MADE BY KOSTEK

MADE BY KOSTEK

Elektrochemia - kolokwium - wariant A

Uwaga: Jeżeli nie podano inaczej, to wszycie dane odnoszą się do
temperatury 25,0

o

C

1. Zaproponować schematy ogniw w których można by zrealizować
następujące procesy. Podać równania procesów elektrodowych wzory na
potencjały względne półogniw i SEM ogniw. Równania reakcji zapisano w
kierunku termodynamicznie możliwym dla stanów reagentów bliskich
stanom standardowym. Określić znaki biegunów półogniw:
2H

2(g)

+ O

2(g)

→

2H

2

O

(c)

PbSO

4(c)

+ H

2(g)

→ H

2

SO

4(aq)

+ Pb

(s)

Sb

2

O

3(s)

+ 3H

2(g)

→ 2Sb

(s)

+ 3H

2

O

(c)

2. Przewodność właściwa roztworu wodnego nasyconego względem
PbSO

4(c)

jest równa 6,52⋅10

-6

Ω

-1

cm

-1

Przewodności molowe jonów są odpowiednio równe: Λ(Pb

2+

)=140,0 Ω

-1

mol

-

1

cm

-1

.

Λ

(SO

4

2-

)=159,6 Ω

-1

mol

-1

cm

-1

Przewodność właściwa wody użytej do pomiarów była równa 1,21⋅10

-4

m'

1

.

Ω

-1

cm

-1

Obliczyć:
a) Rozpuszczalność soli (mol/dm

3

) w wodzie

b) Iloczyn rozpuszczalności soli
c) Rozpuszczalność soli w roztworze Na

2

SO

4

o stężeniu 2,00⋅10

-2

mol/dm

3

(przyjąć model roztworu rzeczywistego i zastosować korelację Daviesa)

3. Standardowe SEM ogniw:
(-) Pb | PbCl

2(s)

| KCl

(c)

| AgCl

(s)

| Ag

(s)

(+)

(-) Pb | PbI

2(s)

| KI

(c)

| AgI

(s)

| Ag

(s)

(+)

Są odpowiednio równe 490,2 mV oraz 211,1 mV, natomiast ich
współczynniki temperaturowe są odpowiednio równe -0,186 mV⋅K

-1

oraz

-0,127 mV⋅K

-1

Obliczyć standardowe funkcje termodynamiczne (entalpię

swobodną, entropię i entalpię) reakcji
PbI

2(s)

+ 2AgCl

(s)

→ PbCl

2(s)

+ AgI

2(s)

Elektrochemia - kolokwium - wariant B

Uwaga: Jeżeli nie podano inaczej, to wszystkie dane odnoszą się do
temperatury 25,0

°

C.

1. Zaproponować schematy ogniw w których można by zrealizować
następujące procesy. Podać równania procesów elektrodowych, wzory
na potencjały względne półogniw i SEM ogniwa. Równania reakcji
zapisano w kierunku termodynamicznie możliwym dla stanów reagentów
bliskich stanom standardowym. Określić znaki biegunów półogniw. 2
2AgCI

(s)

+ H

2(s)

→ 2 Ag

(s)

+ 2 HCl

(aq)

PbO

2(s)

+ 2 H

2

SO

4aq

→

2 PbSO

4(s)

+ 2 H

2

O

(c)

Sb

2

O

3(s)

+ 3 H

2(g)

→

2 Sb

(s)

+ 3 H

2

O

(c)

2. Przewodność właściwa roztworu wodnego nasyconego względem
MgF

2(s)

jest równa 8,36⋅10

-6

Ω

-1

cmol

-1

. Przewodności molowe jonów są

odpowiednio równe:
Λ

(Mg

2+

)=106,12 Ω

-1

mol

-1

cm

2

; Λ(F

-

)=55,4 Ω

-1

mol

-1

cm

2

.

Przewodność właściwa wody użytej do pomiarów była równa
1,1⋅10

-6

Ω

-1

cm

-1

.

Obliczyć
a) Rozpuszczalność soli (mol/dm

3

) w wodzie

b) Iloczyn rozpuszczalności soli
c) Rozpuszczalność soli w roztworze BaF

2

o stężeniu

2,00⋅10

-2

mol⋅dm

-3

(przyjąć model roztworu rzeczywistego i zastosować

korelację Daviesa).

3. Standardowa SEM ogniwa
(-) Pt I H

2(g)

| NaOH

(aq)

| HgO

(s)

I Hg

(c)

(+)

jest równa 926,0 mV, natomiast standardowa entalpia swobodna reakcji
tworzenia wody ciekłej jest równa -237,2 kJ⋅mol

-1

. Obliczyć standardową

entalpię swobodną reakcji

HgO

(s)

→ Hg

(c)

+

2

1

O

2(g)

oraz prężność gazową tlenu nad tlenkiem rtęci (II) tzn. jego prężność
rozkładową.

