Л. Лабовиц, Дж. Аренс - Задачи по физической химии с решениями (1134453), страница 14
Текст из файла (страница 14)
в) Какое максимальное количество чистой В можно получить при фракционной перегонке? Согласно рисунку, определите: юа а в/ га ва ра 50 Ба /а вп ва /пп А вес%в В а) при какой температуре начнет кипеть смесь, содержащая 50 г А и 150 г В; 6) состав равновесного пара в начале кипения; в) состав смеси, оставшейся в перегонном кубе, если исходная смесь перегонялась Прааило фаа 98 Глава !Х 1Х-2-19. 1Х-2-! 7. ВО Р 70 ню во 76 ст - 70 1Х-2-20.
во 1Х-2-18. ИО еоо во '- во 1Х-2-21. Ан $083 АнеРЬ РЬ 327 АпРЬе Температура плавления, 'С Инконгруентная точка плавленая, 'С Ат. % РЬ я жнпностн 4!8 44 284 7! до тех пор, пока ее температура кипения не изменилась на пять градусов; определите состав остатка и вес дистиллята, собранного при кипении смеси в этом интервале. На рисунке представлена фазовая диаграмма «температура — состав» для двухкомпонентной системы А — В при Р=1 атм. 200 г смеси А и В кипят сначала при 65'С н перегоняются до тех пор, пока температура кипения оставшейся смеси не достигнет ?5' С. 60 0 В! 20 ВО 40 60 80 70 80 80 !00 Вес.%А а) Каков состав оставшейся смеси? б) Каков суммарный состав дистиллята? в) Каков вес дистиллята? Фазовая диаграмма «состав — температура» системы А — В показана на рисунке: 60 70 20 30 40 ВО 60 70 ВО 80 8 844%8 а) При какой температуре начнет кипеть смесь, содержащая 25 вес.% А и 75 вес.% В? б) Каков будет состав остатка, если эта смесь перегоняется до тех пор, пока температура кипения остатка не поднимется на 5 градусов? в) Каков будет общий состав смеси, если весь дистиллят, полученный после повы- шения температуры на 5 градусов, собрать как одну фракцию? г) Если полученный дистиллят перегонять, то каковы будут начальная температура кипения и состав первых капель нового дистиллята? На рисунке представлена диаграмма перегонки смеси А — В при Р= ! атм.
ОО 60 О 20 4О 60 ВО еоо 8,7.8 в Жидкая смесь 60 вес.% А и 40 вес.!Ур В помещена в закрытый сосуд переменного объема. Давление в сосуде поддерживалось постоянным (1 атм), а температура и объем регулировались так, что испарилась половина смеси (по весу). Определите температуру и состав каждой фазы. Некоторое соединение существует в двух твердых модификациях ех и р. На рисунке показаны линии равновесия се-'тг, р-Ъ', (.-Ъ' и тройная точка системы се-р-(, Закончите построение диаграммы (насколько это возможно) и обозначьте все линии и области.
арх Глава ПГ Правило фаэ 101 1Х-2-24. 1Х-2-22. Раствор Твериаи фаза (НН„1аэпе, мол. м Ьзазпз мол. и 5.2 5,3 1,9 0 0 4,8 9,1 9,5 1.1з80, ° Н 0 1.1т80, Н,0+ ~лННе80, 1.1НН,80~ + (МН )а80, (нн,) ю, 1Х-2-25. Ап ЯЬ ЛпБЬ» 460 1064 63! 1Х-2-23. Температура плавлении. С Соелииеиие 10.5 8,5 — 38,9 — 24,5 Н,80, (безводная) Н Ю„° Но Н,80„° 2Н 0 Нт80, ° 4На0 Эвтектическая точка: АпРЬэ + РЬ; 215'С; 84 ат.рго РЬ. Твердых растворов система не образует.
Постройте для системы Ац — РЬ фазовую диаграмму «температура — ат.вхз». Обозначьте каждую область, пс)кажите присутствующую фазу (фазы), если система представлена точкой в этой области. При 30'С и 1 атм сульфаты лития н аммония образуют двойную соль ) !МН4804 Сульфат лития образует гидрат 1ла504 Н»О. Сульфат аммония гидрата не имеет. Водные растворы в равновесии с твердой фазой имеют следующий состав !57): а) Начертите треугольную фазовую диаграмму. Обозначьте каждую область, указав, какие фазы присутствуют, когда система имеет общий состав, соответствующий точке в данной области.
б) Опишите изменение, которое произойдет, если (ЫН4)«504 прибавить к незначительному количеству Е!»$04 Н»О при 30'С. Серная кислота образует три гидрата. Все они плавятся коцгруентно и не имеют твердых растворов. а) Постройте схематически фазовую диаграмму «температура — мольная доля». Обозначьте каждую область, указав, какие фазы присутствуют, когда система имеет температуру и общий состав, соответствующий точкам этой области.
6) Опишите все изменения, которые будут происходить, если серная кислота добавлена в небольшое количество льда при постоянной температуре — 30' С. Если приведенные данные не позволяют в ряде случаев дать правильный ответ, укажите все возможные ответы и необходимые добавочные данные для выбора правильного решения. Л и В образуют два твердых соединения. АрВ плавится при 800' С; ЛВ« разлагается при 700' С на твердое В и жидкую фазу. Температура плавленияА 500, В !000'С.
