fizyczna 2 sny one pl

Uczelnia, wydział, kierunek:

Politechnika Wrocławska; Wydział Chemiczny; biotechnologia

Kurs, semestr, prowadzący:

Chemia fizyczna 2 – ćwiczenia; semestr 07z; dr inż. Tomasz Misiaszek

Notatka zawiera:

szkice rozwiązań zadań z ćwiczeń

Listy zadań na stronie:

http://eportal-ch.pwr.wroc.pl/

Uwaga:

Notatkę można używać tylko w celach niekomercyjnych. Notatka może zawierać błędy

lub być niekompletna. Każdy korzysta z niej na własną odpowiedzialność.

Więcej notatek na stronie:

http://www.sny.one.pl/

e-notatka chemia
fizyczna 2.pdf

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

Mateusz Jędrzejewski (sny@sny.one.pl)

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/03/05 18:03

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Lista 1 – Adsorpcja

Zadanie 1.

…

Zadanie 2.

…

Zadanie 3.

…

Zadanie 4.

…

Zadanie 5.

…

Zadanie 6.

…

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/03/05 18:04

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Lista 2 – Napięcie powierzchniowe

Zadanie 1.

…

Zadanie 2.

…

Zadanie 3.

…

Zadanie 4.

…

Zadanie 5.

…

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/03/05 18:04

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Lista 3 – Równowagi kwasowo-zasadowe

Zadanie 1.

…

Zadanie 2.

…

Zadanie 3.

…

Zadanie 4.

…

Zadanie 5.

…

Zadanie 6.

…

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/04/11 18:44

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Lista 4 – Współczynniki aktywności, iloczyn rozpuszczalności, schematy ogniw

Zadanie 1.

…

Zadanie 2.

…

Zadanie 3.

…

Zadanie 4.

…

Zadanie 5.

…

Zadanie 6.

…

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/04/11 18:45

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Lista 5 – Ogniwa I

Zadanie 1.

Dane:

Pb, PbSO

| H

0,01 mol/kg | GeO

, Ge

Szukane:

(SEM ogniwa)

Reakcja w lewym półogniwie:

Pb SO

PbSO

Reakcja w prawym półogniwie:

GeO

4 Ge 6H

Sumarycznie:

2Pb 2SO

GeO

2PbSO

Ge 6H

SEM jako różnica potencjału półogniw:

Pb, PbSO

| H

| GeO

, Ge

(

)

* GeO

, Ge

*PbSO

, Pb

SO#$,

·2

H(O)

ln 4

· 4

(

)

Aktywności pozostałych składników są równe jeden.

Standardowe potencjały półogniw zawsze zapisujemy względem lewego standardowego

ogniwa wodorowego. Więc półogniwo prawe pozostaje prawym, natomiast lewe zapisujemy

jak prawe:

Pt, H

6 1 |H

4 17 SO

*89:;

, 89

SEM jako funkcja średniej aktywność

w roztworze:

Wzór ogólny na średni współczynnik aktywności jonów:

)

· <

B))B,

Więc

(

)

· <

$)A

C <

· <

Siła jonowa roztworu wynosi:

E F

· H

· &2

(

)

· 1

· 6

3 3 · 0,01 0,03

Prawo Debye'a-Hückla:

log <

0,509 · H

· |H

|√D

1 √D

log <

0,509 · 1 · |&2|√0,03

1 √0,03

&0,15029 C <

O,1POQ

0,707

SEM:

ln 4

· 4

(

)

SO#$,

· <

H(O)

· <

(

)

SO#$,

H(O)

ln <

· <

(

)

ln <

ln 4 ·

(

ln <

&0,1500 & &0,359

V, 1·QV

·QWVP

ln4 · 0,01

V, 1·QV

QWVP

ln 0,707

0,209

O,OPQ1

log4 · 10

3 ·

O,OPQ1

log0,707

0,209 & 0,15958 & 0,01335 0,036 V

gdzie

to molalność standardowa:

1 mol/kg

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/04/11 18:45

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Uwaga:

Jak uwzględnić efekt wspólnego jonu?

