химический каталог




Физическая химия

Автор Б.П.Никольский, Н.А.Смирнова, М.Ю.Панов, Н.В.Лутугина и др.

несравнима с CKCI (В СОТНИ МИЛЛИОНОВ раз меньше).

Кроме того примем, что: Y" = Y ,Г1 и у' + = у' л хгл .

r r cCl с±К,С\ cAg+ c±AgN03

а' =сг у и а" =с" у"

Ag+ AgN03 с ± AgNOs СГ КС1 с ± КС1

Тогда

Е = - f> lg ПР + f> lg (cKdYc'i KCl^AgNOaYc ± AgN03)

или

* Потенциалом Дфд можно пренебречь, так как числа переноса катиона и аниона в растворе KN03> взятом в качестве солевого моста, близки.

lg ПР = - El* + lg (^clY?± Kci*IeNO,Y*± AgNOs) (IX- 132>

Для выполнения работы необходимо составить гальванический элемент из серебряного и хлорсеребряного электродов. Элемент включают в компенсационную схему и измеряют э.д. с, причем в процессе компенсации следует избегать длительного замыкания цепи во избежание поляризации элемента.

Расчет ПР производят по формуле (IX. 132). Значения Ъ±Ка» Yc±AgNo3 беРУт й3 справочника.

Работа 4. Определение термодинамических функций химических реакций методом э. д. с.

Реакция восстановления хинона в гидрохинон. Проходит в две стадии с образованием в качестве промежуточного продукта хингидрона:

C6H4Q2 + у2Н2 +=± 78С6Н4Оа.С6Н4(ОН)а; (IX. 133)

Хиной Хиигидрои

У2С6Н402. CsH4(OH)2 + уаН2 <=± '/2C6H4(OH)2. (IX. 134)

Хингидрон Гидрохинон

Суммарное уравнение:

CSH4Q2 + Н2 С6Н4(ОН)2 (IX. 135)

Изменение энергии Гиббса реакции (IX. 135) AG равно сумме изменений свободных энергий реакции (IX. 133) и (IX. 134): AG = AGi + AG2; величины AGi и AG2 могут быть найдены путем измерения э.д. с. элементов, в которых можно реализовать эти реакции:

(Pt)H21 hT (h) ; Н+ (h), X, ХГ | Pt; (XXVIII)

(Pt)H2 |Н+ (h) j H+ (h), Г, ХГ I Pt, (XXIX)

где X — хинон, ХГ — хингидрон, Г -— гидрохинон.

Ионы Н+ могут быть введены в раствор с любой сильной кислотой, например, серной, не взаимодействующей с хиноном, гидрохиноном и хингидроном. Кислоту следует брать достаточно высокой концентрации (0,1 н. и выше), тогда присутствие в растворе малорастворимых хинона и гидрохинона не будет заметно изменять активность нонов Н+ в правых частях элементов .(XXVIII) и (XXIX).

Если реакция протекает в гальваническом элементе обратимо, при постоянных температуре, давлении и соотношении реагирующих веществ, то изменение энергии Гиббса реакции, как известно, равно максимальной электрической работе, которую может совершить элемент. Таким образом, расчет AGi, AG2 и AG для реакций может быть произведен на основании результатов измерения э.д. с. элементов (XXVIII) и (XXIX):

AGi = — F Exxvi п"» AG2 = — FExxix> bG = ~F (ЈXxvm + Јxxix>

рис. IX. 25. гальванический элемент, включающий водородный и хингидронный электроды:

/ — водородный электрод; 2 — гладкий платиновый электрод; 3 — гидравлический затвор;

4 — солевой мост; 5 — смесь кристаллических Jf

хиигидрона н гидрохинона (или хииона). ~

Согласно (IX. 19); AS = = F(dE/dT)p. Измеряя Ј(Xxviii) и Ј(xxix) при разных температурах и полагая, что:

находим ASi, AS2 и AS.

Тепловой эффект реакции А// рассчитывают в соответствии с уравнением: A// = AG + 71AS. Точность расчета термодинамических функций методом э. д. с. определяется точностью измерения температуры, э. д. с. и абсолютного значения температурного коэффициента гальванического элемента.

