bài tập nâng điểm thi giữa kì MÔN HÓA HỌC, Lớp : Quản lý xây dựng công trình giao thông – K52.

 Tìm hiểu , phân tích quá trình phá hủy của cọc thép chôn vùi trong nền đất... Để có thể phân tích được quá trình cọc thép bị phá hủy hay nói cách khác là ăn mòn khi bị vùi trong nền đấ

Họ tên sinh viên : NGUYỄN HẢI SƠN.

Lớp : Quản lý xây dựng công trình giao thông – K52.

Mã Sinh viên : 1110374

BÀI TẬP NÂNG ĐIỂM THI GIỮA KÌ

 Trình bày lời giải 2 bài tập trong mỗi chương từ chương I đến chương IV.

 Tìm hiểu , phân tích quá trình phá hủy của cọc thép chôn vùi trong nền đất.

Chương I:

Bài 1:

Tóm tắt: cho phản ứng : 2Al(R)Fe2O3 (R)  2Fe(R)Al2O3 (R)

,

298 

H pu biết 25 0C , 1 atm khử 47,87g Fe2O3 tỏa ra 253,132 kJ

,

298 2 3( ) 



R

O Fe s

,

298 2 3( ) 



R

O Al s

Giải :

Ta có phản ứng : 2Al(R)Fe2O3 (R)  2Fe(R)Al2O3 (R)

A, cứ khử được 47,87 g Fe2O3 thì có -253,132 kJ

Vậy 1 mol hay 160g Fe2O3 thì có x kJ

) ( 06 , 846 87

, 47

) 132 , 253 (

160

kJ



Vậy 0 846 , 06 ( )

,

H pu  



B, vì phản ứng tỏa nhiệt nên :





H2980 ,pu H2980 s,(sp) H2980 s,(tg)

) 2

( ) 2

) ( , 298

0 , 298

0

) ( , 298

0 , 298

0

,

298pu H s Fe( ) H s Al2O3 R H s Al( ) H s Fe2O3 R



0

,

298 ( )  ( ) 

0

) ( , 298

0 ,

)

1

(  H pu H s Al O R  H s Fe O R

0

) ( ,

298 2 3

79 , 1669 06

,





) / ( 73 , 823 06

, 846 79 , 1669

0

) ( ,





Bài 4:

Tóm tắt : Đốt cháy 1 mol C6H6 (L) ở 25 0C, 1 atm thu được sản phẩm gồm có CO2 (k),H2O(L) tỏa ra

) ( ,

298 6 6 

H s C H L (biết : 0 393,51( / )

) ( ,

) / ( 84 , 285

0

)

(

,

Giải :

Ta có phản ứng : C6H6 O2 6CO2 3H2O

2

15







Theo giả thiết 0 3301 , 510 ( )

,

H pu  



Vì phản ứng tỏa nhiệt nên :





H2980 ,pu H2980 s,(sp) H2980 s,(tg)

2 1 1 1

2

t

) 2

15 (

) 3

6

) ( , 298

0 , 298

0

) ( , 298

0 , 298

0

,

298pu H s CO2( ) H s H2O L H s C6 6( ) H s O2 K

H

L H









2

15 (

) 84 , 285 (

3 ) 51 , 393 (

6 510

,

, 298

) 6

6 

















L H

C s

H

0 , 298

) 6 6

58 , 3218 510

,

3301

L H C s H













) / ( 929 , 82 510 , 3301 58

, 3218

0

,

298

) ( 6

H

L H

C





Chương 2

Bài 5:

Tóm tắt :

Hệ số nhiệt độ của phản ứng   2 , 5

C

1 150 thì t1  16 min

C

2 200 thì t2  ?

C

3  80 thì t3  ?

Giải :

gọi v1 là vận tốc phản ứng ở nhiệt độ T1 v2 là vận tốc phản ứng ở nhiệt độ T2

Vì vận tốc phản ứng tỉ lệ nghịch với thời gian thực hiện

phản ứng nên ta có:

(*)

Mặt khác ta có:

Thay vào (*) ta được:

Với: ; ; TH1:Thời gian thực hiện xong phản ứng ở( 200 0C) T=473K

TH2:Thời gian thực hiện xong phản ứng ở( 80 0C ) T=353K

Bài 7:

2 1

10

2 1

T T





2 1

1 2 10

T T

t t







0

1 423

T  K  2,5 t 1 16 min

2 473 423

10

16

0,16 min 2,5

2 353 423

10

16

9765, 625 min 162,76 2,5

Tóm Tắt:

Cho phản ứng A  B với k  8 10  3 min  1

t=? để C S còn lại -0,25 so với ban đầu

Giải:

gọi a là nồng độ ban đầu của chất A:

tại thời điểm nồng độ A còn 0,25 so vs bđ,tức là đã pư 0,75a(M)

Bđ : a 0 M pư: 0,75a 0,75a M Còn lại: 0,25a 0,25a M vận tốc phản ứng tại thời điểm t là: ( )