Dany jest roztwór nasycony z osadem

SrF

. Dodano 1 M

NaF. Iloczyn rozpuszczalności:

^ 4

· 4

Sr$)

· T

SrF$

· T

SrF$

NaF

SrF$

· T

NaF

Ponieważ

SrF

NaF

(znaczniej mniejsze).

Zadanie 2.

Dane:

` 298 K, ^

FeCN

1,5 · 10

Ag | Ag

e Ag

| Ag

Szukane:

Dla ogniwa stężeniowego (

H 1:

0 &

(2) Dane:

AgNO

(

0,01 M

Szukane:

AgNO

)

· 1

(

· &1

AgNO

(

AgNO

(

@ F

AgNO

(

0,01

log <

)

0,509 · 1 · √D

1 √D

0,509 · 1 · √0,01

1 √0,01

&0,04627 C <

)

O,OWh

0,899

)

· <

)

0,01 · 0,899 0,00899 4

(1) Dane:

FeCN

0,025 M, i

35 cm

AgNO

(

0,01 M, i

25 cm

O,OP· P

P! P

0,0146 M

O,O1·P

P! P

0,0417 M

AgNO

FeCN

4Ag

FeCN

Jest nadmiar żelazo-cyjanianu, niech przereagują wszystkie kationy srebra:

)

końcowe

p 0.

FeCN

końcowe

0,0146 &

· 0,0417 4,175 · 10

Aktywności

trzeba liczyć ze stałej równowagi, bo jest znikomo mała:

FeCN

)

· 4

FeCN

C 4

)

FeCN

Siła jonowa:

I F

)

uvńwvxy

· 1

(

· &1

)

· 1

FeCN

końcowe

· &4

0 · 1

0,0417 · &1

4 · 0,0146 · 1

4,175 · 10

· &4

0,0417 · &1

4 · 0,0146 · 1

4,175 · 10

· &4

0,08345

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/04/11 18:45

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

log <

FeCN

0,509 · &4

· {0,08345

1 {0,08345

&1,825 C <

)

1,VP

0,0150

FeCN

końcowe

· <

FeCN

4,175 · 10

· 0,0150 6,276 · 10

FeCN

1,5 · 10

6,276 · 10

6,99 · 10

Ostatecznie SEM:

V, 1·QV

QWVP

W,QQ·1O

,A|

O,OOVQQ

&0,42 V ? ? ?

Zadanie 3.

Dane:

` 50~ 323K,

1,05482 V,

0,46673 V, <

0,866, <

0,900

Szukane:

(iloczyn jonowy wody)

(I)

Pt, H

* 0,01 M KOH

, 0,01 M KCl

* AgCl, Ag

Reakcja w lewym półogniwie:

O e

Reakcja w prawym półogniwie:

AgCl Ag Cl

Sumarycznie:

AgCl H

O Ag Cl

| AgCl, Ag

| H

, Pt

Cl,

OH,

| H

, Pt

&0,828 V (z tablic fizykochemicznych)

(II)

Pt, H

* 0,01 M HCl

* AgCl, Ag

Reakcja w lewym półogniwie:

O H

Reakcja w prawym półogniwie:

AgCl Ag Cl

Sumarycznie:

O AgCl H

Ag Cl

(

)

* H

, Pt

0 bo to standardowe ogniwo wodorowe.

| AgCl, Ag

(

)

* H

, Pt

H(O)

·2

Cl,

{

| AgCl, Ag

ln 4

(

)

· 4

(I) – (II) Po odjęciu reakcji z lewego półogniwa:

(

)

· 4

Zależność siły elektromotorycznej od stałej równowagi:

| AgCl, Ag

| H

, Pt

Cl,

OH,

| AgCl, Ag

ln 4

(

)

· 4

| H

, Pt

ln 4

(

)