MADE BY KOSTEK

MADE BY KOSTEK

Elektrochemia - kolokwium - wariant C

Uwaga: Jeżeli nie podano inaczej, to wszycie dane odnoszą się do
temperatury 25,0

o

C

1.Zaproponować schematy ogniw w których można by zrealizować
następujące procesy. Podać równania procesów elektrodowych wzory na
potencjały względne półogniw i SEM ogniw. Równania reakcji zapisano w
kierunku termodynamicznie możliwym dla stanów reagentów bliskich
stanom standardowym. Określić znaki biegunów półogniw:
H

2(g)

+ Cl

2(g)

→ 2HCl

(aq)

PbSO

4(s)

+ H

2(g)

→ H

2

SO

4(aq)

+ Pb

(s)

PbCl

(s)

+ 2Hg

(c)

→ Pb

(s)

+ Hg

2

Cl

2(s)

2. Przewodność właściwa roztworu wodnego nasyconego względem
Ag

2

SO

4(s)

jest równa 7,85⋅10

-6

Ω

-1

cmol

-1

. Przewodności molowe jonów są

odpowiednio równe:
Λ

(Ag

+

)=61,9 Ω

-1

mol

-1

cm

2

; Λ(SO

4

2-

)=159,6 Ω

-1

mol

-1

cm

2

.

Przewodność właściwa wody użytej do pomiarów była równa
1,1⋅10

-6

Ω

-1

cm

-1

Obliczyć
a) Rozpuszczalność soli (mol/dm

3

) w wodzie

b) Iloczyn rozpuszczalności soli
c) Rozpuszczalność soli w roztworze Na

2

SO

4

o stężeniu

1,50⋅10

-2

mol⋅dm

-3

.

3. Doświadczalnie zbadano SEM ogniwa:

(-) Pt | H

2(g)

| NaOH

(aq)

| HgO

(s)

| Hg

(c)

| Pt (+)

w zakresie temperatur 0 - 45°C i skorelowano jego standardowa SEM
równaniem:
E

o

/mV=925,65 – 0,2948(T/°C – 25,0) + 0,000499(T/°C – 25,0)

2

Ustalić równanie reakcji przebiegającej w ogniwie i obliczyć jej standardową
funkcje termodynamiczne (entalpię swobodną, entropię, entalpię oraz stałą
równowagi) w temperaturze 0,0°C oraz 40,0°C

Elektrochemia - kolokwium - wariant E

Uwaga: Jeżeli nie podano inaczej, to wszycie dane odnoszą się do
temperatury 25,0

o

C

1.Zaproponować schematy ogniw w których można by zrealizować
następujące procesy. Podać równania procesów elektrodowych wzory
na potencjały względne półogniw i SEM ogniw. Równania reakcji
zapisano w kierunku termodynamicznie możliwym dla stanów reagentów
bliskich stanom standardowym. Określić znaki biegunów półogniw:
H

2(g)

+ I

2(aq)

→ 2HI

(aq)

PbSO

4(s)

+ H

2(g)

→ H

2

SO

4(aq)

+ Pb

(s)

PbCl

2(s)

+ 2Ag

(s)

→ Pb

(s)

+ 2 AgCl

(s)

2. W aparacie Hittorfa oznaczono liczby przenoszenia. Anodę stanowił
drut srebrny a katodę platyna. Aparat był wypełniony wodnym roztworem
LiNO

3

o stężeniu 0,0201 mol⋅kg

-1

(wody). Stwierdzono, że przed

elektrolizą masa części anodowej wraz z anodą wynosiła 130,002g a po
elektrolizie 130,866g. Anoda srebrna przed elektrolizą miała masę
12,164g, a po elektrolizie 10,004g. Obliczyć liczbę przenoszenia jonu
Li

+

.

3. Na podstawie wartości potencjałów standardowych następujących
reakcji potencjałotwórczych (półogniw)

Cu

2+

(aq)

+ 2e = Cu

(s)

E

0

1

= 35O mV

Cu

2+

+ e = Cu

(s)

E

0

2

= 180 mV

Cu(NH

3

)

2

+

(aq)

+ e = 2NH

3(aq)

+ Cu

(s)

E

0

3

= -110 mV

obliczyć stałą równowagi reakcji.