Lấy tích phân 2 vế ta có:

Chương 3:

Bài 3:

Tóm tắt:

Xác định đương lượng gam của 1 kim loại, biết khi kết tủa ion Cl từ dd chứa 1,755g NaCl thì thu được 4,275 g kết tủa Clorua kim loại biết ĐNa= 23

Giải:

Gọi KL cần tìm là A, hóa trị n và Khối lượng phân tử là M

A + nNaCl  ACln ( )

58,5n (M+ 35,5n) (g)

1,755 4,275 (g)

 4,275 58,5n = 1,755 (M + 35,5n )

 M = 1871,755,785n

Theo công thức tính Đượng Lượng ta có :

A A

A A

dC

dt dC kdt

C

3 2 1



0,25

0

3

ln 4

a t

A A a

dC kdt

C a



Đ =

n

M

trong đó : M là phân tử A

n là số ion hóa trị I trao đổi(trong trường hợp này bằng trị của A , do Cl hóa Trị I)

ĐA =

n

M A

=

n

n

755 1

785 , 187

= 1871,755,785 = 107

Bài 8:

Đề bài : Áp suất hơi nước ở 42 0C bằng 61,5 mmHg Nếu ở cùng điều kiện này dung dịch

chứa 3 gam đường Glucôzơ (C6H12O6) trong 540 gam nước có độ giảm áp suất hơi bằng bao nhiêu ?

Giải:

T=420C

P=61,5mmHg

mnuoc=540g g

 nnuoc=540:18=30 mol

mglucozo= 3 g nglucozo=

180

3

=

60

1

mol Gọi :  P là độ giảm áp suất hơi

P 0 là áp suất hơi cua r nước ban đầu

N là nồng độ phần mol của dường glucozo

 dm

glucozo

glucozo

n n

10 55 5 30 60

160

1







mol

Áp dụng ĐL vant hoff và Raoult ở cung nhiệt độ 420C và và áp suất 61,5mmHg là :

N P

P





0

  P = N.P0= 5.55.10 4.61,5=0.0341 mmHg

Chương 4 :

Bài 1:

Tóm tắt : Tính M M  ?

n

 ở 25 0C

A, Cu nhúng trong dung dịch CuCl2 0,001 M

B, Pt nhúng trong dung dịch FeSO4 0,01M và Fe2SO43 0,1 M

Giải:

A,



2

Cu e

Cu2 2 

 







2

lg 059 , 0

Cu n

Cu

Cu Cu



lg( 0 , 001 ) 0 , 2565 ( )

2

059 , 0 345 ,



B,



FeSO

   



3 4

2 SO 2Fe 3SO Fe

0,1  0,2 (mol)



   2

3 1e Fe Fe

 

 









3 3

0 3

lg 059 , 0

Fe

Fe n

Fe

Fe Fe



01 , 0

2 , 0 lg 059 , 0 77 ,















Bài 2:

Tóm tắt:

A, Tính E=? gồm : (ở 25 0C)

Cd nhúng trong dung dịch CdSO4 10  2M + Pb nhúng trong dung dịch Pb (NO3 ) 2

1M

B, có nhận xét gì khi thay đổi C của muối mà không thay đổi tỉ số C

Giải: E  (  )   (  )

Gọi điện thế cực của dạng Cd Cd và Pb Pb



2

là 1 và2

(M) 0,01 0,01

CdSO : có Ta

? tính

*)

2 4

2 4

1











 SO Cd



Phương trình điện cực: Cd2   2e Cd

) 01 , 0 lg(

2

059 , 0

2 0 2

= - 0,402 + (- 0,059) = -0,461(V)

(M) 1 1

2 )

Pb(NO

: có

Ta

?

Tính

3

2 2

3 2











 NO Pb



Phương trình điện cực: Pb2   2e Pb

) ( 126 , 0

) 1 lg(

2

059 , 0

2 0

2 0 2

2

V Pb

Pb Pb

Pb Pb

Pb



























Nhận thấy 2 1  Pb đóng vai trò cực dương

Cd đóng vai trò cực âm

) ( 335 , 0 ) 461 , 0 ( 126 , 0

1

Tìm hiểu , phân tích quá trình phá hủy (ăn mòn) của

cọc thép chôn vùi trong nền đất.

Để có thể phân tích được quá trình cọc thép bị phá hủy hay nói cách khác là ăn mòn khi bị vùi trong nền đất thì trước hết ta cần tìm hiểu về tính xâm thực của đất,vì vậy sau đây ta sẽ đi khái niệm tính xâm thực của đất và tính xâm thực của đất phụ thuộc vào các yếu tố nào ???