· 4

Cl,

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/04/11 18:45

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Cl,

| H

, Pt

QWVP

V, 1·

1,05482 & 0,46673 & 0,828

&8,62 C

Cl,

V,hO

O,VWW

O,QOO

V,hO

1,60 · 10

? ? ?

| AgCl, Ag

(

)

* H

, Pt

| H

, Pt

Cl,

H(O)

·2

Cl,

·2

OH,

| H

, Pt

| H

, Pt

O,VWW

O,QOO

QWVP

V, 1·

0,46673 & 1,05482 & 0,828 &50,917

QWVP

V, 1·

0,46673 & 1,05482 & ln

O,VWW

O,QOO

&21,09

1,OQ

6,92 · 10

Zadanie 4. (treść zadania na liście zawiera liczne błędy)

Dane:

` 25~ 298K,

* Pb

&126,3 mV,

| PbF

&350,2 mV

Szukane:

PbF

(iloczyn rozpuszczalności)

Pb | Pb

, F

| PbF

, Pb

Reakcja w lewym półogniwie:

Pb Pb

Reakcja w prawym półogniwie:

PbF

4 Pb 2F

Sumarycznie:

PbF

· 4

| PbF

, Pb

* Pb

ln 4

· 4

ln ^

Zachodzi wzór:

Gdy w układzie jest stan równowagi to

0 (powinowactwo chemiczne).

0 C 0 C

ln ^ 0 C ln ^

·QWVP

V, 1·QV

>&350,2 & &126,3@ · 10

&17,44 C ^

1h,

2,67 · 10

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/04/11 18:45

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Zadanie 5.

a), b) Dane:

` 298K,

| AgBr, Ag

0,435 V,

)

* Ag

0,799 V, nasycony r-r AgBr

Szukane:

AgBr

| AgBr, Ag

Lewe półogniwo: SOW (standardowe ogniwo wodorowe),

& 0

Reakcja w prawym półogniwie:

AgBr Ag Br

| AgBr, Ag

ln 4

Zachodzi też reakcja:

)

* Ag

Ag)

)

* Ag

ln 4

)

C ln 4

)

* Ag

ln 4

)

QWVP

V, 1·QV

0,435 & 0,799 &14,175 C 4

)

1,1hP

6,98 · 10

AgBr

)

· 4

)

6,98 · 10

4,87 · 10

Porównując dwa wyrażenia na

| AgBr, Ag

ln 4

)

* Ag

ln 4

)

| AgBr, Ag

)

* Ag

ln 4

)

* Ag

ln ^

AgBr

0,435

V, 1·QV

QWVP

ln4,87 · 10

&0,293 V

Dane:

0,69, 1 M r-r NaBr

Szukane:

| AgBr, Ag

ln 4

| AgBr, Ag

NaBr

&0,293 &

V, 1·QV

QWVP

ln1,00 · 0,69 &0,283 V

Kartkówka:

Napisać reakcję przebiegającą w ogniwie o schemacie:

Tl|Tl

|PbSO

, Pb. Przedstawić

wyrażenie Nernsta na siłę elektromotoryczną tego ogniwa jako funkcję średniej aktywności
Tl

w roztworze oraz obliczyć SEM tego ogniwa wiedząc, że potencjały standardowe

półogniw

|` i SO

*PbSO

, Pb wynoszą odpowiednio &0,338 V i &0,359 V. (uwzględnić

współczynniki aktywności) (5 pkt.)

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/04/15 20:42

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Lista 6 – Ogniwa II

Zadanie 1.

Dane:

0,020, 4

0,009, 4

0,005, 4

)

0,01,

, Cu

)

* Pt

0,167 V,

,Sn

* Pt

0,150 V, ` 298 K

Szukane:

Pt | Sn

, Sn

e Cu

, Cu

| Pt

Reakcja w lewym półogniwie:

Reakcja w prawym półogniwie:

Sumarycznie:

2Cu

Pt | Sn

, Sn

7 Cu

, Cu

)

* Pt

, Cu

)

* Pt

,Sn

* Pt

Cu)

·2

Sn#)

Cu$)

·2

Sn$)