2NH

3(aq)

+ Cu

+

(aq)

= Cu(NH

3

)

2

+

(aq)

MADE BY KOSTEK

MADE BY KOSTEK

Elektrochemia - kolokwium - wariant F

Uwaga: Jeżeli nie podano inaczej, to wszycie dane odnoszą się do
temperatury 25,0

o

C

1. Zaproponować schematy ogniw w których można by zrealizować
następujące procesy. Podać równania procesów elektrodowych wzory na
potencjały względne półogniw i SEM ogniw. Równania reakcji zapisano w
kierunku termodynamicznie możliwym dla stanów reagentów bliskich
stanom standardowym. Określić znaki biegunów półogniw:
PbSO

4(s)

+ H

2(g)

→ H

2

SO

4(aq)

+ Pb

(s)

2AgCl

(s)

+ Zn

(s)

+ 4KOH

(aq)

→ 2Ag

(s)

+ K

2

[Zn(OH)

4

]

(aq)

+ 2KCl

(aq)

Sb

2

O

3(s)

+ 3H

2(g)

→ 2Sb

(s)

+ 3H

2

O

(c)

2. Podczas elektrolizy 0,100 M NaBr w aparacie Hittorfa zastosowano
anodę ze srebra pokrytą bromkiem srebra oraz katodę platynową. Po
elektrolizie stwierdzono, że w czasie trwania elektrolizy, na katodzie
wydzieliło się 0,00150 mola wodoru, natomiast w przestrzeni katodowej
ubyło 0,001126 mola NaBr. Obliczyć liczby przenoszenia jonów Na

+

oraz Br

-

3. SEM ogniwa stężeniowego z przenoszeniem
Ag | AgCl | NaCl (m

1

=0,01M) || NaCl(m

2

= 0,001M) | AgCl | Ag

wynosi 44,77 mV a Liczba przenoszenia jonu Na

+

wynosi 0,390

a) Określić znaki biegunów ogniwa.
b) Obliczyć średnią współczynnik aktywności NaCl w roztworze 0,01M. Dla
stężenia 0,001M można obliczyć średni współczynnik aktywności na
podstawie granicznego wzoru Debye’a i Hueckel’a

Elektrochemia - kolokwium - wariant G

Uwaga: Jeżeli nie podano inaczej, to wszycie dane odnoszą się do
temperatury 25,0

o

C

1. Zaproponować schematy ogniw w których można by zrealizować
następujące procesy. Podać równania procesów elektrodowych wzory
na potencjały względne półogniw i SEM ogniw. Równania reakcji
zapisano w kierunku termodynamicznie możliwym dla stanów reagentów
bliskich stanom standardowym. Określić znaki biegunów półogniw:
Hg

2

SO

4(s)

+ Cd

(s)

→ Cd

2+

(c)

SO

4

2-

(c)

+ 2Hg

(c)

HgO

(s)

+ Zn

(s)

+2KOH

(aq)

+ H

2

O

(c)

→ Hg

(c)

+ K

2

[Zn(OH)

4

]

(aq)

Ag

2

O

(s)

+ H

2(g)

→ 2Ag

(s)

+ H

2

O

(c)

2. Oznaczono liczby przenoszenia jonów w aparacie Hittorfa
zaopatrzonym w elektrody platynowe. Elektrolit stanowił 0,100M roztwór
wodny KClO

4

W wyniku elektrolizy z przestrzeni anodowej ubyło 0,00134

mola KClO

4

natomiast na zobojętnienie roztworu w przestrzeni

katodowej zużyto 40cm

3

0,100M HCl. Wykonać bilans materiałowy (w

molach) dla przestrzeni katodowej i anodowej i obliczyć liczbę
przenoszenia jonu K

+

.

3. Równanie procesu elektrodowego elektrody wodorowej zapisuje się
zależnie od natury roztworu w jeden z podanych poniżej sposobów:

2H

+

(aq)

+ 2e = H

2(g)

(*)

2H

2

O

(c)

+ 2e = H

2(g)

+ OH

-

(aq)

(**)

Procesowi elektrodowemu (*) przypisuje się w każdej temperaturze
zerową wartość potencjału standardowego. Jaką wartość potencjału
standardowego należy przypisać w temperaturze 25°C procesowi (**)
jeżeli pK wody jest w tej temperaturze równe 13,9977.

MADE BY KOSTEK

MADE BY KOSTEK

Elektrochemla - kolokwium - wariant H

Uwaga: Jeżeli nie podano inaczej, to wszycie dane odnoszą się do
temperatury 25,0

o

C

1. Zaproponować schematy ogniw w których można by zrealizować
następujące procesy. Podać równania procesów elektrodowych wzory na
potencjały względne półogniw i SEM ogniw. Równania reakcji zapisano w
kierunku termodynamicznie możliwym dla stanów reagentów bliskich
stanom standardowym. Określić znaki biegunów półogniw:
Mg

(s)

+ 2 AgCl

(s)

→ 2Ag

(s)

+ MgCl

(aq)

PbSO

4(s)

+ H

2(g)

→ H

2

SO

4(aq)

+ Pb

(s)

PbCl

2(s)

+ 2Ag

(s)

→ Pb

(s)

+ AgCl

(s)

2. Oznaczono liczby przenoszenia jonów w aparacie Hittorfa zaopatrzonym
w elektrody platynowe. Elektrolit stanowił 0,100M roztwór wodny KClO

4

. W

wyniku elektrolizy z przestrzeni anodowej ubyło 0,00134 mola KClO

4

natomiast na zobojętnienie roztworu w przestrzeni katodowej zużyto 40cm

3

0,100M HCl. Wykonać bilans materiałowy (w molach) dla przestrzeni
katodowej i anodowej i obliczyć liczbę przenoszenia jonu K

+

.

