6.3. Задачи для самостоятельного решения
89. Методом ионно-электронного баланса составьте уравнения следующих химических реакций.
KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 = MnSO4 + Fe2(SO4)3 + … .
Zn + HNO3 = Zn(NO3)2 + NH4NO3 + H2O.
MnO2 + HCl = MnCl2 + Cl2 + H2O.
KClO3 + NaNO2 = NaNO3 + KCl + … .
Cl2 + KOH = KCl + KClO3 + H2O.
KI + FeCl3 = I2 + FeCl2 + KCl.
H2S + KMnO4 + H2SO4 = S + K2SO4 + MnSO4.
Cu + HNO3 = Cu(NO3)2 +NO + H2O.
K2Cr2O7 + KI + H2SO4 = Cr2(SO4)3 + I2 + H2O +… .
Cr2(SO4)3 + KOH + H2O2 = K2CrO4 + H2O +… .
KMnO4 + K2SO3 + H2O = MnO2 + K2SO4+ KOH.
KMnO4 + HCl = Cl2 +KCl + MnCl2 + H2O.
K2SO3 + KMnO4 + H2SO4 = K2SO4 + H2O+… .
K2SO3 + KMnO4 + KOH = K2MnO4 + K2SO4 + H2O.
Cl2 + NaOH = NaCl + NaClO + H2O.
SnCl2 + KMnO4 + H2SO4 = Sn(SO4)2 + SnCl4 + MnCl2 + … .
NaNO2 + KMnO4 + H2SO4 = NaNO3 + MnSO4 + K2SO4 + H2O.
NaNO2 + KMnO4 + KOH = NaNO3 + K2MnO4 + H2O.
KCNS + H2O2 = HCN + KHSO4 + H2O.
Br2 + Fe(OH)2 + NaOH = Fe(OH)3 + … .
Br2 + Na2SO3 + H2O = Na2SO4 + … .
Cl2 + NaNO2 + H2O = NaNO3 + … .
KNO2 + KMnO4 + H2SO4 = KNO3 + … .
Na2SO3 + K2Cr2O7 + H2SO4 = Na2SO4 + … .
NaNO2 + K2Cr2O7 + HCl = NaNO3 + … .
H2O2 + K2Cr2O7 + KOH = O2 + … .
Na2S + S + K2Cr2O7 + H2SO4 =… .
KI + K2Cr2O7 + H2SO4 = К2SO4 + … .
NaNO2 + PbO2 + HNO3 = NaNO3 + … .
Zn + KMnO4 + H2SO4 = MnSO4 + … .
7. Электропроводность растворов электролитов. Числа переноса
Мерой электрической проводимости водных растворов электролитов и высокотемпературных расплавов электролитов и оксидов являются удельная и эквивалентная электропроводности.
Удельная
электропроводность
– это величина, обратная удельному
сопротивлению ,
входящему в выражение для сопротивления
проводников:
.
В этих выраженияхl
и
S
– длина (м) и
площадь сечения (м2)
проводника;
и
– удельное сопротивление (Омм)
и удельная электропроводность (См/м)
проводника.
Для сравнения электропроводностей различных электролитов удобной характеристикой их является эквивалентная электропроводность в расчете на содержание 1 моль эквивалентов электролита в слое раствора, находящегося между двумя токоподводящими пластинами, расстояние между которыми 1 м. В системе СИ размерность = [Смм2/моль], поэтому уравнение, связывающее и , имеет вид
, (7.1)
где
– молярная концентрация эквивалентов
(нормальность) [моль (экв)/л].
Эквивалентная
электропроводность слабого электролита
выражается через предельные ионные
электропроводности
и степень диссоциации электролита:
. (7.2)
Для бесконечно разбавленного раствора слабого электролита = 1 и эквивалентная электропроводность равна предельной (закон Кольрауша):
. (7.3)
Поэтому степень диссоциации может быть найдена из выражения = /.
Сумме предельных проводимостей ионов равна и электропроводность раствора сильного электролита, для которого = 1.
Данные по электропроводности электролитов позволяют вычислять константы диссоциации и другие равновесные характеристики растворов электролитов. Например, константа диссоциации слабого электролита КА может быть найдена по уравнению
. (7.4)
Электропроводность раствора электролита определяется суммой подвижностей ионов, а величина тока – суммой токов, переносимых каждым сортом ионов. Доля, характеризующая участие ионов данного сорта в переносе электрического тока, называется числом переноса (t+илиt–). Для бинарного раствора справедливы выражения:
(7.5)
где
– количество электричества, перенесенное
катионами;
и
– предельные ионные подвижности;
и
– абсолютные скорости движения ионов.
Числа переноса ионов могут быть найдены по результатам измерения изменения концентрации электролита или составляющих его ионов в катодном скили анодномсапространствах (слоях) с помощью выражений:
(7.6)
где с– общая убыль концентрации электролита или составляющих его ионов.
Числа переноса, определяемые методом движущейся границы, находятся из выражений:
(7.7)
где l– расстояние между положениями границы;S– площадь сечения трубки прибора;V– объем раствора между начальным и конечным положением границы;с+ис–– концентрации катионов и анионов, моль экв./л;q – количество электричества, пропущенного через электролит за время;I– сила тока;F– число Фарадея.