O,O1

·O,OO

O,OOP

·O,OOQ

0,167 & 0,150 & 0,0257 &0,01105 V

2 · 96485 · &0,01105 &2,13 kJ

0, reakcja w ogniwie biegnie w przeciwnym kierunku:

Pt | Cu

, Cu

e Sn

, Sn

| Pt

2 · 96485 · I

, Cu

)

* Pt

,Sn

* Pt

J 2 · 96485 · 0,167 & 0,150

3,28 kJ

Aby reakcja zachodził w danym w zadaniu kierunku

Pt | Sn

, Sn

7 Cu

, Cu

)

* Pt

, Cu

)

* Pt

,Sn

* Pt

Cu)

·2

Sn#)

Cu$)

·2

Sn$)

0 0,167 & 0,150 &

Cu)

·O,OO

Cu$)

·O,OOQ

Cu)

·O,OO

Cu$)

·O,OOQ

· 0,017 C ln

Cu)

·O,OO

Cu$)

·O,OOQ

1,324 C

Cu)

·O,OO

Cu$)

·O,OOQ

Cu)

Cu$)

1,69 C 4

)

1,34

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/04/15 20:42

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Zadanie 2.

Dane:

` 298 K,

0,4902 V,

0,2111 V,

Szukane:

∆

(a)

Pb,PbCl

* KCl

* AgCl

, Ag

Reakcja w lewym półogniwie:

Pb 2Cl

PbCl

Reakcja w prawym półogniwie:

AgCl Ag Cl

Sumarycznie:

Pb 2AgCl PbCl

2Ag

(b)

Pb,PbI

* KI

* AgI

, Ag

Reakcja w lewym półogniwie:

Pb 2I

PbI

Reakcja w prawym półogniwie:

AgI Ag I

Sumarycznie:

Pb 2AgI PbI

2Ag

(a) – (b) reakcja:

PbI

2AgCl

PbCl

2AgI

2 · 96485 · >

@ 2 · 96485 · 0,4902 & 0,2111 53,86 kJ

∆

` · T

∆

& ∆

£` · &1,86 · 10

¤ &

£` · &1,27 · 10

2 · 96485 · £298 · &1,86 · 10

1,27 · 10

2 · 96485 · ¥&0,01758 & 0,4902 0,2111¦ &57,25 kJ

Zadanie 3.

Dane:

` 298 K, 10

Pa,

QV K

381,9 mV,

§¨
§.

&0,39 mV

Szukane:

∆

Pt | H

Pa* rozcieńczony NaOH

* Bi

, Bi

Reakcja w lewym półogniwie:

Reakcja w prawym półogniwie:

O 6 2Bi 6OH

O 2Bi

Q1 K

QV K

` T

`U 381,9 291 & 298 · &0,39 384,63 mV

∆

¬` T

`U &

Q1 K

6 · 96485 · ¥291 · &0,39 & 384,63 ¦ · 10

&288,4 kJ

∆

&285,5 kJ (wydziela się energia)

2Bi

(

reakcja

3 ® 2 & 3

∆

3∆

& ∆

3 · &285,5 & &288,4 &568,1 kJ

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/04/15 20:42

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Zadanie 4.

Dane:

Ag * AgBr

* Br

, Pt,

Szukane:

∆:

°U

.,%

%,±

` U

%,±

`∆:

& ∆

&∆²

∆

`∆:

%,±

` &

` T

%,±

· ` &

∆³

Z wykresu:

∆³

0,93097 C ∆

&0,93097 ·

&89,82

mol

%,±

&0,0002894 C ∆:

%,±

&0,0002894 ·

&27,92

mol·K

` 298 K C ∆²

∆

& `∆:

&89,82 · 10

298 · 27,92 &81,50

mol

E = -0,0002894t + 0,93097

0,770

0,775

0,780

0,785

0,790

0,795

0,800

0,805

0,810

420

440

460

480

500

520

540

560

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/04/15 20:42

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Zadanie 5.

