Εξετάσεις ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑΣ, τµήµα ΦΥΣΙΚΗΣ, 9/5/2011(A) Ονοµατεπώνυµο: Αρ.Μητρώου:

Transcript

1 Εξετάσεις ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑΣ, τµήµα ΦΥΣΙΚΗΣ, 9/5/2011(A) Ονοµατεπώνυµο: Αρ.Μητρώου: 1. Παραγωγή της σχέσης της δυναµικής ενέργειας, U Ι-, των αλληλεπιδράσεων ιόντος-διπόλου και διερεύνηση αυτής για την περίπτωση της αλληλεπίδρασης κατιόντος µε δίπολο. (2.50) 2. Φορτίο και χωρητικότητα του διάχυτου τµήµατος της διαφασικής περιοχής ηλεκτροδίου/διαλύµατος. (2.50) 3. Η συνολική αντίδραση ενός γαλβανικού στοιχείου είναι της µορφής: aa + bb gg + hh όπου Α, Β αντιδρώντα, G, H προϊόντα και a, b, g, h τα moles των αντίστοιχων συστατικών. Να γίνει η παραγωγή της εξίσωσης που συνδέει την ΗΕ του στοιχείου µε τις συγκεντρώσεις των συστατικών του (εξίσωση PETERS- NERNST). (2.50) 4. Η ειδική αγωγιµότητα ενός υδατικού διαλύµατος, που περιέχει 0,05Μ KCl και 0,10Μ AgCl, βρέθηκε στους 25 ο C ίση µε 0,028 siemens/cm. Αν λ(κ + )=74,5 και λ(cl - )=75,5 siemens cm 2 και ο βαθµός διάστασης α(kcl)=0,86 και α(agcl)=0,81 να βρεθούν τα Λ(AgCl) και λ(ag + ).

2 Εξετάσεις ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑΣ, τµήµα ΦΥΣΙΚΗΣ, 9/5/2011(B) Ονοµατεπώνυµο: Αρ.Μητρώου: 1. Να αποδείξετε ότι το ηλεκτρολυτικό ρεύµα καθορίζεται από τα φαινόµενα κίνησης των ιόντων µε διάχυση (λόγω βαθµίδας συγκέντρωσης) και µε ιονική µεταφορά (λόγω βαθµίδας δυναµικού). (2.50) 5. Η συνολική αντίδραση ενός γαλβανικού στοιχείου είναι της µορφής: aa + bb gg + hh όπου Α, Β αντιδρώντα, G, H προϊόντα και a, b, g, h τα moles των αντίστοιχων συστατικών. Να γίνει η παραγωγή της εξίσωσης που συνδέει την ΗΕ του στοιχείου µε τις συγκεντρώσεις των συστατικών του (εξίσωση PETERS- NERNST). (2.50) 6. Φορτίο και χωρητικότητα του σταθερού τµήµατος της διαφασικής περιοχής ηλεκτροδίου/διαλύµατος. (2.50) 4. Η ειδική αγωγιµότητα ενός διαλύµατος οξικού οξέως (CH 3 COOH) συγκέντρωσης c 1 =0,15N (στους 18 ο C) είναι σ 1 =0, siemens/cm, ενώ στις ίδιες συνθήκες η ειδική αγωγιµότητα διαλύµατος οξικού νατρίου (CH 3 COONa) µε c 2 =0,002N είναι σ 2 =0, siemens/cm. Να υπολογισθεί ο βαθµός διάστασης α του CH 3 COOH (στους 18 ο C) αν η ιονική αγωγιµότητα των ιόντων Η + είναι λ(η + )=318 και του ιόντος Νa + λ(νa + )=44,4 siemens cm 2 και εφόσον θεωρείται ότι το CH 3 COONa διίσταται πλήρως. (2.50)

3 ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 9/11/ Παραγωγή της σχέσης της δυναµικής ενέργειας, U Ι-, των αλληλεπιδράσεων ιόντος-διπόλου και διερεύνηση αυτής για την περίπτωση κατιόντος. (3,00) 2. Να παραχθεί η εξίσωση j i =c i κ i (RT lnc i / x + z i F φ/ x) η οποία εκφράζει τη ροή των ιόντων σε ένα ηλεκτρολυτικό σύστηµα, υπό την επίδραση των φαινοµένων της διάχυσης και της ιονικής µεταφοράς. (4,00) 3.1 οµή, χαρακτηριστικά και αρχή λειτουργίας των: α) συσσωρευτών µολύβδου β) κυψελών καυσίµων αερίων (Η 2, Ο 2 ). (3,00) 3.2 Η ειδική αγωγιµότητα διαλύµατος που περιέχει 0,1Ν CH 3 COOH και 0,001Ν CH 3 COONa στους 25 ο C, είναι ίση µε 0,0005 S/cm. Αν Λ ο (CH 3 COOH)=351,7 S cm 2, Λ ο (NaCl)=126,5 S cm 2, Λ ο (HCl)=426,5 S cm 2 και α(ch 3 COONa) 1, να βρεθεί η Λ(CH 3 COOΗ). (3,00)