3. SEM ogniwa Pt

(s)

I Hg

(c)

I Hg

2

Br

2(s)

| KBr

(aq)

| AgBr

(s)

I Ag

(s)

| Pt

(s)

opisuje

równanie korelacyjne E/mV=68,04 + 0,312(T/°C - 25,00), natomiast
potencjały standardowe półogniw są odpowiednio równe:
E°(Ag

+

| Ag

(s)

) /mV=799,0

E°(Hg

2

Br

2(s)

| Hg

(c)

) /mV=140,0

Obliczyć:
a) Wartość standardowych funkcji termodynamicznych (entalpii
swobodnej, entalpii i entropii) reakcji przebiegającej w ogniwie (podać jej
równanie);
b) Iloczyn rozpuszczalności AgBr

Kolokwium Elektrochemia Temat I

Zad. 1 (5 pkt)
Znana jest zależność oporu wodnych roztworów chlorku barowego w
temp. 25°C od stężenia oraz stała naczynka konduktometrycznego
k = 150 m

-1

C /mol dm

-3

0,0002

0,0005

0,001

0,002

R /Ω

27520

11160

5680

2905

Wyznaczyć Λ

∞

(graniczne przewodnictwo molowe) w wodnym roztworze

chlorku barowego w temp. 25°C.
Zad. 2 (4 pkt)
Hydroliza - reakcja chemiczna soli słabego kwasu i mocnej zasady z
wodą. Podaj schemat reakcji i wyprowadź termodynamiczną mieszaną
stałą równowagi K, dla tego przypadku. W ilu procentach jest
hydrolizowany octan sodowy w 0,100 M

roztworze. Obliczyć pH tego

roztworu. Dla ułatwienia należy przyjąć, że współczynniki aktywności są
równe jedności. Dane są stałe:
K

octan

=1,85⋅10

-5

K

a

=1,08⋅10

-4

Zad. 3 (2 pkt)
Opisz równowagę w roztworze słabego elektrolitu (przybliżoną
termodynamiczną stałą równowagi dysocjacji = prawo rozcieńczeń
Ostwalda) o stopniu dysocjacji α i stężeniu molowym C dla reakcji
dysocjacji:

K

3

A ↔ 3K

+

+ A

3-

Zad. 4 (4 pkt)
Wyprowadź wzór Nernsta na potencjał elektrody metalicznej I rodzaju.
Zad. 5 (4 pkt)
Podaj przykłady bertolidów typu n i p. Jaki rodzaj przewodnictwa
występuje w tych kryształach?
Zad. 6 (6 pkt)
Zaproponuj ogniwa galwaniczne w których biegną następujące reakcje
chemiczne; podaj wyrażenia określające potencjały elektrod i SEM
ogniwa.

Zn + Hg

2

Cl

2(s)

→ ZnCl

2(aq)

+ 2Hg

+

3H

2(g)

+ Au

2

O

3(s)

→ 2Au + 3H

2

O

MADE BY KOSTEK

MADE BY KOSTEK

Kolokwium – Elektrochemia Temat II

Zad. 1 (6 pkt)
Zaproponuj ogniwa galwaniczne, w których biegną następujące reakcje
chemiczne:
Cl

2(g)

+ Zn

(s)

→ ZnCl

2(aq)

H

2(g)

+ HgO

(s)

→ Hg

(c)

+ H

2

O

Wyprowadź wzory na SEM tych ogniw, podaj reakcje elektrodowe i wzory na
potencjały elektrod.
Zad. 2 (5 pkt)
Dla roztworu amidu kwasu azotowego H

2

N

2

O

2

, rozpuszczonego w wodzie w temp.

