Міністерство освіти і науки Російської Федерації
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ
Федеральне державне освітня установа вищої професійної освіти
В«Чуваська державний університет ім. І.М. Ульянова В»
Методичні вказівки до практичних занять з фізичної хімії:
КІНЕТИКА ХІМІЧНИХ І ЕЛЕКТРОХІМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ
Чебоксари 2007
УДК 541.1:541.2:541.6
Укладачі
С.М. Верхунов
Р.А. Зимін
Е.В. Андрєєва
Н.І. Кольцов
Кінетика хімічних і електрохімічних процесів: Метод. вказівки до практичних занять з фізичної хімії/Упоряд. С.М. Верхунов, Р.А. Зімін, Е.В. Андрєєва, Н.І. Кольцов; Чуваш. ун-т. Чебоксари, 2007. 61 с. p> Містять завдання з наступними темами: електрична провідність, рівноваги в розчинах електролітів, електрорушійні сили, електродні потенціали, формальна кінетика, складні реакції, залежність швидкості реакції від температури, фотохімічні реакції. До кожної теми наведені необхідні теоретичні відомості, основні рівняння, методики вирішення завдань, запропоновані завдання для самостійного рішення з відповідями.
Для студентів III і IV курсів хіміко-фармацевтичного факультету.
Відповідальний редактор д-р хім. наук, професор Н.І. Кольцов
Затверджено Методичних радою університету.
1. Електрична провідність. Рівновага в розчинах електролітів
1.1 Необхідні вихідні відомості і основні рівняння
Електролітом називається речовина, яка при взаємодії з водою здатне розпадатися на іони і тим самим переносити електричний заряд. За способом перенесення електричного заряду всі провідники діляться на два роду. До провідникам першого роду відносяться провідники з електронною провідністю (всі метали, вуглець, графіт, деякі неметали). До провідників другого роду відносяться провідники із іонної провідністю (розчини кислот, більшості солей і підстав, а також їх розплави).
Найважливішою характеристикою електричної провідності є електричний опір провідників:
В
R = r в€™ l / s , (1.1)
де r - питомий електричний опір, Ом . м; l - довжина провідника першого роду або відстань між електродами в провіднику другого роду, м; s - Площа поперечного перерізу провідника першого роду або площа електродів провідника другого роду, м 2 .
Величина, зворотна опору, називається електричною провідністю:
1/r = c, (1.2)
де c - питома електрична провідність, Ом -1. м -1 . Питомої електричної провідністю називається електрична провідність електроліту, укладеного між електродами площею 1 м 2 і розташованими на відстані 1 м один від одного.
Для розчинів електролітів часто користуються поняттям В«еквівалентна електрична провідністьВ» l:
l = c/ з (1.3)
де з - еквівалентна концентрація електроліту, моль . м -3 . Еквівалентної електричної провідністю називається електрична провідність електроліту, укладеного між електродами, що знаходяться на відстані 1 м один від одного і такої площі, що в просторі між ними міститься 1 моль електроліту.
Залежність еквівалентної електричної провідності від концентрації описується рівнянням Кольрауша:
l = l ВҐ - А , (1.4)
де l ВҐ - еквівалентна електрична провідність при нескінченному розбавленні, Ом -1. моль -1. м 2 ; А - постійна, що залежить від природи електроліту. p> Так як провідник другого роду при розчиненні у воді розпадається на два типи іонів, то електричний заряд переноситься спільно катіонами і аніонами і справедливо рівняння Кольрауша (закон незалежності руху іонів):
l ВҐ = l + + l - , (1.5)
де l + і l - - електричні провідності відповідно катіона і аніону, Ом -1. моль -1. м 2 . Електрична провідність катіона і аніона більшою мірою визначається швидкістю їх руху:
В
u + = u + 0 U / l і v - = v - 0 U / l , (1.6)
де u + 0 і v - 0 - абсолютні швидкості руху іонів, м 2. з -1. У -1 ; U / l - напруженість електричного поля, В ....
