Схема 4.2

В задаче указаны опытные данные по измерению удельной элект­рической проводимости χ.

1. Определяют концентрацию раствора С(г-экв/л).

2. Вычисляют эквивалентную электропроводимость λ по уравне­нию:

(4.9)

3. Определив по табл. 4.2 подвижности соответствующих ионов, рас­считывают эквивалентную электрическую проводимость при беско­нечном разбавлении по формуле:

(4.10)

где l₊ — подвижность катиона, l_- — подвижность аниона.

4. Находят степень диссоциации вещества:

(4.11)

Для растворов сильных электролитов вводится понятие кажущей­ся степени диссоциации α_каж или коэффициента электрической про­водимости f_λ= . Причем в этом случае можно определить из графика зависимости

Таблица 4.2

Подвижность некоторых ионов (Ом^-1см²) при 25⁰С и бесконечном разбавлении

Пример 4.2. Раствор, содержащий в 25 г воды 0,608 г бензойной кисло­ты, кипит при 100,104 °С. Эбулиоскопическая постоянная воды 0,512. Вычислите степень диссоциации бензойной кислоты в этом растворе. К слабым или сильным электролитам относится эта кислота?

Решение. Для вычислений воспользуемся схемой 4.1.

1) Молярность раствора С = = 0,199 моль/1000 г воды,

где 122,13 — молярная масса бензойной кислоты.

2) По формуле (4.6) ΔТ_КТ = 0,512 • 0,199 = 0,102 ⁰С.

3) Согласно (4.7), i= = 0,104/0,102 = 1,02.

Учитывая (4.8), α=(1,02 -1)/(2 -1) = 0,02 или α_% = 2%, следователь­но, бензойная кислота является слабым электролитом.

Пример 4.3.Удельная электропроводимость 10 %-ного раствора едкого натра при 18 °С равна 0,3124 Ом^--1см², а плотность его 1,113 г/см³. Экви­валентная электропроводимость раствора данного вещества при бес­конечном разбавлении равна 217,5 Ом^--1см². Вычислите кажущуюся сте­пень диссоциации едкого натра.

Решение. Для вычислений воспользуемся схемой 4.2.

1) Концентрация раствора С = = = 2,782 г-экв/л.

2) По уравнению (4.9) λ = = 112,3 Ом ^-1 см².

3) По условию задачи =217,5 Ом ^-1 см².

4) Согласно (4.11), а_каж =112,3/217,5 = 0,516 или a_каж =51,6%.

Пример 4.4. Удельная электропроводимость 0,0109 М раствора ам­миака равна 1,02 ^.10^-4 Ом^-1• см². Определите рН раствора.

Решение. Определение рН раствора слабого основания возможно, если известна величина степени диссоциации (см. табл. 4.1). Для вычисления а воспользуемся схемой 4.2.

1) Концентрация раствора равна 0,0109 г-экв/л (в данном случае численно совпадает с молярной концентрацией).

2) Согласно (4.9), λ = (1,02 • 10^{-4 .}1000)/0,0109 = 9,36 Ом^-1 см².

3) По табл. 4.2 , =205 Ом^-1 см², учитывая (4.10),

=76+ 205 = 281 Ом^-1см².

4) а= 9,36/281 = 0,033 или а_% = 3,3% (см. 4.11). Согласно табл. 4.1, рН = 14+lg(0,033-0,0109) = 10,56.

Таблица 4.3