II. ZÁRTHELYI DOLGOZAT
Fizikai-kémiai laborgyakorlat
III. éves kémia tanárszakos hallgatók részére
1999/2000, I. félév
1. Fogalmak.
Néhány szóval magyarázza meg (vagy definiálja) a következõ fogalmakat:
a) Fick II. törvénye;
b) a Gibbs-féle fázisszabály és alkalmazása egy Ön által is végzett heterogén egyensúlyt vizsgáló kísérletben;
c) a pH mérési eljárással való definiálása;
d) lineárisan polározott fény;
e) galváncella elektromotoros erejének és kapocsfeszültségének kapcsolata;
d) másodrendû reakció felezési ideje;
e) reakciósebességi állandó hõmérsékletfüggése.
(21 pont)
2. Mérések gyakorlati elvei.
Ismertesse a spektrofotometriás mérések fõ alapelveit a következõ szempontok alapján:
a) a fényelnyelés fizikai háttere, hullámhossztartományai, az elnyelõ anyag gerjesztésének módjai;
b) a Lambert-Beer törvény és korlátai;
c) egy spektrofotométer vázlatszerû felépítése, az egyes komponensek feladatainak vázlatos ismertetésével;
d) az Ön által elvégzett (vagy elvégezhetõ) spektrofotometriás mérés során milyen anyag fényelnyelését vizsgálta és ebbõl milyen fizikai tulajdonságot határozott meg.
(28 pont)
3. Elektrokémiai és termodinamikai alapfogalmak és alkalmazásuk.
Tételezzük fel, hogy Ön a
Pt|kinhidron|HNO3 oldat|HNO3 oldat|AgNO3 oldat|Ag
galváncella elektromotoros erejét méri 0.01 M AgNO3 és 0.1 M HNO3 koncentrációnál 25.0 ° C-on. A cella elektromotoros ereje 36 mV. Adja meg a cellareakció egyenletét, a reakció standard szabadentalpia-változását, a cellareakció egyensúlyi állandóját, a cellareakció standardpotenciálját, valamint az Ag/Ag+ rendszer standard redoxipotenciálját, annak ismeretében, hogy a kinhidron elektród standard redoxipotenciálja 0.699 V. Ha 0.001 M AgNO3 oldatot használunk, akkor az elektromotoros erõ ugyanebben a cellában -22 mV lesz. Értelmezze, mit jelent a negatív elõjel! Számolás nélkül becsülje meg, mennyi lesz a reakció standard szabadentalpia-változása ebben az esetben!
(28 pont)
4. Számolási feladat.
Tételezzük fel, hogy egy sav közömbösítési hõjét határozzuk meg kalorimetriás úton. A feladat két részbõl áll. Az elsõ lépésben meghatározzuk a kaloriméter hõkapacitását. Ehhez 250 cm3 27.4 ° C hõmérsékletû vizet (ez van eredetileg a Dewar edényben) 150 cm3 21.3 ° C hõmérsékletû vízzel elegyítünk a kaloriméterben. A kaloriméter végsõ hõmérséklete 25.6 ° C. A következõ lépésben a kaloriméterbe öntött 250 cm3 1 mol/dm3 koncentrációjú NaOH oldathoz (hõmérséklete 23.3 ° C) 150 cm3 HCl oldatot adunk (24.6 ° C), melyet 50 cm3 3 mol/dm3 koncentrációjú törzsoldat hígításával készítettünk. A kaloriméter végsõ hõmérséklete 28.4 ° C. Mekkora a kaloriméter hõkapacitása (J/K), valamint az erõs sav közömbözítési hõje kJ/mól egységben? A környezet és a kaloriméter közötti hõkicserélõdést elhanyagoljuk.
A víz fajlagos hõkapacitása= 4.18 J/g K
(23 pont)