Для выполнения работы необходимо иметь сосуды для водородного и платинового электродов, гладкий платиновый электрод, водородный электрод, прибор для электролитического получения водорода, установку для измерения э.д.с, включающую потенциометр, НЭ, гальванометр и необходимое число проводов для соединения частей электрической схемы. Кроме того, нужен термостат с терморегулятором, позволяющим поддерживать температуру с точностью ±0,05 °С.

Прежде всего собирают гальванический элемент, изображенный на рис. IX. 25. Для этого тщательно вымытые и высушенные сосуды А и В закрепляют в специальном штативе, который служит одновременно и для крепления элемента в термостате. Оба сосуда заполняют раствором 0,1 н. H2SO4, так как это показано на рис. IX. 25. Сосуд А закрывают пробкой, в которой закреплены водородный электрод 1 и трубка, ведущая к гидравлическому затвору 3. В сосуд В насыпают ж1 г хингидрона и 1 г гидрохинона или хинона (по указанию преподавателя) и вставляют закрепленный в пробке гладкий платиновый электрод 2 так, чтобы платиновая пластинка находилась в толще осадка 5. Сосуды А и В соединяют между собой солевым мостом 4, наполненным 0,1 н. H2SO4. В последнюю очередь производят заполнение гидравлического затвора (Н20 или 0,1 н. H2SO4). Собранный гальванический элемент помещают затем на штативе внутрь термостата. Через раствор в сосуде А пропускают водород со скоростью 1 пузырек за 1—2 с так, чтобы платина находилась непосредственно в токе водорода. Э. д. с. измеряют после насыщения платины водородом и достижения температурного равновесия (через каждые 10—15 мин до тех пор, пока четыре последующие измерения не покажут значения э.д. с, совпадающие в пределах 1 мВ). Температуры измерения э.д. с. 20, 30 и 40 °С.

Рис. IX. 27. Элемент, включающий бромсеребряный и бромртутный электроды: / — бромсеребряный электрод; 2— ртуть; 5—Hg2Br2; 4 — 0,1 М раствор КВг.

Поскольку AGi и ДС?2, а следовательно и Ј"(xxvni) и Ј\xxix), за* висят от парциального давления водорода, полученные значения э. д. с. пересчитывают по отношению к нормальному водородному электроду введением поправки на отклонение давления водорода в условиях опыта от 1 атм. Поправку рассчитывают по формуле

AЈ-где Р—барометрическое давление, мм рт. ст.; р—давлене паров над раствором 0,1 и. H2S04 при температуре опыта, мм рт. ст.

По исправленным значениям э.д. с. вычисляют AG, AS и АН: Реакция, протекающая в элементе Кларка (рис. IX. 26):

(HgbZn(10 %)| ZnSCv7H20, ZnSQ4(Hac), Hg2SQ4} Hg (XXX)

Элемент Кларка состоит из электрода, представляющего собой амальгаму цинка в насыщенном растворе ZnS04-7H20, и ртутного электрода, покрытого пастой из сульфата ртути (I), в том же растворе. Элемент Кларка можно изготовить следующим образом. Н-Образный сосуд, тщательно вымытый и высушенный, закрепляют в специальном штативе, который служит одновременно для крепления элемента в термостате. Одно колено заполняют ртутью, другое—10%-ной амальгамой цинка так, чтобы платиновые контакты были покрыты полностью. Амальгаму цинка готовят сплавлением ртути и цинка в вытяжном шкафу.

На амальгаму цинка наносят слой кристаллов ZnS04-7H20, на ртуть — слой пасты толщиной 3—5 мм, которая приготавли-, вается растиранием в ступке кристаллов Hg2S04 и капельки ртути в небольшом количестве насыщенного раствора ZnSCU-, •7НгО (ртуть добавляется для переведения присутствующих в Hg2S04 примесей окисных солей ртути в закисные). Затем оба колена Н-образного сосуда заполняют насыщенным раствором сульфата цинка. Все операции следует производить осторожно во избежание перемешивания пасты с амальгамой. Заполненный сосуд закрывают пробками и осторожно на штативе помещают в термостат.

По достижений температурного равновесия измеряют э. д. с. через каждые 10—15 мин до

страница 170
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261

Скачать книгу "Физическая химия" (6.95Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
икея матрас 180 на 80 купить
купить kyrie 2
каркас закащать для детского лабиринта
аппарат для сетки рабицы

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(26.04.2017)