Твердые растворы соединения не образуют. а) Построй~с для системы А — В фазовую диаграмму «температура — мольная доля». Обозначьте каждую область и определите фазу (фазы) в системе, соответствующей точке в этой области. б) Жидкий раствор, содержащий 70 мол.о7р В, охлаждается медленно от !!00 до 400'С. Постройте график зависимости температуры процесса охлаждения от времени. Покажите, как каждая характерная точка кривой охлаждения связана с фазовой диаграммой. Золото и сурьма образуют соединение АпБЬ» Эти три вещества смешиваются в жидком состоянии во всех отношениях, но не образуют твердые растворы друг с другом. Температуры плавления ('С) следующие: Получены следующие эвтектические точки (58]: Ап + АОЗЬа + Е АпЯЬа + 3Ь + 1.
360'С; 35 ат.% ЯЬ 456'С; 72 ат.в4, 5Ь а) Постройте для этой системы фазовую диаграмму «температура — ат.агр», Обозначьте каждую область, указав сосуществующие фазы системы, представленные точкой в этой области. б) Жидкий раствор, содержащий 20 ат.% 5Ь и 80 ат.% Ап, медленно охлаждается от 1100 до 200'С. Начертите кривую зависимости температуры процесса охлаждения от времени. Свяжите каждую характерную особенность кривой с фазовой диаграммой.
в) Имеются два чистых вещества Ап(Х) и АпЗЬ»(У), причем не известно, что одно из них является соединением, включающим другое. Допустим, Вы изучаете фазовую диаграмму системы Х вЂ” т' с помощью термического анализа. Как в этом случае, рассматривая фазовуюдиаграмму, Вы установите, что У вЂ” соединение, содержащее Х, а Х не является соединением, содержащим т'"г 102 Глава ГХ Права.то фаз 103 1Х-2-26.
Остановив, С Излом. С Си, вес. и СаРр и СаС1р полностью смешиваются в жидком со- стоянии. Следующие данные получеяы при охлажде- нии различных жидких растворов СаРр и СаС!р.. 552 552 552 552 722 722 722 722 722 Температура Температура Саюз, мол. И пенала затверпеввнин, при завернтепви 'С затнерлевавип, 'С 692 793 8!6 808 753,5 0 30 40 50 58 60 70 80 90 100 1300 1050 950 820 737 735 700 644 710 774 1300 737 737 737 644 644 644 644 644 774 958 1005 1010, 804 1042, 874 1083 а) Постройте для этой системы фазову!о диаграмму «температура — мол.пур». Обозначьте каждуюобласть, указав фазу (фазы) в системе, представленной точкой в этой области. б) Опишите с помощью кривой охлаждения изменение температуры со временем, когда смесь, состоящая из 55 мол.% СаС1р и 45 мол.пгр СаРр, охлаждается от !000 до 600'С, Свяжите каждую характерную особенность кривой с фазовой диаграммой.
Приготовлено несколько жидких растворов магния и меди. Каждый раствор медленно охлаждался, при этом на диаграмму наносили температуру как функцию времени. Видимый излом или остановку на каждой кривой охлаждения заносили в следующую таблицу ]59]: 1Х-2-28. жнлнив зпвтт Тверлын Злате 1Х-2-27. 9,8 21,0 0,116 0,321 30,7 41,4 0,764 1,493 П 'С Р, ми рт, ст. Сп, вес. и Излом, 'С Остановив, С 1Х-2-29, 619 580 531 489 500 540 564,5 567,5 567,5 563 О 8,57 16,53 24,78 30,10 34,40 43,29 51,60 56,61 56,79 61,70 648 4% 485 485 485 4% 485 485 485 552 552 65.41 73,63 80,08 84,43 84,54 88,77 90,36 96.00 97,38 97,75 98,50 100 а) Постройте для системы Мд — Сц фазовую диаграмму «температура — вес.в!и».
Обозначьте области и укажите фазы системы, представленной точкой в этой области. б) Если образуются соединения, то найдите их формулы. Получены следующие данные для давления паров жидкого и твердого 5пВг, при различных температурах (60]: Рассчитайте. для 5пВг,: а) тройную точку, б) мольную энтальпию возгонки и в) мольпую энтальпию плавления, В случаях (б) и (в) найдите энтальпии алгебраическим и графическим методами. При изучении правила фаз в жидкой области системы никотин — вода было открыто необыкновенное явление (61].
В некоторой области состава по мере того как исходный гомогенный раствор никотина и воды нагревался и достигал некоторой температуры, происходило его расслоение на две различные жидкие фазы, находящиеся в равновесии друг с другом. При дальнейшем увеличении температуры соотношение между жидкими фазами постепенно изменялось до тех пор, пока температура достигала предела, после которого одна из фаз совершенно исчезала и система вновь 104 Глава !Х Правило фав !05 иа диаграмме. температура, при которой система вновь стаиовзмся гомогеиной.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