Dane:

Ag , AgCl | NaCl

0,1 M ¶ NaCl

0,01 M | AgCl, Ag

0,043029 V, ·

)

0,388, <

0,9034, ` 298 K

Szukane:

=,1

¶ – oznaczenie błony półprzepuszczalnej (membrany)

– oznaczenie ruchliwości kationu

)

Na)

!¹

Cl,

– oznaczenie liczby przenoszenia kationu sodu

wzór Nernsta (odwracalny proces elektrochemiczny)

Nernst

wzór Hendersona (nieodwracalny proces dyfuzji jonów)

dyf

)

!¹

),$

),A

Nernst

dyf

)

!¹

)

!¹

)

!¹

)

!¹

J &

)

!¹

&2·

=,$

=,A

=,$

=,A

¨/

)

O,O OQ·QWVP

·O, VV·V, 1·QV

&2,159 C

O,O1·O,QO

O,1·½

=,A

,1PQ

C <

=,1

0,783

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/04/16 16:29

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Kolokwium I

Grupa 4.

Zadanie 1.

Ciało stałe będące w kontakcie z fazą gazową pod ciśnieniem

12 kPa w temperaturze 25~

adsorbuje

2,5 mg azotu, a proces można opisać izotermą Langmuira. Zmiana entalpii, gdy

1 mol zaadsorbowanego gazu ulega desorpcji wynosi 10,2

mol

. Ile wynosi ciśnienie

równowagowe, gdy w temperaturze

45~ absorpcji ulega 2,5 mg gazu.

Zadanie 2.

Rozpuszczalność jodanu srebra (

AgIO

) w czystej wodzie wynosi

1,1771 · 10

mol

zaś w

0,2 M wodnym roztworze azotanu potasu 2,665 · 10

mol

. Obliczyć iloczyn

rozpuszczalności i średni współczynnik aktywności

AgIO

w obu tych roztworach. Jakiej

rozpuszczalności należy się spodziewać w

0,01301 M roztworze KNO

. Założyć, że gęstość

roztworów nie różni się od gęstości czystej wody.

AgIO

(

282,74

mol

Zadanie 3.

298 K siła elektromotoryczna ogniwa:

Pt, H

1 atm. * HCl

0,01 mol/kg * AgCl, Ag

wynosi

0,4645 V. Wiedząc, że standardowy potencjał elektrony chlorosrebrowej wynosi

0,2225 V, obliczyć pH roztworu HCl o stężeniu 0,01 mol/kg. Otrzymany wynik porównać
z wartością pH obliczoną za pomocą równania Debye'a-Hückla.

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/05/11 11:03

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Lista 7 – Przewodnictwo elektrolitów, elektroliza

Zadanie 1.

Dane:

CaF

38,6 · 10

1,5 · 10

O, CaCl

233,4 · 10

S·m$

mol

O, NaCl

108,9 · 10

S·m$

mol

O, NaF

90,2 · 10

S·m$

mol

Szukane:

CaF

(iloczyn rozpuszczalności)

Założenie:

F Â 0 (prawie zero, gdzie F F

), ponieważ sól jest trudno rozpuszczalna.

CaF

Założenie:

< 1 C 4 F

CaF

F · 2F

Dla molowych granicznych przewodności zachodzi addytywność wielkości:

O, CaCl

O, Ca

2λ

O, Cl

O, NaCl

O, Na

)

O, Cl

· &2

⁄

O, NaF

O, Na

)

O, F

· 2

⁄

O, CaCl

& 2Λ

O, NaCl

2Λ

O, NaF

O, Ca

2λ

O, Cl

& 2λ

O, Na

)

& 2λ

O, Cl

2λ

O, Na

)

2λ

O, F

O, CaCl

& 2Λ

O, NaCl

2Λ

O, NaF

O, Ca

2λ

O, F

O, CaF

233,4 · 10

S·m

mol

& 2 · 108,9 · 10

S·m

mol

2 · 90,2 · 10

S·m

mol

196 · 10

S·m

mol

O, CaF

CaF

& Á

C F

CaF

& Á

O, CaF

38,6 · 10

& 1,5 · 10

196 · 10

0,188

mol

(

Założenie:

F Â 0 jest spełnione, ponieważ F 0,188 · 10

mol

dm(

CaF

4 I

40,188 · 10

2,66 · 10

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/05/11 11:03

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Zadanie 2.