+ tính xâm thực của đất:

Rất nhiều dụng cụ và thiết bị được chôm ngầm trong đất : ống dẫn nước , khí ,dầu ,cáp điện và điện thoại , cọc thép …nên hàng năm phải sửa chữa và thay thế 1 lượng lớn các loại kể trên vì bị hư hỏng do

ăn mòn Đất là môi trường không đồng nhất Tùy theo địa phương mà đặc tính của đất khác nhau rất nhiều

+ tính xâm thực của đất phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- độ thâm nhập của không khí và nước vào trong đất Bản thân độ thâm nhập này lại phụ thuộc cấu tạo hạt và độ xốp của đất

- độ ẩm của đất

- độ muối của đất

- độ dẫn điện

Trong thực tế người ta thường chỉ đo pH và độ dẫn điện của đất Trong đa số trường hợp pH trong khoảng từ 5 đến 8 ta có thể dự đôán đây la f 1 nền đất ẩm , axit,ít không khí ,độ dẫn điện tốt (>0,2

m

S )sẽ rất xâm thực Những số liệu dưới đây cho thấy sự tương quan giữu điện trở và tính xâm

thực của đất:

Điện trở riêng m <5 5 đến 10 10 đến 20 20 đến 100 >100

Tính xâm thực của đất Rất cao cao Tương đối cao Trung bình Thấp

Tăng độ ẩm của đất sẽ tăng tính xâm thực của nó.Tuy nhiên nếu ẩm quá (15 đến 18%) sẽ làm giảm tính xâm thực vì oxi khó thâm nhập bề mặt kim loại Đất cát xâm thực hơn đất sét Đôi khi

ta cũng gặp đất axit (pH=3 đến 4) hoặc kiềm (pH=10 đến 12) các loại đất ày có tính xâm thực cao

Ngoài ra sự ăn mòn kim loại nói chung hay thép nói riêng khi ở trong môi trường đất còn chịu ảnh hưởng của vi sinh vật và nhiệt độ

* Quá trình ăn mòn điện hóa trong đất:

Ăn mòn điện hóa trong đất có quá trình catot là khử Oxi ,Trừ trường hợp đất rất axit thì có thể khử ion H+

Cấu trúc không đồng nhất của đất có thể tạo ra các cặp pin ăn mòn do thông khí oxi không đều Hình minh họa:

(a) (b)

Hình thành cặp pin co không khí (oxi) không đều trong đất

(a) đặt ống với độ sâu không đều (b) độ xốp của đất khác nhau

Hình trên minh họa 2 trường hợp thông khí không đều Nơi oxi đến nhiều hơn sẽ là catot,còn nơi oxi khó đến sẽ là anot dị phá hủy Các vùng anot và catot có thể cách xa nhau hàng trăm mét , thậm chí

là vài cây số

Ăn mòn trong có đặc điểm : thép bị phá hủy ở dạng ăn mòn điểm hố sâu , rỗ và chủ yếu ở mặt dưới của ống

Logan đưa ra công thực kinh ngiệm sau :

P tn k n trong đó : P tn là chiều sâu thâm nhập cực đại của vết rỗ , tạo thành

sau thời gian T

k là hệ số tỉ lệ

n là hằng số (phụ thuộc vào khối lượng và chủ yếu vào độ thông khí của đất :

-trong đất thông khí tốt (cát,á sét) thì n=0,1 đến 0,2 -trong đất thông khí kém (than bùn,đất xét nặng) n=0,6 đến 0,7 Trong phần lớn các loại đất thì quá trình ăn mòn xảy ra với kìm hãm quá trình catot do khó vận chuyển oxi đến bề mặt kim loại Trong đất xốp cũng có thấy kìm hãm quá trình anot Cong khi anot và catot xa nhau thì kìm hãm có điện trở

Trong khu vực công nhiệp , gần đường sắt chạy điện … các thiết bị ngầm trong đất cũng bị ăn mòn do dòng điện lạc

* Ăn mòn vi sinh :

-Ăn mòn vi sinh là sự ăn mòn trong điều kiện có tác dụng tăng cường của vi sinh vật và sản phẩm hoạt động của nó

-ăn mòn vi sinh có tính mùa rõ rệt , mạnh nhất trong mùa xuân ấm áp và ẩm ướt thuận lợi phát triển của vi khuẩn

-các vi khuẩn hiếu khí , cần oxi để hoạt động cũng như các vi khuẩn kỵ khí , không cần oxi đều làm phát triển ăn mòn

Biện pháp phòng tránh ăn mòn dưới đất

-Sơn , phủ ,bịt bọc kim loại bằng các lớp bitum hoặc polime (1 hoặc nhiều lớp)

-Bảo vệ điện hóa bằng dòng anot hi sinh (kim loại bảo vệ nối với kim loại khác có điện thế âm

hơn) Vật liệu anot hi sinh : Li,Na,K,Mg,Al,Zn…

-Bảo vệ anot bằng dòng ngoài :

Thiết bị cần bảo vệ được nối với cực âm của nguồn điện 1 chiều , còn điện cực phụ (anot) nối với cực dương

1-Thiết bị cần bảo vệ 2-chất độn dẫn điện 3-điện cực phụ (anot) 4-nguồn điện 1 chiều

 The end 