Розв’язання.

Питому електропровідність води обчислимо користуючись формулою (2)

ч=1/SR

де R - опір води, 1/S - стала посудини

За формулою (3):

К = 1/S = чR

Де ч - питома електропровідність КСІ, R - опір розчину KCІ

Оскільки вимірювання відбуваються в одній і тій самій посудині, то при обчисленні електропровідності води, користуємося цим самим значенням сталої посудини.

1/S = 1,224 10-3*408 = 0,499 см-1

Опір води вираховуємо, користуючись рівнянням (4) або (5)

R=Rвa/b

Де RB - відомий опір; Rв = 50000 Ом, а = 71,43 см

Загальна довжина містка .100см, тому b = L - а = 100 - 71,43 = 28,57 см Тоді R = 50000*71,43/28,57 = 125000 Ом.

Тепер знаходимо електропровідність води:

ч = 0,499 / 125000 = 3,992 10-6 Ом-1 см-1

Приклад 2.

При 18°С питома електропровідність 5%-ого розчину Mg(NO3)2 рівна 4,38 10-2 Ом-1 см-1, його густина - 1,038 г/см3. Обчислити значення еквівалентної електропровідності розчину, уявний ступінь дисоціації солі в розчину і уявну концентрацію іонів Mg2+ в розчині.

Розв’язання.

Еквівалентну електропровідність обчислюємо, користуючись формулою (6):

л = ч1000/СН

Нормальність розчину знаходимо за формулою:

СН = щ с 1000/ 100 ЕMg(NO3)2 = 10 щ с / ЕMg(NO3)2

щ - проценна концентрація, с — густина.

СH = 5 * 1,038 * 10/74,17 = 0,6997 г екв/л

Тоді

л = 4,38 10-2 *1000/0,6997 = 62,61 Ом-1 см2

Уявний ступінь дисоціації розчину обчислюємо за формулою (14):

б = л/ лб

лб - еквівалентна електропровідність при нескінченному розведенні За формулою (8):

лб = л+ + л-

З таблиці беремо значення рухливостей:

1/2Мg2+ = 44,6

NO3- = 62,6

лб= 44,6 + 62,6 = 107,2 Ом-1 cm2

б = 62,61/107,2 = 0,584 або б = 58,4%

Уявну концентрацію іонів Mg2+ в розчині обчислимо, користуючись формулою (18):

CMg2+ = СH б

С = 0,6997 * 0,584 = 0,409 г іон/л

Приклад 3.

Обчислити при якій концентрації розчину NH4OH ступінь електролітичної дисоціації рівний 2%. Яка при цьому концентрація іонів гідроксилу. Константа електролітичної дисоціації NH4OH рівна 1,79 10-5.

Розв'язання.
3 закону розбавлення Оствальда (15):

СNH4OH = К(1- б )/ б2

СNH4OH = 1,79 10-5(1-0,02)/0,022 = 0,0895 г екв/л

Концентрація іонів гідроксилу за (18) в даному рівнянні рівна.

COH == б СNH4OH

COH = 0,02*0,0895 = 1,79 10-3 г іон/л

Приклад 4.

При якому розведенні концентрація іонів водню в розчині фенолу С6Н5ОН буде рівна 10-6 г іон/л? Константа електролітичної дисоціації фенолу 1,28 10-10.

Розв’язування.

За формулою (15):

Кдис = б2 с/1- б = б2/(1-б)V

Де V - розведення розчину.

Оскільки ступінь дисоціації фенолу має дуже мале значення то 1- б ?1.

Тоді

Кдиc = б2/V (*)

Концентрація іонів Н+ в розчині за (18) буде рівна:

СH+= б Сф - б/V

Сф - концентрація фенолу.

Звідси б = СH+V

Підставляючи цей вираз для б в вираз (*), одержимо

Кдис = б2/V = СH+2V2/V = СH+2V

Звідси

V= Кдис/СH+2

V = 1,28 10-10/(10-6)2 = 128 л.

Приклад 5

Вирахувати лб для оцтової кислоти, якщо лб для HCI КСІ і СН3СООК відповідно рівні 380, 130 і 100 Ом-1 см2.

Розв'язання.

Використовуючи закон Кольрауша (8):

лбHCI = лH+ + лCI-

лбKCI = лK+ + лCI-

лбCH3COOK = лCH3COO- + лK+

Необхідно визначити

лбCH3COOH = лCH3COO- + лH+

З попередніх трьох рівнянь визначаємо суму лCH3COO- + лH+

лCH3COO- + лH+ = лH+ + лCI- - лK+ - лCI- + лCH3COO- + лK+ = лбHCI - лбKCI + лбCH3COOK

Отже,

лбCH3COOH = лбHCI - лбKCI + лбCH3COOK

лбCH3COOH = 380 - 130 + 100 = 350 Ом-1 см2

Приклад 6.

Абсолютні швидкості іоиів срібла і хлору відповідно дорівнюють: 5,7 10-4 і 6,9 10-4 см2/В с. Обчислити еквівалентну електропровідність нескінченно розведеного розчину AgCl.

Розв ’язування.

За формулою (11)

лб = F (U++U-)

де F - число Фарадея

лбAgCl = 96500 (5,7 10-4 + 6,9 10-4) = 121,59 см2 Ом-1

Приклад 7

Число переносу іона СІ- в розбавленому розчині NH4CI при t = 18°С = 0,502, а еквівалентна електропровідність NH4CI рівна 130,5. Число переносу аніона оцтовокислого натрію рівний 0,446, а еквівалентна електропровідність СН3СООК рівна 78,5. Визначити еквівалентну електоопровідність при нескінченному розведенні для CH3COONH4.

Розв’язання

За формулою (8):

лбCH3COONH4 = лCH3COO- + лNH4+

Користуючись співвідношенням (12):

ti = л / лб

де ti - число переносу, Вирахуємо рухливість аніона лCI-

лCI- = tCI- * лNH4CI = 0,502*130,5 = 65,5

За формулою (8)

лNH4+ = лбNH4CI - лCI-

лNH4+ = 130,5-65,5=65

Аналогічно обчислюємо рухливість аніона СНЗСОО

CH3COO- = tCH3COO- бCH3COONa

CH3COO = 0,446*78,5 = 35

бCH3COONH4 = 35 + 65 = 100 Ом-1 см2 г екв-1

Задачі

1-5 Опір розчину КСІ з концентрацією СKCI г екв/л, що знаходиться в посудині для вимірювання електропровідності, складає при температурі t°C RKCI Ом. Якщо ту ж посудину заповнити дистильованою водою і увімкнути опір Rвід Ом, то відлік по містку, що відповідає опору посудини складає а см, довжина містка 1 см. Вирахувати питому електпровідність води, якщо питома електропровідність розчині КСІ з концентрацією СKCI г ..екв/л при температурі t°C складає ч Ом-1 см-1.

Розв’язати задачі 1-5, користуючись наступними даними

№ п/п | t, °C | RKCI, Ом | СKCI г екв/л | Rвід, Ом | а, см | 1, см | ч, Ом—1 см-1

1 | 18 | 400 | 0,01 | 50000 | 62 | 100 | 1,224*10-3

2 | 18 | 408 | 0,02 | 51000 | 57 | 100 | 2,399*10-3

3 | 20 | 390 | 0,01 | 42000 | 60 | 100 | 1,278* 10-3

4 | 24 | 420 | 0,1 | 60000 | 71 | 100 | 0,01264

5 | 25 | 370 | 0,02