15°C uzyskano dane:

C / mol/dm

3

0,03

0,015

0,0075

0,00375

Λ

/Ω

-1

cm

2

mol

-1

1,017

1,446

2,052

2,86

Przewodności jonowe wynoszą: Λ

H+

= 298; Λ

Na+

=39,9 ;

2

2

O

NaHN

Λ

=93 /Ω

-1

cm

2

mol

-1

Wyznaczyć stałą równowagi pierwszego stopnia dla dysocjacji amidu zgodnie z
równaniem:

H

2

N

2

O

2

↔

↔

↔

↔

H

+

+ HN

2

O

2

-

Wyznaczyć pH tych roztworów.
Zad. 3 (2 pkt)
Wyznacz przewodnictwo molowe soli trudno rozpuszczalnej AgCl w rozcieńczeniu
nieskończenie wielkim (Λ

∞

) z danych dla elektrolitów mocnych (w temp. 298.15 K):

AgNO

3

Λ

∞

= 133,32

(Ω

-1

cm

2

mol

-1

)

KCl

Λ

∞

= 149,82

(Ω

-1

cm

2

mol

-1

)

KNO

3

Λ

∞

= 144,92

(Ω

-1

cm

2

mol

-1

)

Jak wyznacza się Λ

∞

dla mocnych elektrolitów?

Zad. 4 (2 pkt)
Omów wpływ rozpuszczalników niewodnych, np.: etanol, nitrobenzen,
dwuformyloamid, na stopień dysocjacji elektrolitu i inne własności fizykochemiczne.
Podaj regułę Waldena.
Zad. 5

(5 pkt)

Opisz granicę faz roztwór-roztwór (wzór Hendersona). Podaj zasadę działania
klucza elektrolitycznego.
Zad. 6 (5 pkt)
Obliczyć rozpuszczalność PbSO

4

w wodzie w temp. 18 °C wiedząc, że

przewodność elektrolityczna wynosi 1.65⋅10

-3

(Ω

-1

m

-1

) w odniesieniu do

przewodnictwa wody, z której został przygotowany roztwór natomiast graniczne
ruchliwości jonów Pb

2+

i SO

4

2-

są równe odpowiednio 6,26⋅10

-6

oraz

7,10⋅10

-6

(s

-1

m

2

V

-1

). PbSO

4

jest trudno rozpuszczalną solą i mocnym elektrolitem.

KOLOKWIUM I - ELEKTROCHEMIA Grupa A (∑

∑

∑

∑

=23pkt.)

Zad. 1 (2 pkt.)
Proszę narysować elektrodę szklaną. Z czego się ona składa? Do czego
służy? Proszę napisać wyrażenie na potencjał tej elektrody.
Zad. 2 (4 pkt.)
Liczbę przenoszenia jonu Na

+

w 0,02 M roztworze NaCIO

4

wyznaczano

metodą Hittorfa. Anoda i katoda wykonana była z platyny. Po
zakończeniu elektrolizy okazało się, że w 150 g roztworu w przestrzeni
anodowej ubyło 2,3 mmol NaCIO

4

, a na zobojętnienie roztworu w

przestrzeni katodowej zużyto 5,8 mmol 0,1 M HCl Proszę wyznaczyć
liczbę przenoszenia jonu Na

+

wyliczając je z bilansu dla przestrzeni

anodowej i katodowej (proszę porównać wartości t

+

dla obu bilansów) i

ładunek, jaki przepłynął przez roztwór.
Zad. 3 (4 pkt.)
Korzystając z podanych niżej danych proszę obliczyć przybliżoną
wartość stałej dysocjacji kwasu octowego w wodzie.

C / mol cm

-3

0,0000

0,0004

0,0009

0,0025

0,0100

0,0400

Λ

/ Ω

-1

m

2

mol

-1

0,03907 0,00739 0,005115 0,003165 0,001621 0,000819

Zad. 4 (4 pkt.)
Proszę wyznaczyć rozpuszczalność Ag

2

CrO

4

w 25 °C w 0,008 M

K

2

CrO

4(aq)

, w wodzie oraz w 0,008 M KNO

3(aq),

jeżeli wiadomo, że iloczyn

rozpuszczalności chromianu srebra wynosi 4,05⋅10

-12

Zad. 5 (3 pkt.)
Reakcja sumaryczna zachodząca w ogniwie jest następująca:

Au + HI

(aq)

→ AuI +

2

1

H

2

.

Proszę

podać reakcje połówkowe, wyrażenia

na potencjały elektrod oraz wyrażenie na SEM.
Zad. 6 (4 pkt.)
Obliczyć stałą równowagi reakcji: 3 Pb + 2 Fe

3+

= 3 Pb

2+

+ 2 Fe, jeżeli

dane są standardowe potencjały półogniw: a) Fe

2+

, Fe

3+

/Pt E°

1

=

0,771 V, b) Fe

2+

/ Fe E°

2

= -0,444 V, c) Pb

2+

/Pb E°

3

= -0,126

V. Obliczyć potencjał standardowy półogniwa: d) Fe

3+

/ Fe E°

4

= ?

Zad. 7 (2 pkt.)
Proszę napisać, kiedy występuje potencjał dyfuzyjny oraz podać wzory
na E

d

:a) dla takich samych elektrolitów i b) dla różnych elektrolitów.

