0,007 моль ИЛИ n(CuSO4) = 0,007 моль.

    Ответ: t+(Cu2+) = 0,4; n(CuSO4) = 0,007 моль.

     

    Электролиз солей

  16. H2C4H4O4 + 2NaOH = Na2C4H4O4 + 2H2O

    n(H2C4H4O4) = 2n(NaOH).

    n(H2C4H4O4) = [V(H2C4H4O4) * Cм(H2C4H4O4)]/1000 = (10 * 0,1)/1000 = 0,001 моль;

    n(NaOH) = [V(NaOH) * Cм(NaOH)]/1000 = (12 * 0,1)/1000 = 0,0012 моль.

    Значит, H2C4H4O4 взята в избытке, тогда раствор имеет слабокислую среду в присутствии фенолфталеина будет бесцветный.

     

    Реакция среды

  17. Mэ1/2(Fe2+) = 55,844/2 = 27,922 г/моль;
    nэ(KMnO4) = (33,6 0,11)/1000 = 0,003696 моль.
    С учетом того, что количество эквивалентов исходных веществ равно количеству эквивалентов продуктов реакции, рассчитаем массу Fe2+:
    m(Fe2+) = nэ(Fe2+) . Мэ1/2(Fe2+) = 0,003696 .  27,922 = 0,103 г.
    w%(Fe) = [m(Fe2+) * 100]/m(проволока) = (0,103 . 100)/0,21 ≈ 49%.

     

    Закон эквивалентов

    • Like 1
  18. 29,8=28x+32(1-x)

    x=0,45

    В 1 моль исх. смеси 02 = 0,45 моль, СО = 0,55 моль.
    2СО + О2  = 2СО2

    n(CO) = n(CO2) = 0,55 моль, а n(O2) = n(CO)/2 = 0,275 моль.29,8

    Значит О2 взят в избытке

    После реакции:

    n(CO2) = 0,55 моль; n(O2) = 0,175 моль (0,45 - 0,275 = 0,175).

    Тогда
    Мпрод.(смеси) = 29,8/n(прод.смеси) =  29,8/(0,175 + 0,55) = 41,1 г/моль.

    Далее рассчитаем мольные доли О2 и СО2 в продуктах, получим:

    χ(О2) =  0,175/(0,175 + 0,55) = 0,24;
    χ(СО2) =  0,55/(0,55 + 0,175) = 0,76.

    w%теор.(0) =  [(32 * 0,24) + (32 * 0,76) * 100%]/41,1 = 77,86%.
    Тогда
    h(CO2) = w%пр.(0)/w%теор.(0) = 77,85/77,86 = 99,99%.

     

    Задачи на смеси

     

     

     

  19. Так как по условию задачи не указана масса смеси, то учитываем, что в смеси солей CaCO3 и ВaCO3 их соотношение в смеси будет определяться коэффициентами в химической реакции и их атомными массами.  

    Решение:
    М(CaCO3) = 100,0869 г/ моль;
    М(ВaCO3) = 197,34 г/ моль;
    V(CO2) = 150 мл = 0,15 л;
    w%(ВaCO3) = ?
    Уравнения реакций имеют вид:
    CaCO3 → CaO + CO2;
    BaCO3 → BaO + CO2.
    Из уравнений реакций следует, что из 1 моль CaCO3 и BaCO3 образуются соответственно по 1 моль СО2 т.е. 
    n(СaCO3 = n(BaCO3) = 1/2n(СО2).
    Рассчитаем n(СО2), получим:
    n(СО2) = V(CO2)/Vm = 0,15/22,4 = 0,0066964 моль.
    Тогда
    n(СaCO3 = n(BaCO3) = 1/2n(СО2) = 0,0066964/2 = 0,0033482 моль.
    Перейдем от количества вещества к массе, получим: 
    m(СaCO3) = n(СaCO3) . M(СaCO3) = 0,0033482 . 100,0869 = 0,3351 г;
    m(ВaCO3) = n(ВaCO3) . M(ВaCO3) = 0,0033482 . 197,34 = 0,6607 г.
    А теперь вычислим массовую долю карбоната бария, получим:
    w%(ВaCO3) = [m(ВaCO3) . 100%]/[m(ВaCO3) + m(CaCO3)] = (0,6607 . 100%)/(0,6607 + 0,3351) = 66,35%.

     

    Массовая доля соли в смеси солей

  20. Составим уравнения ионно-молекулярного баланса (уравнения полуреакций):
    1|MnO2 + 4H+ + 2e- → Mn2+ + 2H2O 
    1|2I- -2е → 2I0 (I2) 

    (Ионы Н+ взяли с учетом того, что раствор СО2 является слабой неустойчивой угольной кислотой Н2СО3)
    Складывая эти полуреакции, получаем полное ионно-молекулярное уравнение: 
    MnO2 + 2I- + 4Н+ → Mn2+ + 2H2O + I2.
    На основании этого ионного уравнения составляем молекулярное, c учетом того, что СО2 в водном растворе дает слабокислую реакцию за счет образования неустойчивой угольной кислоты (Н2О + СО2 ⇆ Н2СО3), отсюда в полуреакции мы использовали 4 иона Н+.
    Сначала уравняли атомы Mn, I, C, K, получили:
    MnO2 + 2KJ + 3CO2 + 4Н+ -> MnCO3 + 2KHCO3 + 2Н2О + J2.
    Затем, учитывая то, что 3 молекулы СО2 связываются с 3-мя молекулами Н2О и 4 иона Н+ в левой части равенства ушли на соединение 2 молекул Н2О в левой части, получим:
    MnO2 + 2KJ + 3CO2 + 3Н2О -> MnCO3 + 2KHCO3 + 2Н2О + J2.
    Теперь, приведем обе части равенства, сократив по 2 молекулы Н2О, получим окончательное молекулярное уравнение:
    MnO2 + 2KJ + 3CO2 + H2O -> MnCO3 + KHCO3 +J2
    Проверяем еще раз, чтобы количество атомов каждого элемента в левой и правой частях уравнения было одинаковым. В данном случае это так. 
    Ответ:
    окислитель - MnO2
    восстановитель - KI 
    Сбалансированное уравнение реакции: MnO2 + 2KJ + 3CO2 + H2O -> MnCO3 + KHCO3 +J2

     

    Метод полуреакций

  21. Запишем электродные процессы на электродах при электролизе нитрата серебра:
    К (-): 4|Ag+ + 1e  ⇔    Ag0
    А (+): 1|2H2O - 4е ⇔ O2↑ + 4Н+.
    Суммарное уравнение катодного и анодного процессов будет иметь вид:
    2H2O + 4Ag+ ⇔ О2↑ +  4Н+ + 4Ag0    (ионно-молекулярная форма);
                               анод      катод
    4AgNO3 + 2H2O →  4HNO3 + O2↑ + 4Ag  (молекулярная форма).

     Расчет времени электролиза соли будем вести из формулы:
    m(B) = [mЭ(B) . I . t]/F, где
    m(B) - масса, выделившегося металла, г; 
    mЭ(B) - зквивалентная масса металла, г/моль; 
    F – постоянная Фарадея (96500 Кл/моль); 
    I - сила тога, А;
    t - время электролиза, с.
    Тогда
    t = [m(B) . F]/[mЭ(B) . I] = (15,8 . 96500)/(108 . 6) ≈ 2353 с ≈ 39,2 мин.

     

    Уравнение Фарадея

×
×
  • Создать...