4 Εξετάσεις ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑΣ, τµήµα ΦΥΣΙΚΗΣ, 10/6/2011 Ονοµατεπώνυµο: Αρ.Μητρώου: 1. (α) Να κάνετε τη λεπτοµερή παραγωγή της µαθηµατικής έκφρασης για τη µεταβολή της εσωτερικής ενέργειας, U, σε αγώγιµο και ανοικτό θερµοδυναµικό σύστηµα.. (1,50) (β) Να αποδείξετε την αναλυτική έκφραση του χηµικού δυναµικού σε ένα ιδανικό διάλυµα (1,50): o µ = µ + RTln c i i i 2. υναµική ενέργεια των ελκτικών αλληλεπιδράσεων µεταξύ των µορίων του διαλύτη σε ένα ηλεκτρολυτικό διάλυµα. (2,50) 3. (α) οµή, αρχή λειτουργίας και χαρακτηριστικά των κυψελών καυσίµου αερίων. (1,00) (β) οµή, αρχή λειτουργίας και χαρακτηριστικά των γαλβανικών στοιχείων λιθίου. (1,00) 4. Ένα γαλβανικό στοιχείο αποτελείται από ηµιστοιχεία Zn/Zn 2+ (c=0,1m) και Pb/Pb 2+ (c=0,01m). Tα κανονικά δυναµικά των ηµιστοιχείων αυτών στους 25 ο C είναι και -0,126V/ΠΗΥ. Να προσδιορισθεί η πολικότητα των πόλων του στοιχείου, να υπολογισθεί η ΗΕ και η G της συνολικής ηλεκτροχηµικής αντίδρασης, και να γραφτεί η αντίδραση αυτή. (2,50)

5 ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ 29 Ιουνίου Να αποδειχθεί η σχέση dg=vdp-sdt+ µ idni και να ορισθεί η φυσική σηµασία της ποσότητας µ i. (3,00) s i= 1 2. Να παραχθεί η έκφραση για την ηλεκτρική χωρητικότητα του σταθερού τµήµατος (στιβάδα Helmholtz) της διαφασικής περιοχής µεταλλικού ηλεκτροδίου διαλύµατος. (2,00) 3. (α) οµή και αρχή λειτουργίας των αλκαλικών στοιχείων LECLANCHÈ και σύγκρισή τους µε τα απλά στοιχεία LECLANCHÈ. (1,00) (β) οµή, αρχή λειτουργίας και άλλα χαρακτηριστικά των συσσωρευτών µολύβδου. (1,00) 4. Σε ένα γαλβανικό στοιχείο, στο οποίο η συνολική αντίδραση είναι του τύπου Α 2+ + Β Α + Β 2+, η εξάρτηση της ΗΕ από τη θερµοκρασία δίνεται, σε Volt, από τη σχέση: Ε=1,0186-3, (t-20)-6, (t-20) 2, όπου t η θερµοκρασία σε o C. Να βρεθεί η µεταβολή της ενέργειας GIBBS, η µεταβολή της ενθαλπίας και η µεταβολή της εντροπίας της συνολικής ηλεκτροχηµικής αντίδρασης του στοιχείου στους 25 o C. (3,00) διδάσκων: Τάσος Αναστόπουλος

6 ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑΣ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΦΥΣΙΚΗΣ 6/5/ Παραγωγή της σχέσης της δυναµικής ενέργειας, U Ι-, των αλληλεπιδράσεων ιόντος-διπόλου και διερεύνηση αυτής για την περίπτωση κατιόντος. 4. Η συνολική αντίδραση ενός γαλβανικού στοιχείου είναι της µορφής: aa + bb gg + hh όπου Α, Β αντιδρώντα, G, H προϊόντα και a, b, g, h τα moles των αντίστοιχων συστατικών. Να γίνει η παραγωγή της εξίσωσης που συνδέει την ΗΕ του στοιχείου µε τις συγκεντρώσεις των συστατικών του (εξίσωση PETERS-NERNST). 5. οµή, χαρακτηριστικά και αρχή λειτουργίας των: α) Γαλβανικών στοιχείων Λιθίου στερεάς καθόδου. β) Κυψελών καυσίµων αερίων (Η 2, Ο 2 ). 6. Η ειδική αγωγιµότητα ενός υδατικού διαλύµατος, που περιέχει 0,05Μ KCl και 0,10Μ AgCl, βρέθηκε στους 25 ο C ίση µε 0,028 siemens/cm. Αν λ(κ + )=74,5 και λ(cl - )=75,5 siemens cm 2 και ο βαθµός διάστασης α(kcl)=0,86 και α(agcl)=0,81 να βρεθούν τα Λ(AgCl) και λ(ag + ).

