Λ m(BaSO4=)k(BaS4O)
c(BaS4O)在BaSO4饱和水溶液的电导率中有水的贡献,因为BaSO4的溶解度很小,所以水的贡献就不能忽略。另外BaSO4的摩尔电导率可以近似等于无限稀释时的摩尔电导率。
方法1: 以BaSO4为单位,BaSO4的摩尔电导率为
ゥΛ m(BaSO4)?Λ m(BaSO4)骣12+鼢12-?骣2Λ m珑Ba+2ΛSO4 鼢珑 m鼢珑桫桫22 ?2(6.36?7.98)?10?3 S?m2?mol?1
710? S?m ?2.8? k(BaS4O=)k?22?1m ol2(Ba饱SO和溶液-k)4 )(HO1 ?3.?4061??0 Sm ?(4.5?8?41.5?2)10??1S?m c(BaSO4)=k(BaSO4)
Λ ¥(BaSO4)m3.06醋10-4Sm-1==1.07醋10-2 molm-3 -22-12.87醋10Sm?mol=1.07醋10-5moldm-3
2+2-垐?BaSO4噲?Ba+SO4
-c(Ba2+)c(SO24)? K(BaSO4)=a(Ba)a(SO)=
c?c??ap2+2-4 =(1.0?7方法2:以
-5102)1.?1-41 01011BaSO4为单位,BaSO4的摩尔电导率为 22骣骣1112+鼢?骣12-ゥ骣鼢珑Λ m珑BaSO?ΛBaSO=ΛBa+ΛSO4 鼢珑4鼢 m4 m珑 m鼢鼢珑珑桫桫桫桫2222 ?(6.36?7.98)?10 S?m?mol
?32?1310? S?m ?1.4??22?1m ol2O=)k k(BaS4(Ba饱SO和溶液-k)4(HO ) 21
?(4.5?81 c骣÷=?BaSO?4÷÷?桫2?41.5?2)10??1S?m1 ?3.?4061??0 Smk(BaS4O)
骣1÷Λ ¥m?BaSO÷?4÷?桫23.06醋10-4Sm-1-2-3==2.14醋10 molm -22-11.43醋10Sm?mol=2.14醋10-5moldm-3
骣1c?BaSO4÷÷?÷?桫2因为 c(BaSO4)=
22.14醋10-5moldm-3=1.07醋10-5moldm-3 =2? Kap(BaSO4=)a-52(2+Baa)2-(=O)?(1.0710?)4S-1 1.1410-3m与 mol×dm在解这类题目时容易犯的错误是:(1)浓度的单位问题,要注意mol×-3之间的换算。(2)离子摩尔电导率与电解质摩尔电导率之间的关系问题,要求的是BaSO4的Kap,所以要计算BaSO4的浓度和摩尔电导率,若计算得到的是c?÷,要换算?BaSO4÷?
骣1?桫2÷成c(BaSO4)才行。
7.在标准压力和298 K时,已知纯水的电导率?H2O?5.50?10 S?m,水的密度
?(H?)?3.498?10?2 S?m2?mol?1,?HO?997.09 kg?m?3,Λ m2?6?1??。 Λ m(OH?)?1.980?10?2 S?m2?mol?1。计算纯水的解离度和离子活度积常数Kw?解:纯水是弱电解质,它的无限稀释摩尔电导率可以用H和OH的无限稀释摩尔电导率的加和得到。它的物质的量浓度可以用密度除以摩尔质量得到。
Λ m(H2O?)Λ?? m?(H?Λ)? m? H)(O? ?(3.49?8?21 1.9?80?2)1?02? S?mmol810? S?m ?5.47?2?1m ol 22
cH2O??HO2MH2O997.09 kg?m?3??55.36?103 mol?m?3 ?3?118.01?10 kg?mol
Λ m(H2O)??HO2cH2O5.50?10?6 S?m?1?112?1?9.935?10 S?m?mol ? 3?355.36?10 mol?m ??Λ m(H2O)
Λ ?m(H2O)1mol?9?1.81?410 ?1mol?119.93?5?10? S2?m ?225.47?8?10? S?m? Kw?aH??aOH???c???c??????????? ?c??c?222?1.814?10?9?55.36 mol?dm?3??14 ????1.008?10 ?3 1.0 mol?dm??8.分别计算下列各溶液的离子强度。设所有电解质的质量摩尔浓度均为
0.025 mol?kg?1,并假定这些电解质都能完全电离。①NaCl;②MgCl2;③CuSO4;