Jakie są metody eliminacji tego potencjału - przykłady.

MADE BY KOSTEK

MADE BY KOSTEK

KOLOKWIUM I - ELEKTROCHEMIA Grupa B (∑

∑

∑

∑

23pkt.)

Zad. 1 (2 pkt.)
Jak działa elektroda tlenowa? Proszę napisać mechanizm jej działania w
ś

rodowisku zasadowym.

Zad. 2 (4 pkt.)
Proszę wyznaczyć rozpuszczalność CaF

2

w 25 °C w 0,02 M KF

(aq)

, w H

2

O,

w 0,02 M KNO

3(aq)

jeżeli wiadomo, że iloczyn rozpuszczalności fluorku

wapnia wynosi 3,47⋅10

-11

Zad. 3. (4 pkt.)
Obliczyć stałą równowagi reakcji: 3 Pb + 2 Fe

3+

= 3 Pb

2+

+ 2 Fe, jeżeli dane

są standardowe potencjały półogniw: a) Fe

2+

/Fe

3+

/Pt E°

1

= 0,771 V, b)

Fe

2+

/Fe E°

2

= -0,444 V, b) Pb

2+

/Pb E°

3

= -0,126 V. Obliczyć potencjał

standardowy półogniwa: d) Fe

3+

/Fe E°

4

= ?

Zad. 4. (3 pkt.)
Reakcja sumaryczna zachodząca w ogniwie jest następująca: Au + HI

(aq)

→

AuI +

2

1

H

2

Proszę podać reakcje połówkowe, wyrażenia na potencjały

elektrod oraz wyrażenie na SEM.
Zad. 5. (4 pkt.)
Liczbę przenoszenia jonu Na

+

w 0,02 M roztworze NaClO

4

wyznaczano

met. Hittorfa. Anoda wykonana była ze srebra, katoda zaś z platyny. Przed
elektrolizą masa części anodowej wynosiła 120,051 g, a masa anody
16,987 g. Po zakończeniu elektrolizy okazało się, że przyrost masy części
anodowej z anodą wyniósł 0,892 g, a masa anody ważyła 16,205 g.
Obliczyć liczbę przenoszenia kationu.
Zad. 6. (4 pkt.)
Korzystając z podanych niżej danych proszę obliczyć przybliżoną wartość
stałej dysocjacji kwasu octowego w wodzie.

C / mol cm

-3

0,0000

0,0004

0,0009

0,0025

0,0100

0,0400

Λ

/ Ω

-1

m

2

mol

-1

0,03907 0,00739 0,005115 0,003165 0,001621 0,000819

Zad. 7. (2 pkt.)
Proszę podać definicję siły elektromotorycznej i wykres, na którym można
przedstawić różnice potencjałów odpowiadających SEM.

ELEKTROCHEMIA Kolokwium 14.06.2006

Zadanie 1.(pkt.7) W 25°C SEM ogniwa Pt | H

2

| H

2

SO

4

| Au

2

O

3

wynosi

1362 mV. Znaleźć ∆G° reakcji tworzenia 1 mola Au

2

O

3

, jeżeli ∆G°

syntezy 1 mola wody z pierwiastków wynosi -236,986 kJ . Ciśnienie H

2

wynosi 1 bar.

Zadanie 2.(pkt.6). Przewodności molowe wynoszą : Λ

2

1

Pb(NO

3

)

2

=140,00 ; ΛNaCl =126,00 ; Λ

2

1

K

2

SO

4

=154,00 ΛKCl=150,00 ΛKNO

3

=144,00 S⋅cm

2

⋅

mol

-1

Przewodność elektrolityczna nasyconego roztworu

PbSO

4

w wodzie wynosi 0,00003794 S⋅cm

-1

. Ile gramów PbSO

4

wytrąci

się, jeżeli w temp. 25 °C zmieszamy 50 dm

3

roztworu Pb(NO

3

)

2

którego

rezystancja zmierzona w naczynku konduktometrycznym o sile k=0,500
cm

-1

wynosi R

1

=5952Ω i 50dm

3

Na

2

SO

4

, którego rezystancja zmierzona

w tym samym naczynku wynosi 6410Ω. Zakładamy, ze przewodność
elektrolityczna wody jest bardzo mała.

Zadanie 3. (pkt.8). SEM ogniwa o schemacie:

(-) Pt | H

2

| HCl | Hg

2

Cl

2

| Hg

+

(+)

wynosi 0,5097 V. Stężenie HCl wynosi 0,005 mol⋅kg

-1

. Ciśnienie wodoru

wynosi 1 bar. Potencjał standardowy dla reakcji Hg

2

2+

+ 2e = 2Hg

wynosi E° = 0,910 V. Napisać:
a) reakcje elektrodowe, podać wyrażenia na potencja! każdej elektrody

oraz reakcję sumaryczną zachodzącą w ogniwie

b) obliczyć stalą równowagi reakcji zachodzącej w ogniwie
c) iloczyn rozpuszczalności Hg

2

Cl

2

w 25°C.