Dane:

: 11,42 mm

, …

Szukane:

)

Zadanie 3.

…

Zadanie 4.

…

Zadanie 5.

…

Zadanie 6.

…

Kartkówka:

Przewodność elektrolityczna nasyconego wodnego roztworu

Cs w temperaturze 298 K

wynosiła

3,30 · 10

, jego graniczna przewodność molowa

0,028754

S·m$

mol

, a przewodność

wody destylowanej użytej do sporządzenia roztworu wynosiła w tej tempa turze

0,086 ·

. Oblicz iloczyn rozpuszczalności

Cs.

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/05/14 19:34

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Lista 8 – Kinetyka reakcji chemicznych – podstawy, reakcje proste

Zadanie 1.

…

Zadanie 2.

…

Zadanie 3.

…

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/05/14 19:34

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Zadanie 4.

Dane:

0,006

min

0,002

min

Szukane:

È É

Reakcja pierwszego rzędu, więc szybkość reakcji:

Ê &

Ël
Ë

& Æ

Gdzie:

4 & Ì oraz F

oraz

4 to stężenie początkowe

ÍF

Í· &

Í4 & Ì

Í·

Í4

Í·

ÍÌ

Í·

ÍÌ

Í· Æ

4 & Ì & Æ

Ì Æ

4 & Æ

Ì & Æ

Uwaga:

Ë2

0 bo stężenie początkowe nie zmienia się w czasie.

ÍÌ

Í· Æ

4 & ÌÆ

!Ç

4 & ÌJ C

ÍÌ

!Ç

4 & Ì

Í·

Z warunku

wynika, że przereagowała połowa substratu, czyli

ÍÌ

!Ç

4 & Ì

ÎÆ

Í·

& ln I

!Ç

· 4 &

4J ln I

!Ç

· 4 & 0J Æ

· ·

& Æ

· 0

& ln Ð

ÏA

ÏA)Ï$

·2

2·

ÏA)Ï$

ÏA

ÏA)Ï$

·2

Ñ Æ

· ·

C & ln Ð

$ÏA,ÏA,Ï$

$ÏA)Ï$

ÏA

ÏA)Ï$

Ñ Æ

· ·

& ln I

O,OOWO,OO

·O,OOW

0,006 0,002 137,3 min

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/05/14 19:34

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Zadanie 5.

Dane:

4 0,075 M,

9 0,080 M,

· 3600 s C F

0,02 M,

Szukane:

Æ, Ò

É Ô Õ

Reakcja drugiego rzędu, więc szybkość reakcji:

Ê &

Ël
Ë

ÆF

Gdzie:

4 & Ì oraz F

9 & Ì

ÍÌ

Í· Æ4 & Ì9 & Ì C

ÍÌ

4 & Ì9 & Ì ÆÍ· C Î

ÍÌ

4 & Ì9 & Ì Î ÆÍ·

Rozłożyć na ułamki proste i scałkować w granicach

0 Ö Ì oraz 0 Ö · 3600:

4 & Ì9 & Ì

4 & Ì

9 & Ì C 1 9 & Ì É4 & Ì

×1 9 & 9 É4 & 9

1 9 & 4 É4 & 4

C ×1 É4 & 9

1 9 & 4

C Ø

2Ó

Ó2

ÍÌ

4 & Ì9 & Ì

Ó2

ÍÌ

4 & Ì

2Ó

ÍÌ

9 & Ì

Ó2

ÍÌ

4 & Ì

Ó2

ÍÌ

9 & Ì

Æ Î Í·

& ln4 & Ì ln 4 ln9 & Ì & ln 9 9 & 4Æ· & 0

Ó2

· ln

49 & Ì

94 & Ì

Po czasie

· 3600 s:

4 & Ì 0,02 M C Ì 4 & 0,02 M 0,075 M & 0,02 M 0,055 M

O,OVO,OhP· WOO

· ln

0,075 · 0,08 & 0,055

0,08 · 0,075 & 0,055 8,81 · 10

(

mol·s

4 & Ì

O,OhP

0,0375 C 9 & Ì 0,08 & 0,0375 0,0425

Ó2Ç

· ln

49 & Ì

94 & Ì

O,OVO,OhP·V,V1·1O

· ln

0,075 · 0,0425

0,08 · 0,0375 1376 s

9 & Ì

O,OV

0,04 C 4 & Ì 0,075 & 0,04 0,035

Ó2Ç

· ln

49 & Ì

94 & Ì

O,OVO,OhP·V,V1·1O

· ln

0,075 · 0,04

0,08 · 0,035 1566 s

Zadanie 6.

…

Zadanie 7.

…

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/05/14 19:34

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Kartkówka:

Czas połowicznego przereagowania w pewnej reakcji wynosi 25 minut i nie zależy od stężenia

początkowego substratu. Obliczyć stałą szybkości reakcji i czas, po którym przereaguje 80%

substratu. Którego rzędu jest ta reakcja?

Kartkówka:

Reakcja jest rzędu ½ ze względu na substrat. Obliczyć jaki ułamek substratu pozostanie po

czasie dwa razy dłuższym niż czas połowicznej przemiany.

Kartkówka:

W pewnej reakcji drugiego rzędu zachodzącej między dwoma substratami o jednakowych

stężeniach początkowych przereagowało 20% substratów w ciągu 500 sekund. Ile czasu

potrzeba aby przereagowało 50% substratów?

Odp. 2000 sek.

Kartkówka:

Pewna reakcja pierwszego rzędu przebiega w 20% w czasie 15 minut, w temperaturze 40°C,

natomiast w 60°C w czasie 3 minut przereaguje 25% substratów. Obliczyć energię aktywacji.

Kartkówka:

Związek A ulega rozkładowi termicznemu w dwu równoległych reakcjach pierwszego rzędu o

stałych szybkości wynoszących w temperaturze

500 K: Æ

2 · 10

3 · 10

Wartości energii aktywacji tych reakcji wynoszą:

105

mol

146

mol

. Jaka jest wartość

energii aktywacji sumarycznej reakcji rozkładu A w

500 K?

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/05/11 11:07

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Lista 9 – Kinetyka – reakcje złożone

Zadanie 1.

…

Zadanie 2.

…

Zadanie 3.

…

Zadanie 4.

…

Zadanie 5.

…

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/06/02 17:35

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Lista 10 – Kinetyka reakcji chemicznych – energia aktywacji

Zadanie 1.

…

Zadanie 2.

…

Zadanie 3.

…

Zadanie 4.

…

Zadanie 5.

…

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/06/02 17:36

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Lista 11 – Kinetyka reakcji chemicznych – mechanizmy reakcji

Zadanie 1.

…

Zadanie 2.

…

Zadanie 3.

…

Zadanie 4.

…

Zadanie 5.

…

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/06/04 20:13

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Kolokwium II

Grupa 1.

Zadanie 1.

25~ przewodność molowa roztworów propionianu sodowego w wodzie wynosi

c/mol·dm

2,1779

4,1805

7,8705

14,272

25,973

Λ · 10

Ω·mol

82,53

81,27

79,72

77,88

75,64

Znaleźć graniczną przewodność molową:

a) priopionianu sodowego i b) kwasu propionowego jeżeli w

25~ graniczne przewodności

molowe

HCl i NaCl wynoszą odpowiednio 4,2616 · 10

1,2645 · 10

Ω·mol

Zadanie 2.

Roztwór estru etylowego o stężeniu początkowym

0,01 M ulega zmydlaniu w 15% w ciągu

32 min. pod wpływem KOH o stężeniu początkowym 0,002 M. Ile czasu potrzeba na
zmydlanie estru w tym samym stopniu, lecz używając

KOH o stężeniu 0,01 M?