④LaCl3;⑤NaCl和LaCl3的混合溶液,质量摩尔浓度各为0.025 mol?kg。
解:将各离子浓度代入离子强度的定义式计算即可。因为浓度都相同,从计算结果可以比较一下哪一种类型的电解质离子强度最大。离子强度的定义式为 I??112mBzB ?2B ① I(NaCl)?12mBzB ?2B1(0.02?521?2?12?10.0?251)?m olkg ? ?0.025 m?ol kg对于AB价型的强电解质,离子强度就等于它的质量摩尔浓度。 ② I(MgCl2)??1?11(0.025?22?2?0.025?12)mol?kg?1 2 23
?0.075 m?ol?1 kg1?2?2?1对于A?2B或AB2价型的强电解质,离子强度是它质量摩尔浓度的三倍。
O?) ③ I(CuS4122(0.?025?210.?2025?2? )molkg ?0.10 m g?ol?1k对于AB价型的强电解质,离子强度是它质量摩尔浓度的四倍。 ④ I(LaC3l?)?2?2122(0.?025?3??130.?2025?1 )molkg ?0.15 m g?ol?1k?3?1?1?3对于A1B3或A3B1价型的强电解质,离子强度是它质量摩尔浓度的六倍。
⑤ I?1(0.02?521?220.0?25?10.?202?5?3?132?0.025? 1)molkg ?(0.025?0.15) mol?kg?1?0.175 mol?kg?1
对于混合强电解质溶液,离子强度等于组成溶液的所有电解质的离子强度的加和。从计算
?3?1?1?3结果可知,A1B3或A3B1价型的强电解质的离子强度最大。
9.298 K 时,某溶液含CaCl2和ZnSO4的浓度均为 0.002 mol·kg-1。试用Debye-Hückel极限定律,计算ZnSO4的离子平均活度因子。已知:常数A?0.509( mol?kg?1?2)1。
解:对于混合电解质溶液,在计算离子强度时,要把所有的离子都计算在内。但在计算离子平均活度因子时,只用到相关电解质离子电荷数。 I=12mBzB ?2B1(0.002?2222创0.00212+0.002?220.002醋22) molkg-1
==0.014 mol?kg-1
lgg?=-A浇zz-I -0.2409
=-0.509创|2(-2)|?0.014 g±=0.57 410.298 K时,当MgCl2和CuSO4溶液的浓度都等于0.025 mol?kg,并假定它们
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?1能完全电离。试分别计算这两种溶液的
(1)离子强度I。
(2)离子平均质量摩尔浓度m?。
(3)离子平均活度因子??,已知A?0.509(mol?kg)(4)电解质的离子平均活度a?和电解质的活度aB。 解 (1)离子强度根据第8题的简便的方法计算
I(MgCl2)?3mB?3?0.025 mol?kg?1?0.075 mol?kg?1
I(CuSO4)?4mB?4?0.025mol?kg?1?0.10 mol?kg?1 (2)根据平均质量摩尔浓度m?的定义,m??m?m? m?(MgCl2)?34 mB
?34?0.025 mol?kg?1?0.0397 mol?kg?1 m?(CuSO4)?m(CuSO4)?0.025 mol?kg?1 (3)利用Debye-H?ckel极限公式 lg????Az?z? lg??(Mg2C?l)?
?1?12。
??????????1?????????1mB
I,
0.?509??2(1) 0.0750. 526??(MgC2l?) lg??(CuS?)?4O
0.?509??2(2 )0. 2270.10??(CuS4O?) (4) 已知 a???? a?(MgC2l?)m?? , aB?a? ?m0.5?260.?0397 0.02093?6 a(MgCl2)?(0.0209)?9.129?10 a?(CuS4O?) a(CuS4O?)?3 0.2?270.?025?5.6751032?5 2110(5.?67?51?0)?3.211.有下列电池,写出各电池的电极反应和电池反应
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