Определяне на средния фактор на активност
Определяне на средния коефициент на активност на йони (водороден йон и хлориден йон) в разтвор на HCl
Въведение
За да се определи средният коефициент на активност на йоните в разтвора на HCl, беше сглобена галванична клетка, свободна от дифузионен потенциал. Такава може да бъде клетка, състояща се от хинхидронов електрод и Ag/AgCl втори тип електрод.
Ag, AgCl ½ HCl (aq) (a ±) ½ Q, QH 2, Pt
Електродни реакции:
ляв електрод: 2Ag + 2Cl - ® 2AgCl + 2e - -
десен електрод: Q + 2H 3 O + + 2e - ® QH 2 + 2 H 2 O
клетъчна реакция: Q + 2Ag + 2H 3 O + + 2Cl - ® QH 2 + 2AgCl + 2 H 2 O
Положителните заряди се движат от левия отрицателен електрод вдясно, реакцията е доброволна по посока на стрелката и електромоторната сила (Е MF> 0) се дава от разликата между потенциалите на десния и левия електрод. The Е MF тук е равен на потенциала на клетъчната реакция.
Потенциал за реакция на клетъчния процес:
(1)
За членовете на уравнението знаем следното:
а) за чисти вещества активността е лесно избрана да бъде такава,
,
в) тъй като решението е hнг
И това не се променя забележимо в клетъчния отговор,
,
Следователно уравнение (1) в нова форма:
,
или изразени като среден коефициент на активност и концентрация:
(2)
където ° С 0 = 1 плесен -3. Вече не е маркирано, но разбира се е ° С Разделете с 0 на аргументите на съответните функции.
В уравнение (2) трябва да определим стандартния потенциал на клетъчната реакция и ж ±, HCl стойности.
Законът за границите на Debye Hückel дава добро сближаване на фактора на средната активност до концентрация от 0,01 M:
(3)
Във водни разтвори при 25 o C. НА = 1,172 (плесен -3) -1/2. ((НА = f (т, д отн, д), т = 298,15 К, д rel = 78,54, д(H 2 O) = 997,07 kg/m 3.)
Йонната сила I е:
,
Следователно Аз 1/2 (HCl)
° С 1/2, и така ln ж ±, HCI = -1.172 × ° С 1/2 .
Заменете ln ж ±, HCl стойност в уравнение (2). Използвайки стойностите R = 8,314 J/(K mol), F = 96485 C/mol, уравнение (2) се модифицира, както следва:
(4)
Ако построим графика от уравнение (4) a Еклетка - 0,05138 × ln ° С зависи от концентрацията на HCl (° С 1/2), ординатният участък на функцията осигурява стандартната електродвижеща сила на клетката (стандартният потенциал на клетъчната реакция) при 25 o C. Въз основа на уравнение (2) средният коефициент на активност е:
(5)
Задача
Определяне на средния коефициент на активност на неизвестна концентрация на солна киселина и на йоните на електролитния разтвор (водороден и хлориден йон) Ag ¦ AgCl ¦ HCl разтвор ¦ квинхидрон електроден електронен двигател. Използване на електромагнитната сила на галванична клетка, сглобена с различна концентрация на солна киселина в стандартен разтвор с различна концентрация на стандартна електродвижеща сила (потенциал на клетъчната реакция) на галваничната клетка с помощта на граничната крива на Дебай-Хюкел.