Svar: Energien er konstant. Energiendringen i et system er derfor gitt som summen av varmetilførsel og arbeid utført på systemet. En tilstandsfunksjon er kun avhengig av start og slutt-tilstand og ikke reaksjonsveien.
Svar: Entalpiendingen forteller om hvor mye varme som utvikles, og følgelig hvor mye reaksjonen påvirker entropien i omgivelsene. I tillegg må man ta hensyn til endringen i entropien i systemet.
Svar: Svaret fines ved å regne (delta)H° for reaksjonen og multiplissere med 10 mol.
(delta)H° = H°(H2 O (l)) - H°(H2)
- 1/2 H°(O2) =
Varmeutviklingen er: (- 286 kJ/mol - 0 - 0) x 10 mol = - 2860 kJ
Svar: Man må bruke ligningen (delta)H°(T) = (delta)H°(298K) + (T - 298K) (delta)C°p.
(delta)C°p. = (34 - 29 -29/2) J/K mol = -9,5 J/K mol.
(delta)H°(T) = (delta)H°(298K) + (T - 298K) (delta)C°p.
= -242 kJ/mol x 10 mol - (-9,5 J/mol K x 100 K) x 10 mol = -2410 kJ/mol.
Kommentar: Nesten ingen effekt av delta C°p, men de er en viss effekt av at vannet nå er i dampform og ikke væske.
Svar: Likevektskonstanten beregnes ved (delta)G° = - RTlnK
delta G° = -237 kJ/mol
ln K = (-237000 J/mol) / (298 K x 8,31 J/K mol) = 95,70
K = 4 x 1041
K = [H2O] / PH2 * (PO2 )1/2
Ved å sette [H2O] = 1 (ren væske) og PO2=
1,0 atm finner man PH2 = 2,5 x 10-42 atm.
Dette tilsvarer noen få atomer i hele jordens atmosfære.
Svar: Man må finne (delta)H° og (delta)S° for reaksjonen, og beregne T utfra likningen (delta)G° = 0 = (delta)H° - T (delta)S°.
Reaksjon: H2O -> H2 + 1/2 O2
delta H° = 0 - 0 -(- 242 kJ/mol) = 242 kJ/mol
delta S° = 131 + 205/2 - 189 - J/K mol = 45 J/K mol
242000 J/mol - (45 J/Kmol) x T = 0, x = (242000 kJ/mol) / (45 J/mol
K) = 5378 K
= 5100 °C
En temperatur på ca. 5000 °C, gjør at man helt sikkert ikke kan stole på at (delta)H° og (delta)S° er konstante. Svaret er derfor meget usikkert, kanskje til og med verdiløst.
Svar: Halvreakjsonene er:
F2 + 2e- -> 2 F- ...... E° = 2.89 V
Cl2(g) + 2e- -> 2 Cl- ..... E° = 1.36 V ... Denne må snus.
E° = 2.89 V - 1.36 V = 1.53 V
Svar:
[F-]2/[F2] = K; log K = 48,9
[Cl-]2/[Cl2] = K; log K = 23,6
(tallene er tatt fra tabell 21)
[Cl2]/[F2] = 1048,9 - 23,6 = 1025,3
Det betyr at det er ca. ett fluorolekyl pr. ca. 200 mol kloratomer, eller at det i praksis ikke vil bli utviklet noe fluor.
Svar: Halvreaksjonene er:
Cu2+ + 2e- -> Cu(s) ...... E° = 0.34 V .... Denne må snus.
Fe3+ + e- -> Fe2+ ....... E° = 0.77 V
E° = 0,77V - 0,34 V = 0,43 V
Totalreaksjon er 2Fe3+ + Cu -> 2Fe2+ + Cu2+
Q = [Fe2+]2[Cu2+] / [Fe3+]2
= 0,13/0,12 = 0,1
E = E° -0,0592/n log Q = 0,43V - 0,0592/2 * (-1) = 0,46V
Svar: Det er Fe3+ som er begrensende stoff, derfor er det denne som brukes først opp. Strømmengde blir derfor 0,01 mol elektroner overført = 0,01 mol * 96500 C/mol = 965 C = 965 As = 0,24 Ah.
Svar: Fe(s) + 1/2 O2 + 2 H+ -> Fe2+
+ H2O
(Kan også formuleres med dannelse av OH-)
Q = [Fe2+] / (pO21/2 [H+]2 )
Svar: Anodeprosessen frigjør elektroner som katodeprosessen bruker i rduksjonsreaskjonen. forutsetningen er at det er elektronisk ledning og ioneledning mellom anode og katode .
Svar: NB! Det burde stått "lettere" og ikke "raskere", for
korrosjonshastigheten er ikke uten videre avhengig av E.
Totalreaksjonen viser et netto forbruk av H--ioner (evt.
dannesle av OH--ioner) . H+-konsentrajonen vil derfor
inngå i Q, og en øket Q gir en lavere E (Nernst ligning).
Svar: Kompleksdannere vil binde metallioner. Dette reduserer konsentrasjonen av disse, reduserer Q og øker E.
Svar: r = 0,001 L/mol s [B]2.
Svar: Etter en stund vil tilbakeraksjonen gjøre seg gjeldende fordi reaksjonen er angtt som en likevektsreaksjon.
Svar: Reaksjonen er mulig fordi summen av trinnene gir totalreaksjonen. Første trinn er hastighetsbestemmende.
Svar: r = k3 K2 K1 [A][B]2.
Svar: Hvor fort hastigheten øker når vi øker temperaturen.
Svar: Nei. Endringen i hastigheten bestemmes av aktiveringesenergi, og en katalysators virkemåte er nettopp å endre aktiveringsenergien for reaksjonen.
Hjemmeside for Martin Ystenes | ystenes@kjemi.unit.no |