Zadanie 3.

Przemiana rodanku amonu w tiomocznik jest reakcja przeciwbieżną pierwszego rodzaju.

W temperaturze

100~ przereagowało po 20 min. 6,9% rodanku, natomiast w 150~

przereagowało 11,3%. Równowaga ustaliła się, gdy przereagowało 21,2% i 11,9% rodanku

odpowiednio w temperaturach

100~ i 150~. Obliczyć energię aktywacji dla reakcji

przebiegających w obie strony.

Grupa 3.

Zadanie 1.

Chlor rozpuszczony w wodzie hydrolizuje w pewnym stopniu zgodnie z reakcją:

O H

HOCl

Przy czym

HOCl nie jest praktycznie zdysocjowany. Przewodność elektrolityczna 0,0246

molowego roztworu

wynosi w

25~ 0,68

Ω·m

. Jaka część

została zhydrolizowana, jeżeli

graniczne przewodności molowe jonów wynoszą odpowiednio:

O,H

(

)

349,82

Ω·mol

O,Cl

75,23

Ω·mol

Zadanie 2.

Przygotowano roztwór, który w chwili

· 0 w litrze roztworu zawierał 20 milimoli octanu

etylu oraz 20 milimoli NaOH. Po 25 min. W

294 K na 100 cm

pobranej próbki zużyto

4,23 cm

i 123 milimolowego roztworu

HCl. Obliczyć stałą szybkości reakcji zmydlania octanu

etylu zasadą w

294 K oraz zużycie kwasu na 100 cm

próbki po 45 min.

e-notatka chemia fizyczna 2.pdf

2008/06/04 20:13

SNy: Biotechnologia

Studenckie Notatki Cyfrowe

www.sny.one.pl

Zadanie 3.

Stwierdzono, że czas po którym

50% podtlenku azotu ulega w stałej temperaturze

rozkładowi zgodnie z równaniem:

O N

Jest odwrotnie proporcjonalny do ciśnienia początkowego. Zmieniając temperaturę

otrzymano następujące dane doświadczalne:

·/~

694

757

/Pa

0,392 · 10

0,480 · 10

Ò/s

1520

212

Obliczyć energię aktywacji, stałą szybkości tej reakcji w

1000~ oraz czas połowicznego

przereagowania, gdy początkowe ciśnienie wynosi

45 kPa.

Grupa 4.

Zadanie 1.

Zmierzono w

25~ przewodnictwo elektrolityczne wodnych roztworów KBr o różnych

stężeniach i otrzymano następujące wyniki:

F/mol · dm

0,25

0,36

0,50

0,75

1,00

1,60

2,00

5,00

Á/Ω

· m

0,3754

4,95

7,477

11,184

14,878

23,683

29,528

72,715

Obliczyć graniczną przewodność molową

KBr w 25~.

Obliczyć graniczne przewodności molowe

CaBr

AlBr

, jeśli graniczna liczba

przenoszenia jonów

w roztworze

KBr wynosi 0,4837, a graniczne przewodności

molowe jonów

odpowiednio:

0,0119 Ω

mol

0,0189 Ω

mol

Zadanie 2.

Gdy zmieszano równe objętości

0,02 M roztworu octanu etylu i NaOH, 10% estru uległo

przereagowaniu po 3 min i 29 sekundach. Po jakim czasie osiągnie się ten sam stopień

przereagowania, jeśli roztwór

NaOH użyty w tej samej ilości będzie miał stężenie 0,004 M.

Zadanie 3.

Reakcja przebiegająca w fazie gazowej zgodnie z równaniem:

Cl NO

przebiega wg następującego mechanizmu:

(1)

Â NO

(2)

Cl Cl

· Ç

Â NO

Wykazać, stosując przybliżenie stanu stacjonarnego, że jest to formalnie reakcja rzędu

pierwszego, a doświadczalnie znaleziona stała szybkości jest równa

2Æ