Плотность электролита
Плотность электролита и другие его физические свойства
При растворении в воде и в ряде неводных растворителей свойства электролитов проявляют соли, кислоты и основания. Электролитами являются также многие расплавленные соли, оксиды и гидроксиды, а также некоторые соли и оксиды в твердом состоянии.
Согласно теории электролитической диссоциации, при растворении в воде электролиты распадаются (диссоциируют) на положительно и отрицательно заряженные ионы. Положительно заряженные ионы называются катионами; к ним относятся, например, ионы водорода и металлов. Отрицательно заряженные ионы называются анионами; к ним принадлежат ионы кислотных остатков и гидроксид-ионы. Как и молекулы растворителя, ионы в растворе находятся в состоянии неупорядоченного теплового движения.
Процесс электролитической диссоциации
Процесс электролитической диссоциации изображают, пользуясь химическими уравнениями. Например, диссоциация хлороводородной кислоты HCl выражается уравнением:
HCl = H+ + Cl—.
Понятие «плотность электролита» используется для описания характеристик свинцово-кислотных аккумуляторных батарей, в которых в качестве электролита используется серная кислота:
H2SO4 = 2H+ + SO42-.
Плотность электролита измеряется в г/см3 и зависит от концентрации кислоты (чем она выше, чем больше значение плотности) и температуры раствора (чем она выше, чем ниже значение плотности). Для её измерения используют ареометры.
Таблица 1. Плотность электролита.
|
Макроклиматические районы* |
Время года |
Плотность электролита, г/см3 |
|
|
заливаемого |
заряженного батареей |
||
|
Холодные: — очень холодный (-50 … -30) — холодный (-30 … -15) |
Зима Лето Круглый год |
1,28 1,24 1,27 |
1,30 1,26 1,29 |
|
Умеренные: — умеренный (-15 … -8) — теплый влажный (-8 … +4) |
Тот же
>>
|
1,24
1,20 |
1,26
1,22 |
|
Жаркий сухой (-15 … +4) |
>> |
1,22 |
1,24 |
*средняя месячная температура воздуха в январе, oС
Примеры решения задач
| Задание | Плотность газа по воздуху равна 1,104. Рассчитайте массу газа объемом 1 л (н.у.). |
| Решение | Отношение массы данного газа к массе другого газа, взятого в том же объеме, при той же температуре и том же давлении, называется относительной плотностью первого газа по второму. Данная величина показывает, во сколько раз первый газ тяжелее или легче второго газа.
D = M1 / M2. Молярная масса газа равна его плотности по отношению к другому газу, умноженной на молярную массу второго газа: M1 = D×M2. Относительную молекулярную массу воздуха принимают равной 29 (с учетом содержания в воздухе азота, кислорода и других газов). Следует отметить, что понятие «относительная молекулярная масса воздуха» употребляется условно, так как воздух – это смесь газов. Тогда, молярная масса газа будет равна: Mgas = Dair× M(air) = 1,104 × 29 = 32,016 г/моль. Массу газа можно рассчитать по формуле: m(gas) = n(gas) ×Mgas. Найдем количество вещества газа: V(gas) = n(gas) ×Vm; n(gas) = V(gas) / Vm = 1 / 22,4 = 0,04 моль. Тогда, m(gas) = 0,04 × 32,016 = 1,28 г. |
| Ответ | Масса газа равна 1,28 г. |
| Задание | Образец газа массой 0,625 г занимает при нормальных условиях объем, равный 0,5 л. Рассчитайте молярную массу газа. |
| Решение | Массу газа можно рассчитать по формуле:
m(gas) = n(gas) ×Mgas. Найдем количество вещества газа: V(gas) = n(gas) ×Vm; n(gas) = V(gas) / Vm = 0,5 / 22,4 = 0,02 моль. Тогда, молярная масса газа будет равна: Mgas = m(gas) / n(gas) = 0,625 / 0,02 = 31,25 г/моль. |
| Ответ | Молярная масса газа равна 31,25 г/моль. |
