Для начала выразим константу равновесия реакции с помощью уравнения изотермы. Известно, что свободная энергия Г реакции связана с константой равновесия K следующим соотношением:
ΔG = -RTlnK,
где ΔG - изменение свободной энергии, R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)), T - температура в Кельвинах и ln - натуральный логарифм.
В нашем случае, известно изменение свободной энергии ΔG = -21,83 кДж/моль и T = 298 К. Также, нам даны концентрации/давления реагентов [надн] = 1,5 * 10^(-2), [н+] = 3 * 10^(-5), [над+] = 4,6 * 10^(-3) и p(н2) = 0,01 атм.
Для расчета константы равновесия K, нужно сначала выразить ΔG в Дж/моль и затем подставить значения в уравнение.
ΔG в Дж/моль = -21,83 кДж/моль * 10^3 Дж/кДж = -21 830 Дж/моль
Теперь можем рассчитать K:
-21 830 = -8,314 * 298 * lnK
lnK = -21 830 / (-8,314 * 298)
lnK ≈ 10,62
K = e^(10,62) ≈ 38740,64
Таким образом, константа равновесия K для данной реакции при указанных условиях составляет около 38740,64.
Теперь найдем изменение свободной энергии ΔG в Дж, используя полученные значения и уравнение ΔG = -RTlnK:
ΔG = -8,314 * 298 * ln(38740,64)
ΔG ≈ -8,314 * 298 * 10,62
ΔG ≈ -21940 Дж
Таким образом, изменение свободной энергии ΔG для данной реакции при указанных условиях составляет около -21940 Дж.
Добрый день!
Для составления схем электролиза необходимо знать, какие элементы будут растворяться и выделяться на аноде и катоде. В данном случае у нас есть соли А (BaCl2) и В (Pb(NO3)2), поэтому необходимо разложить эти соли на ионы.
1. Соль А (BaCl2):
BaCl2 → Ba²⁺ + 2Cl⁻
2. Соль В (Pb(NO3)2):
Pb(NO3)2 → Pb²⁺ + 2NO3⁻
Теперь, исходя из данной информации, составим схему электролиза для каждой соли.
Схема электролиза водного раствора соли А (BaCl2):
|
|
(−)│(+)
Объект
электролиза
(катод)
В качестве катода выберем растворимый анод, например, платиновый (Pt). На катоде будет происходить восстановление катионов:
2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻
Таким образом, на катоде будет выделяться водород (H₂).
В качестве анода, который должен быть нерастворимым, в данном случае можно выбрать графитовый анод (C). На аноде будет происходить окисление анионов:
2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻
Таким образом, на аноде будет выделяться хлор (Cl₂).
Схема электролиза водного раствора соли В (Pb(NO3)2):
|
|
(−)│(+)
Объект
электролиза
(катод)
В качестве катода выберем растворимый анод, например, платиновый (Pt). На катоде будет происходить восстановление катионов:
2H₂O + 2e⁻ → H₂↑ + 2OH⁻
Таким образом, на катоде будет выделяться водород (H₂).
В качестве анода, который должен быть нерастворимым, в данном случае можно выбрать свинцовый анод (Pb). На аноде будет происходить окисление анионов:
2NO3⁻ → O₂ + 2e⁻ + N₂
Таким образом, на аноде будет выделяться кислород (O₂) и азот (N₂).
Теперь перейдем к решению второй части вопроса, где нужно рассчитать электрохимические эквиваленты.
Электрохимический эквивалент (ЭХЭ) - это масса вещества, выделяемого или происходящего при пассаже 1 Кл электрического заряда через электролит.
Для рассчета ЭХЭ используется следующая формула:
ЭХЭ = m / Q,
где m - масса вещества (в г), выделяющегося на электроде при проведении заряда,
Q - заряд (в Кл).
Для вычисления ЭХЭ надо знать массу металла, выделяющегося при проведении 1 Кл заряда.
1. Рассчитаем ЭХЭ для Ba (соль А):
ЭХЭ = m / Q
m = электрохимический эквивалент * Q
m = 1.04×10^-5 * 1
m = 1.04×10^-5 г
2. Рассчитаем ЭХЭ для Pb (соль В):
ЭХЭ = m / Q
m = электрохимический эквивалент * Q
m = 1.07 * 1
m = 1.07 г
Таким образом, мы рассчитали электрохимические эквиваленты для ионов, выделяющихся на катоде при электролизе водных растворов солей А и В.
Для соли А (BaCl2) это 1.04×10^-5 г/Кл, а для соли В (Pb(NO3)2) - 1.07 г/Кл.