Zadanie 4.(pkt.2). Podaj założenia teorii Debye’a i Hueckel’a
R = 8,314 J⋅mol

-1

⋅

K

-1

, F= 96458 C A= 0,5091

MADE BY KOSTEK

MADE BY KOSTEK

Kolokwium Elektrochemia grupa 1
ZADANIE 1. (4 pkt) Przewodność elektrolityczna roztworu KOH o stężeniu
0,100 mol⋅dm

-3

wynosi 0,0275 S⋅cm

-1

. Jeżeli do tego roztworu zostanie

dodana identyczna objętość roztworu HNO

3

o stężeniu 0,100 mol⋅dm

-3

to

przewodność elektrolityczna zmaleje do wartości 7,25⋅10

-3

S⋅cm

-1

. Dodanie

drugiej, takiej samej objętości roztworu HNO

3

o stężeniu 0,100 mol⋅dm

-3

powoduje z kolei wzrost przewodności elektrolitycznej do wartości 18,81⋅10

-

3

S⋅cm

-1

.Obliczyć:

a) przewodność molową KOH
b) przewodność molową KNO

3

c) przewodność molową HNO

3

ZADANIE 2. (4 pkt) Elektrody w aparacie Hittorfa wykonano z miedzi. Cały
aparat napełniono 0,100M roztworem CuSO

4

. Liczna przenoszenia jonów

Cu2+ w tym roztworze wynosi 0,40. Po przepłynięciu pewnego ładunku
zważono poszczególne części aparatu: anodę, katodę, roztwór w
przestrzeniach katodowej i anodowej. Jak zmieni się masa poszczególnych
części jeżeli masa katody wzrosła o 0,6354g. Wykonać (w molach) bilans
materiałowy dla elektrolizera.

60

,

159

4

=

CuSO

M

54

,

63

=

Cu

M

ZADANIE 3. (4 pkt) W temp. 298 K standardowy potencjał półogniwa Hg2+
| Hg wynosi 0,854 V, a półogniwa Hg

2+

, Hg

2

2+

| Pt wynosi 0,920 V. Obliczyć

potencjał standardowy półogniwa Hg

2

2+

| Hg i stałą równowagi K reakcji:

Hg

2+

+ Hg = Hg

2

2+

ZADANIE 4. (4 pkt) Wyprowadź wzór Ernsta na potencjał równowagowy
elektrody I rodzaju.
ZADANIE 5. (2 pkt) Podaj założenia teorii Debye’a i Hueckel’a.
ZADANIE 6. (5 pkt) Dane jest ogniwo:
Pt | Hg | Hg

2

Cl

2

| HCl | HgO | Hg | Pt

Standardowa siła elektromotoryczna tego ogniwa wynosi E

o

SEM

=0,656 V.

SEM tego ogniwa w 25°C wynosi E

SEM

=0,5377 V. Stężenie HCl wynosi

1mol/kg

H2O

.Potencjały standardowe półogniw wynoszą:

Hg

2+

| Hg

E

o

=0,854 V

H

3

O

+

| HgO, Hg

E

o

=0,924 V

Hg

2

2+

| Hg

E

o

=0,798 V

a) Obliczyć w 25

o

C średni współczynnik aktywności w HCl o stężeniu

1mol/kg

H2O

b) Obliczyć

w 25

o

C rozpuszczalność Hg

2

Cl

2

w HCl o stężeniu 1mol/kg

H2O

Kolokwium Elektrochemia grupa 2

ZADANIE 1. (4 pkt) Przewodności molowe wynoszą : Λ

2

1

Pb(NO

3

)

2

=140,00 ; ΛNaCl =126,00 ; Λ

2

1

K

2

SO

4

=154,00 ΛKCl=150,00 ΛKNO

3

=144,00 S⋅cm

2

⋅

mol

-1

Przewodność elektrolityczna nasyconego roztworu

PbSO

4

w wodzie wynosi 0,00003794 S⋅cm

-1

. Ile gramów PbSO

4

wytrąci

się, jeżeli w temp. 25 °C zmieszamy 50 dm

3

roztworu Pb(NO

3

)

2

którego

rezystancja zmierzona w naczynku konduktometrycznym o sile k=0,500
cm

-1

wynosi R

1

=5952Ω i 50dm

3

Na

2

SO

4

, którego rezystancja zmierzona

w tym samym naczynku wynosi 6410Ω. Zakładamy, ze przewodność
elektrolityczna wody jest bardzo mała.
ZADANIE 2. (5 pkt) Roztwory miedzi (I) i (II) wytrząsano z pyłem miedzi
aż do osiągnięcia stanu równowagi. Z pomiarów obliczono, że stosunek

