2. Aktivita, aktivitní koeficient, iontová síla - procvičování
Konstanty:
Molární plynová konstanta R = 8,314472 J moľ1 K"1 Faradayova konstanta F = 96485,33 C moľ1 A = 0,509 Příklady:
1. Aktivita chloridových aniontů v kalomelové elektrodě při 25 °C je 8,7-10"7. Vypočítejte změnu elektrodového potenciálu, ke které na této elektrodě dojde poté, co do elektrolytu při 25 °C přidáme nadbytek roztoku KCI o molalitě 0,05 mol kg"1. Aktivitní koeficient KCI v přidaném roztoku je 0,816. (-0,28 V)
2. Vypočítejte aktivitu a aktivitní koeficient acetonu pro roztok chloroformu v acetonu při 25 °C, je-li tlak par čistého acetonu 46,3 kPa,
(i) parciální tlak acetonu je 4,9 kPa a molární zlomek acetonu je 0,20. (a = 0,11; y = 0,53)
(ii) parciální tlak acetonu je 12,3 kPa a molární zlomek acetonu je 0,40. (a = 0,27; y = 0,66)
(iii) parciální tlak acetonu je 23,3 kPa a molární zlomek acetonu je 0,60. (a = 0,50; y = 0,84)
(iv) parciální tlak acetonu je 33,3 kPa a molární zlomek acetonu je 0,80. (a = 0,72; y = 0,90)
3. Vypočítejte aktivitu a aktivitní koeficient acetonu pro roztok acetonu v chloroformu při 25 °C, je-li Henryho konstanta acetonu 23,3 kPa,
(i) parciální tlak acetonu je 4,9 kPa a molární zlomek acetonu je 0,20. (a = 0,21; y = 1,05)
(ii) parciální tlak acetonu je 12,3 kPa a molární zlomek acetonu je 0,40. (a = 0,53; y = 1,32)
(iii) parciální tlak acetonu je 23,3 kPa a molární zlomek acetonu je 0,60. (a = 1,00; y = 1,67)
(iv) parciální tlak acetonu je 33,3 kPa a molární zlomek acetonu je 0,80. (a = 1,43; y = 1,79)
4. Látka B je rozpuštěna v látce A. Tlak par čisté látky A je 39,997 kPa, Henryho konstanta látky B je 26,664 kPa. Je-li molární zlomek látky A 0,9, parciální tlak látky A je 33,331 kPa a parciální tlak látky B 3,333 kPa. Vypočítejte aktivitu a aktivitní koeficient obou látek.
(látka A: a = 0,83, y = 0,93; látka B: a = 0,125, y = 1,25)
5. Při teplotě 20 °C je v 920 g vody (M(H20) = 18,015 g moľ1) je rozpuštěno 122 g netěkavé látky (M = 241 g moľ1). Tlak par čisté vody je 2,339 kPa, parciální tlak vody je 2,269 kPa. Vypočítejte aktivitu a aktivitní koeficient vody. (a = 0,9701; y = 0,980)
6. Zředěný roztok bromu v tetrachlormethanu se chová jako ideální roztok. Při 25 °C je tlak par čistého tetrachlormethanu je 4,513 kPa a Henryho konstanta bromu 16,313 kPa. Vypočítejte tlak par obou složek, celkový tlak a složení plynné fáze, je-li molární zlomek bromu 0,05.
(p(CCI4) = 4,29 kPa; p(Br2) = 0,816 kPa; pT0T = 5,103 kPa; y(CCI4) = 0,840; y(Br2) = 0,160)
7. Při měření rovnováhy mezi kapalnou a plynnou fází roztoku kapalin A a B při teplotě 30 °C a tlaku 101,325 kPa byl molární zlomek kapaliny A 0,220 v kapalné fázi a 0,314 v plynné fázi. Tlak par čisté kapaliny A je 73,0 kPa a tlak par čisté kapaliny B 92,1 kPa. Předpokládejte, že obě látky se chovají jako rozpouštědlo. Vypočítejte aktivitu a aktivitní koeficient obou složek.
(A: a = 0,436, y = 1,98; B: a = 0,755, y = 0,968)
8. Při 25 °C je molalita bromidu sodného v roztoku 0,050 mol kg~1, molalita hexakyanoželezitanu draselného 0,040 mol kg1 a molalita chloridu draselného 0,030 mol kg-1. Vypočítejte iontovou sílu tohoto roztoku. (0,320)
9. Vypočítejte, při jaké molalitě sloučeniny v roztoku je iontová síla rovna 1, jedná-li se o roztok
(i) chloridu draselného. (1 mol kg-1)
(ii) fluoridu meďnatého. (0,3 mol kg-1)
(iii) hexakyanoželezitanu draselného. (0,16 mol kg-1)
10. Při 25 °C je molalita dusičnanu draselného v 500 g rozpouštědla 0,150 mol kg-1. Jaká musí být hmotnost přidané sloučeniny, aby výsledná iontová síla roztoku byla 0,250, je li přidávanou sloučeninou
(i) chlorid sodný (M = 58,44 g moľ1). (2,922 g)
(ii) dusičnan vápenatý (M = 164,088 g moľ1). (2,735 g)
11. Při 25 °C je molalita fluoridu sodného v roztoku je 0,030 mol kg1 a molalita chloridu vápenatého 0,010 mol kg"1. Vypočítejte iontovou sílu a střední aktivitní koeficienty sloučenin v tomto roztoku. (/ = 0,060; NaF: y+ = 0,75; CaCI2: y+ = 0,56)
12. Při 25 °C je molalita bromidu sodného v roztoku 0,lmmol kg1. Vypočítejte iontovou sílu a střední aktivitní koeficient bromidu sodného, je-li rozpuštěn
(i) ve vodě. (/ = 0,0001; y+ = 0,988)
(ii) v roztoku chloridu draselného o molalitě 0,01 mol kg"1. (/ = 0,0101; y+ = 0,889)
(iii) Jakou molalitu musí mít v roztoku síran draselný, aby byl střední aktivitní koeficient bromidu sodného v tomto roztoku stejný jako v případě (ii)? (3,33 mmol kg"1)
13. Určete hodnotu konstanty B v rozšířeném Debyeově-Húckelově zákoně, je-li ve zředěném vodném roztoku při 25°C
(i) molalita HBr 5,0 mmol kg"1 a střední aktivitní koeficient 0,930.
(ii) molalita HBrl0,0 mmol kg"1 a střední aktivitní koeficient 0,907.
(iii) molalita HBr20,0 mmol kg"1 a střední aktivitní koeficient 0,879.
(2,0)