7 Εξετάσεις ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑΣ, τµήµατος ΦΥΣΙΚΗΣ 15/9/2009 ιδάσκων: Τάσος Αναστόπουλος 1. (α) οµή, αρχή λειτουργίας και άλλα χαρακτηριστικά των συσσωρευτών µολύβδου. (1.00) (β) οµή και αρχή λειτουργίας των κυψελών καυσίµου αερίων (Η 2 -Ο 2 ). (1.00) 2. Με βάση θερµοδυναµικές αρχές να αποδείξετε ότι η διεπιφάνεια µεταλλικού ηλεκτροδίου-ηλεκτρολυτικού διαλύµατος έχει χαρακτηριστικά ηλεκτρικής χωρητικότητας. (3.00) 3. Να αποδείξετε ότι το ηλεκτρολυτικό ρεύµα καθορίζεται από τα φαινόµενα µεταφοράς των ιόντων µε διάχυση (λόγω βαθµίδας συγκέντρωσης) και µε ιονική µεταφορά (λόγω βαθµίδας δυναµικού). (3.00) 4. Η ειδική αγωγιµότητα ενός υδατικού διαλύµατος, που περιέχει 0,1Μ KCl και 0,2Μ AgCl,βρέθηκε στους 25 ο C ίση µε 0,0333 siemens/cm. Αν λ(κ + )=74,5 και λ(cl - )=75,5 siemens cm 2 και ο βαθµός διάστασης α(kcl)=0,86 και α(agcl)=0,81 να βρεθούν τα Λ(AgCl) και λ(ag + ) στους 25 ο C. (2.00)

8 Εξετάσεις ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑΣ, τµήµατος ΦΥΣΙΚΗΣ 27/5/2009 ιδάσκων: Τάσος Αναστόπουλος 1. Παραγωγή της γενικευµένης έκφρασης της εσωτερικής ενέργειας, U, σε ανοικτό και αγώγιµο θερµοδυναµικό σύστηµα. Ηλεκτροχηµικό δυναµικό. 2. Παραγωγή της έκφρασης της δυναµικής ενέργειας των ηλεκτροστατικών αλληλεπιδράσεων µεταξύ ιόντων και µορίων του διαλύτη σε ηλεκτρολυτικούς αγωγούς. Να διερευνηθεί η εξάρτηση της δυναµικής ενέργειας από τη θέση του ιόντος ως προς το δίπολο. 3. Φορτίο και χωρητικότητα του σταθερού τµήµατος της διαφασικής περιοχής ηλεκτροδίου/διαλύµατος. 4. Σε ένα γαλβανικό στοιχείο, στο οποίο η συνολική αντίδραση είναι του τύπου Α 2+ + Β Α + Β 2+, η εξάρτηση της ΗΕ από τη θερµοκρασία δίνεται, σε Volt, από τη σχέση: Ε=1,0186-3, (t-20)-6, (t-20) 2, όπου t η θερµοκρασία σε o C. Να βρεθεί η µεταβολή της ενέργειας GIBBS, η µεταβολή της ενθαλπίας και η µεταβολή της εντροπίας της συνολικής ηλεκτροχηµικής αντίδρασης του στοιχείου στους 25 o C.

9 Εξετάσεις µαθήµατος ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ, τµήµατος ΦΥΣΙΚΗΣ Ιούνιος 2007 (2 η σειρά) 1. Να γίνει η παραγωγή της εξίσωσης του Lippman για τη διαφασική περιοχή ηλεκτροδίου-διαλύµατος. (4,00) 2. Να δοθούν οι ορισµοί: α) Ιονική µεταφορά. (0,4) β) Πόλωση ηλεκτρολυτικού συστήµατος. (0,4) γ) υναµό εκφόρτισης ιόντος. (0,4) δ) Επιδιαλύτωση ιόντων. (0,4) ε) Ζεύγη ιόντων. (0,4) 3. οµή και αρχή λειτουργίας των συσσωρευτών µολύβδου. (2,00) 4. οµή και αρχή λειτουργίας των κυψελών καυσίµου αερίων (Η 2 -Ο 2 ). (2,00)

10 Εξετάσεις µαθήµατος ΦΥΣΙΚΟΧΗΜΕΙΑ, τµήµατος ΦΥΣΙΚΗΣ Ιούνιος 2007 (1 η σειρά) 1. Να παραχθεί η γενικευµένη έκφραση της εσωτερικής ενέργειας, U, σε ανοικτό και αγώγιµο θερµοδυναµικό σύστηµα. (3,00) 2. Να δοθούν οι ορισµοί: α) Ισχυροί ηλεκτρολύτες, παραδείγµατα. (0,50) β) Ασθενείς ηλεκτρολύτες, παραδείγµατα. (0,50) γ) Επιδιαλύτωση ιόντων. (0,50) δ) Ζεύγη ιόντων. (0,50) 3. Να παραχθεί η έκφραση της δυναµικής ενέργειας των ελκτικών αλληλεπιδράσεων ιόντος- ιόντος. (3,00) 4. α) οµή και αρχή λειτουργίας του στοιχείου DANIEL. (1,00) β) οµή και αρχή λειτουργίας των µπαταριών Λιθίου στερεάς καθόδου. (1,00)