Неорганика

4.Рассчитать теплоту  сгорания бензола в кДж/кг. Примеси  составляют 25%. Вода выделяется в  газообразном состоянии. Реакция  идет по схеме:

С₆Н_6(г) + 15/2О_2(г) = 6СО_2(г) + 3Н₂О_(г)

Решение:

∆Н₂₉₈ = 6∆Н _СО2(г) + 3∆Н _H2O(г) –∆Н_С6Н6(г) – 15/2∆Н _О2(г)

∆Н₂₉₈ = 6(-393,51) + 3(-241,81) – (82,98) – 0= -3169,47кДж/моль

Таким образом, теплота сгорания Q₁ 1 моль бензола составляет 3169,47 кДж. Пусть масса бензола m=1 кг, тогда масса чистого бензола:

m (С₆Н₆) =m*w(С₆Н₆)

m (С₆Н₆) =1*0,75=0,75 кг=750г

n(С₆Н₆) = m (С₆Н₆)/M (С₆Н₆)

n(С₆Н₆) = 750/78 = 9,6 моль

Q (С₆Н₆) = Q₁*9,6=30426,912 кДж

Ответ: 30426,912 кДж

5.При какой  температуре установится термодинамическое  равновесие в системе:

SO_2(г) + 2Н₂S_(г)

3S_(к) + 2Н₂О_(ж)

Решение:

а) SO_2(г) + 2Н₂S_(г) = 3S +2H₂O

Т_равн =∆Н₂₉₈/∆S₂₉₈

∆Н₂₉₈ = 3∆Н _S + 2∆Н _H2O –∆Н _SO2(г)– 2∆Н _Н2S(г)

∆Н₂₉₈ =2(-285,83) – (-296,90) –2(-20,60) = –233,56 кДж/моль

∆S₂₉₈ = 3∆S _S + 2∆S _H2O –∆S _SO2(г)– 2∆S _Н2S(г)

∆Н₂₉₈ =3(32,55) + 2(69,95) – 248,07 –2(205,70) = –397,83 Дж/моль

Т_равн =587K

б) 3S_(к) + 2Н₂О_(ж)

Сера не взаимодействует  с водой. Не растворяется в воде и  даже не смачивается водой. Поэтому  такая реакция не идет, как следствие, нет системы, в которой бы устанавливалось  равновесие.

9.Рассчитать потенциал кобальтого электрода в 2М растворе соли CoCl₂

Решение:

Численные значения равновесных  электродных потенциалов зависят  от природы электродов, концентрации и рассчитываются по уравнению Нернста:

φ^δMe/Meⁿ⁺ = φ⁰Me/Meⁿ⁺+ lgC (Meⁿ⁺)

φ^δCo/Co²⁺ = φ⁰Co/Co²⁺+ lgC (Co²⁺)

φ⁰Co/Co²⁺ = -0,27 B

φ^δCo/Co²⁺ =-0,27 B+ lg2=-0,26B

Ответ: -0.26В

10. Рассчитать  ЭДС гальванического элемента, составленного  из железного и медного электродов  с концентрацией ионов [Fe²⁺]=0,01 моль/л, [Cu²⁺]=0,001 моль/л.

Решение:

ЭДС рассчитывает по формуле:

∆ φ = φ_к – φ_а

φ⁰Fe/Fe²⁺ = -0,44 В

 φ⁰Cu/Cu²⁺ = 0,337 B

Поскольку железо более электроотрицательно, то в паре железо/медь железо будет  анодом.

φ^δMe/Meⁿ⁺ = φ⁰Me/Meⁿ⁺+ lgC (Meⁿ⁺)

φ_аFe/Fe²⁺ = φ⁰ Fe/Fe²⁺+ lgC (Fe²⁺)

φ_kCu/Cu²⁺ = φ⁰ Cu/Cu²⁺+ lgC (Cu²⁺)

∆ φ = φ⁰ Cu/Cu²⁺+ lgC (Cu²⁺) – φ⁰ Fe/Fe²⁺– lgC (Fe²⁺)=0,7475B

Ответ: 0,7475 В

12.Составить электрохимическую  схему гальванического элемента, образующегося при коррозии луженого  железа при нарушении покрытия  с кислородным деполяризатором.

Решение:

φ⁰Fe/Fe²⁺ = -0,44 В

 φ⁰Sn/Sn²⁺ = -0,136 B

В  паре  Fe – Sn  более активным  металлом  является  железо,  оно выступает в роли  анода и подвергается разрушению.

Анодный процесс:

Fe – 2e^– = Fe²⁺

Катодный процесс: 

O₂+2H₂O +4e^- =4OH⁻ (среда нейтральная)

Продуктом  коррозии  в  нейтральной  среде  является  соль  Fe(OH)₂ ,  который в присутствии кислорода в электролите окисляется:

4Fe(OH)₂ + O₂ = 4FeO(OH) + 2H₂O

При этом образуются рыхлые слои бурой ржавчины. 

Покрытия  железа  менее  активными  металлами  (катодные покрытия) эффективны до тех пор, пока не нарушены.