Шкала термодинамических функций образования ионов в водных растворах

Пример 1. На основе справочных данных определить вторую константу диссоциации ортофосфорной кислоты при 298,15 К.

Решение. Второй ступени диссоциации ортофосфорной кислоты соответствует процесс:

Находим стандартную энергию Гиббса этого процесса:

DG⁰=DG⁰_обр H⁺(р-р, ст.с) + DG⁰_обр HPO₄^2-(р-р, ст.с, гип.недис) –

– DG⁰_обр H₂PO₄^- (р-р, ст.с, гип.недис) = 0 + (–1083,2) – (–1124,3) = 41,1 кДж.

Затем определяем константу диссоциации:

DG⁰ = –RTlnK_равн = –RTlnK_дис(2)

К_дис(2) =.

Пример 2. Стандартная энтальпия образования NaCl (к) равна –411,1 кДж/моль, энтальпия растворения этого соединения в воде с образованием бесконечно разбавленного раствора равна 3,6 кДж/моль, а стандартная энтальпия образования аниона хлора в водном растворе составляет –167,1 кДж/моль. Определить стандартную энтальпию образования иона Na⁺.

Решение. Ключом к нахождению искомой величины является положение, что стандартная энтальпия образования NaCl в растворе равна сумме стандартных энтальпий образования ионов Na⁺ и Сl^– в растворе. Первая же величина, в свою очередь, равна сумме стандартных энтальпий образования NaCl (к) и энтальпии его растворения с образованием бесконечно разбавленного раствора. Таким образом:

DH⁰_обр NaCl (р-р, ст.с) = DH⁰_обр Na⁺ (р-р, ст.с) + DH⁰_обр Cl^- (р-р, ст.с) =
= DH⁰_обр NaCl (к) + DH⁰_раств;

DH⁰_обр Na⁺ (р-р, ст.с) = DH⁰_обр NaCl (к) + DH⁰_раств – DH⁰_обр Cl^- (р-р, ст.с) =

= –411,1 + 3,6 – (–167,1) = –240,4 кДж/моль.

Пример 3. По следующим данным:

DH⁰_обр NaCl (р-р, ст.с) = –407,5 кДж/моль = DH⁰₁;

DH⁰_обр KCl (р-р, ст.с) = –419,4 кДж/моль = DH⁰₂;

DH⁰_обр NaBr (р-р, ст.с) = –361,8 кДж/моль = DH⁰₃;

DH⁰_обр NaI (р-р, ст.с) = –295,6 кДж/моль = DH⁰₄.

определить DH⁰_обрKBr (р-р, ст.с); DH⁰_обрKI (р-р, ст.с).

Решение. Поскольку стандартные энтальпии образования электролитов в растворе тождественно равны сумме стандартных энтальпий образования составляющих их ионов, можно записать:

DH⁰_обрKCl (р-р, ст.с) – DH⁰_обрNaCl (р-р, ст.с) = DH⁰_обрK⁺ (р-р, ст.с) +

+ DH⁰_обрCl^– (р-р, ст.с) – DH⁰_обрNa⁺ (р-р, ст.с) – DH⁰_обрCl^– (р-р, ст.с) =

= DH⁰_обрK⁺ (р-р, ст.с) – DH⁰_обрNa⁺ (р-р, ст.с)

Складываем эту величину c DH⁰_обрNaBr (p-p, ст.с) и получаем:

DH⁰_обрK⁺ (р-р, ст.с) – DH⁰_обрNa⁺ (р-р, ст.с) + DH⁰_обрNaBr (р-р, ст.с) =

= DH⁰_обрK⁺ (р-р, ст.с) – DH⁰_обрNa⁺ (р-р, ст.с) + DH⁰_обрNa⁺ (р-р, ст.с) +

+ DH⁰_обрBr^– (р-р, ст.с) = DH⁰_обрKBr (р-р, ст.с)

Находим одну из искомых величин:

DH⁰_обрKBr (р-р, ст.с) = DH⁰₂ – DH⁰₁ + DH⁰₃ = –419,4 – (–407,5) + (–361,8) =

= – 373,7 кДж/моль.

Аналогично определяем DH⁰_обрKI (р-р, ст.с):

DH⁰_обрKCl (р-р, ст.с) – DH⁰_обрNaCl (р-р, ст.с) + DH⁰_обрNaI (р-р, ст.с) =

= DH⁰_обрK⁺ (р-р, ст.с) – DH⁰_обрNa⁺ (р-р, ст.с) + DH⁰_обрNa⁺ (р-р, ст.с) +

+ DH⁰_обрI^–(р-р, ст.с) = DH⁰_обрKI (р-р, ст.с) = DH⁰₂ – DH⁰₁ + DH⁰₄ =

= –419,4 – (–407,5) + (–295,6) = – 307,5 кДж/моль.

Дата добавления: 2014-01-04