?(4) a?????m?m?0.526?0.03969?0.835
vaB?a??(0.835)3?0.582
其余结果如下:
MgCl2
0.025 0.075
3CuSO4
0.025 0.10
LaCl3
0.025 0.15
4Al2(SO4)3
0.025 0.375
5mB/mol?kg?1 I/mol?kg?1
m?
4mB
mB 0.227 0.227 0.0515
27mB 108mB
??
a? aB
0.526 0.835 0.582
0.256 0.584 0.116
0.0135 0.0344
4.81?10?8
27、试用Debye?Huckel修正公式计算298K时浓度为0.001mol?kg?1的K3[Fe(CN)6]溶液的平均活度因子(已知实验值为0.808)。 解:离子强度为
112I??mBZB?(3?12?1?32)?0.001?0.006mol?kg?1
22lg????AZ?Z?|I1???I??0.509?30.006??0.1098 1?0.006?1?12(在298K时,A取0.509(mol?kg)离子半径与?的积近似为1。)
???0.777
?128、在298K时,某溶液含MgCl。试用mol?kg2和ZnSO4的浓度均为0.002Debye?Huckel极限公式求ZnSO4的离子平均活度因子。
解:溶液的离子强度为
112I??mBZB?[(1?22?2?12)?0.002?(1?22?1?22)?0.002?0.014mol?kg?1
22lg????AZ?Z?|I??0.509?2?2?0.014??0.2409
???0.5742
29. 298K,CO2(g)饱和水溶液的电导率为1.87?10?4S?m?1,已知该温度下纯水的电导率为6.0?10?6S?m?1,假设只考虑碳酸的一级解离,并已知该解离常数?K1?4.31?10?7。试求CO2(g)饱和水溶液的浓度。
解:CO2(g)饱和水溶液的浓度为c,(H2CO3的浓度与其相同)
?(H2CO3)??(溶液)??(水)?1.87?10?4?6.0?10?6?1.81?10?4S?m?1
????????(只考虑一级解离)?(m2HCO3)m(H)m(HCO?)3 3.4982??10?2?4.448?10?3 3.943??10?2S?m2?mol?1
?m(H2CO3)????(H2CO3) ① c ②
?m(H2CO3)??m(H2CO3)把①式代入②式得:?=
?(H2CO3)??m(H2CO3)?c
4.59?10?3mol?m?3代入数值得:?=
cc????4.59?10?3??c/c0??2又∵K?4.31?10?=×=
1??1??1????7∴??9.39?10?5 C?48.88mol?m?3
30、在298K时,醋酸HAc解离平衡常数为K??1.8?10?5,试计算在下列不同情况下醋酸在浓度为1.0mol?kg?1时的解离度。
(1)设溶液是理想的,活度因子均为1;
(2)用Debye?Huckel极限公式计算出r?的值,然后再计算解离度。设未解离的
HAc的活度因子为1。
解:(1)理想稀溶液,浓度与活度相同
HAc?H??Ac?
开始 1 0 0 平衡 1?? ? ?
?2?1.8?10?5 解离平衡有:K?1???解得??3.335?10?3
(1)由(2)得[H?]?[Ac?]?3.335?10?3mol?kg?1 溶液中离子强度为: I?12mBZB?3.335mol?kg?1 ?2由Debye?Huckel公式,在298K时
lg????AZ?Z?|I??0.5093.335?10?3??0.2409
???0.935
Ka?aH??aAc?aHAc?(??)2(mH?m?)(mAc?m?)
(未解离的HAc活度因子为1,mH?与mHAc相比很小。)
?Ka?(??)2a2 1.8?10?5?(0.935)2?a2
a?4.54?10?3
31、电解质溶液的浓度和离子所带的电荷对平均活度因子都是有影响的。用
Debye?Huckel公式计算下列强电解质NaCl,MgCl2和FeCl3在浓度分别为
1?10?4mol?kg?1时的离子平均活度因子。 解:NaCl: m?1?10?4mol?kg?1时,I?12mBZB?1?10?4mol?kg?1 ?2lg????AZ?Z?|I??0.5091?10?4??0.00509
???0.988
m?5?10?4mol?kg?1时,I?12mBZB?5?10?4mol?kg?1 ?2lg????AZ?Z?|I??0.5095?10?4??0.01138
???0.974
MgCl2:m?1?10?4mol?kg?1时,I?12mBZB?3?10?4mol?kg?1 ?2lg????AZ?Z?|I??0.509?2?5?10?4??0.01763
???0.96
m?5?10?4mol?kg?1时,I?12mBZB?1.5?10?3mol?kg?1 ?2lg????AZ?Z?|I??0.509?2?1.5?10?4??0.09343
???0.913
FeCl3 m?1?10?4mol?kg?1时,I?12mBZB?6?10?4mol?kg?1 ?2???0.917
m?1?10?4mol?kg?1时,I?12mBZB?3.0?10?3mol?kg?1 ?2???0.825
电解质溶液的浓度和离子所带电荷都影响平均活度。
32、在298K时,PbCl2在纯水中形成的饱和溶液浓度为0.01mol?kg?1。试计算PbCl2在0.1mol?kg?1的NaCl溶液中形成饱和溶液的浓度。
(1)不考虑活度因子的影响,即设???1;
?uckel(2)用DebyeH公式计算PbCl2的??后,再求饱和溶液的浓度(计算中可作
合理的近似)。
解:(1)不考虑活度因子的影响,即设???1
PbCl2在水溶液中的活度积为
Kw?aPb2??(aCl?)2?1(aCl?)3 2aCl??2aPbCl2?2c
Kw?1(2c)3?4?(0.01)3?4?10?6 2加入到NaCl溶液中Cl?的浓度是NaCl电离出Cl?与PbCl2电离出Cl?之和。
Ksp?aPbCl2?(aPbCl2?aNaCl)2?4?10?6
a(a?0.1)2?4?10?6 a??0.1 ?a(0.1)2?4?10?6 m?a?4?10?4mol?kg?1。
(2)溶液离子强度
12I??mBZB mPbCl2很低
2
?I?mNaCl?0.1mol?kg?1lg????AZ?Z?|I??0.509?2?0.1??0.3219
???0.4765
纯水中,离子强度很小,近似为0,r?近似为1。
Ksp???3?(m?)(m?)2?4?10?6 m??2mPbCl2?2m? ???3?4m3?4?10?6 m?2.10?10?2mol?kg?1
33、试根据Debye?Huckel极限公式,计算298K时AgBrO3在下列溶液中所形成饱
?和溶液浓度。已知在该温度下AgBrO3的溶度积Ksp?a??a??5.77?10?6(计算中可作合
理的所似)。
解:(1)在纯水中, ???1。溶解度很小m?a??a?
?Ksp?a??a??(m2)?5.77?10?6 ?mm?7.60?10?3mol?kg?1 溶解度为
m?M?m?M?7.60?10?3?235.8?10?3?1.79?10?3
1?m?M(2)在0.01mol?kg?1的KBrO3溶液中,
KBrO3完全电离、溶液的离子强度为I?12mBZB?mKBrO3?mAgBrO3 ?2mAgBrO3为所求,但由于KBrO3的浓度很少,对AgBrO3的溶解度影响不大。