+

2

Cu

a

do

+

Cu

a

wynosi 1091. Wiedząc, że potencjał standardowy

elektrody Cu

2+

| Cu wynosi 345 mV obliczyć potencjały elektrod i SEM

ogniw.
ZADANIE 3. (4 pkt) Zaproponować schematy ogniw z których pomiarów
SEM można wyznaczyć wartości zmian funkcji termodynamicznych dla
następujących reakcji:
a) 2 H

2(g)

+ O

2(g)

= 2 H

2

O

(c)

b) 3Hg

2

Cl

2(s)

+ 2Sb

(s)

+ 3H

2

O

(c)

=Sb

2

O

3(c)

+ 6Hg

(c)

+ 6HCl

(aq)

ZADANIE 4. (2 pkt) Co to jest efekt asymetrii (relaksacyjny) i co to jest
efekt elektroforetyczny? Jak można je zlikwidować?
ZADANIE 5. (2 pkt) Wykazać prawdziwość relacji:

∞

Λ

Λ

=

α

α - stopień dysocjacji ; Λ - przewodność molowa

ZADANIE 6. (6 pkt) W temperaturze 25

o

C SEM ogniwa stężeniowego z

przenoszeniem o schemacie Ag | AgCl | NaCl (m

1

=0,01M) || NaCl(m

2

=

0,001M) | AgCl | Ag wynosi 44,77 mV a liczba przenoszenia jonu Na

+

wynosi 0,390 Znaleźć średni współczynnik aktywności NaCl w roztworze
0,01M. Dla stężenia 0,001M obliczyć średni współczynnik aktywności na
podstawie teorii Debye’a i Hueckel’a. Należy wyprowadzić potrzebny do
obliczeń wzór na SEM ogniwa stężeniowego.
R = 8,314 J⋅mol

-1

⋅

K

-1

, F= 96458 C A= 0,5091

MADE BY KOSTEK

MADE BY KOSTEK

ELEKTROCHEMIA BIOTECHNOLOGIA 21.01.2000

Zad. 1 (5 pkt)
W temperaturze 18

o

C przewodności jonowe jonów wodorowego i

wodorotlenowego w rozcieńczeniu nieskończenie wielkim wynoszą:

Temperatura

18

o

C 25

o

C

Λ

H

+

/ Ω

-1

cm

2

mol

-1

315

349,8

Λ

OH

-

/ Ω

-1

cm

2

mol

-1

174

198,5

Obliczyć iloczyn jonowy wody w temperaturze 18

o

C i 25

o

C mając dane

przewodności elektrolityczne wody w różnych temperaturach:

T /

o

C

0

18

25

34

50

κ

⋅ 10

6

/ Ω

-1

cm

-1

0,01

0,038

0,055

0,09

0,17

Zad. 2 (5 pkt)

Pt | H

2

(1 atm) | HCl (0,001 mol/kg

H2O

) | AgCl

(s)

| Ag  Ag | AgCl

(s)

|

HCl

(0,1mol/kg

H2O

) | H

2

(1 atm)

| Pt

Siła elektromotoryczna tego ogniwa wynosi 0,227 V w temp. 298 K. Podaj
zasadę działania tego ogniwa, znaki, reakcji elektrodowe i reakcję w
ogniwie. Zaznacz kierunki reakcji i przepływ jonów. Jak długo będzie działać
to ogniwo? Podaj wyrażenie na siłę elektromotoryczną ogniwa.
Zad. 3 (2 pkt)

Omów wpływ rozpuszczalników niewodnych, np.: etanol, nitrobenzen,
dwuformyloamid, na stopień dysocjacji elektrolitu i inne własności fizykochemiczne.
Podaj regułę Waldena.

Zad. 4 (6 pkt)
Zaproponuj ogniwa galwaniczne, których biegną reakcje:
a) Ag

2

O

(s)

+ Zn

(s)

→ ZnO

(s)

+ 2Ag

(s)

b) 2Ag

(s)

+ Cl

2(g)

→ 2AgCl

(s)

Wyprowadź wzory na E

SEM

tych ogniw oraz podaj reakcje elektrodowe.

Zad. 5 (5 pkt)
Stała dysocjacji wodorotlenku amonu w T= 313 K wynosi K

c

=2⋅10

-5

mol/dm

3

.

Oblicz stężenie jonów [OH

-

] oraz pOH w roztworze: NH

4

OH o stężeniu 0,1

mol/dm

3

zakładając całkowitą dysocjację wodorotlenku amonowego.