Л. Лабовиц, Дж. Аренс - Задачи по физической химии с решениями (1134453), страница 34
Текст из файла (страница 34)
?дт р — Ьяееа )а~+С -Звееа ?ат С ?С Ипа )ат. к' х' е'=1+х+ —,+ — + ...; здесь х= — ХН„„)КТ. = ~ — '~;" ~-.'(*",,и )'--'("„-')ь ! Температура кипения 197'С (давление пара при 197 С=?60 мм рт. ст.). Ай„м,=19! 62,1 кал моль '; 197' С = 470' К. —:;=-;..'; ~ — ',--,',) 760 191 621 1' 1 1 30 2,303 ° 1,987 ( 470 Т, ) ' !2 25,8 = — 2590 ),4 Т ))' 1 1 ! Т, = 875' К = 102' С. Доля молекул, которые имеют кинетическую энергию больше данной, увеличивается быстрее, чем возрастает температура. Вязкое течение жидкости включает движение молекул к новым положениям, при этом молекулы будут проходить через область высоких потенциальных энергий (когда молекула «протиски- Жидкости и сжижеиие газов Глава у 256 Ч-2-8.
550 Ч-2-6. а 5ОО 250 гоо мо -го ыо у= — 'Лй( — "" 1рд. о го 50 40 50 4,'0 !а у= !ай+ л !8('. — /) Ч-2-7. 378 354 332 з!з 294 270 250 228 — 20,3 — !О 0,2 9,9 20 30 40 50 2,74 2,73 „э 2,72 2,7! Д70 /еза /.40 /,42 /,45 /,40 /,40 497 Ч-2-9. !а (гкр 4) 1,4606 1,4362 1,4163 1,3853 2,7337 2,7235 2,7!6! 2,7048 20,0 32,5 41,5 54,8 Наклон прямой=2,60=в; 9 Зак, !за! вается» между другими молекулами). Повышение температуры приводит к увеличению доли молекул, имеющих достаточную энергию для перехода через потенциальный барьер, и к увеличению скорости потока.
! 2у у = рЫ/тг; й— 2 ' рлт' 2у 2у 2у / ! ! ! 2у/гк — т1! Ь! — Ьг= ЬЬ вЂ” — — ~~ — — ! — — ~~ рот~ рлтг 02 "4 тк 02 тгтк Построим график, отложив по оси ординат 18(/„р — /), а по оси абсцисс !п у (см. рис.). 1,3853 = !п й + 2,60 (2,7048); й=2,2 10 5; 7=2,2 10 5(561,5 — /)а ° Построим график зависимости у(Л!/р)'" от температуры / (см. рис.). т ьи/рюч и 'с » вили" » Наклон прямой = 2,27=/г (в среднем получим 2,134, однако данные имеют большой разброс н поэтому точное построение графика затруднено). Из уравнения 378 = 2,27 (/,р — 6 + 20,3) /к„= 152,2 С (в среднем 157,5).
а) Уравнение л'=е выполняется, если а и л измерены прн одинаковой частоте. Однако е, а также л изменчется с частотой", мы ие можем надеяться, что а, измеренное при 1О' или 105с ', будет таким же, как н л, измеренное при 5,10 10'4с '. Наиболее важной причиной зависимости е от частоты является то, что полярные молекулы могут вытягиваться в линию при приложении поля низкой частоты (л.' 10'ос '), в то время как эффект ориентации не наблюдается при высокой частоте.
Сильное уменьшение е для о-С5Н4С15 при переходе от 105 к 10'4с ' может быть приписано такой потере ориентации. Для л-С5Н4С1„молекулы которого неполярны и, таким образом, не имеют' ориентационного эффекта, зависимость гораздо слабее. б) Дипольный момент м-С5Н,С1, промежуточен между дипольным моментом орта- и лара-изомсров. Отношение з/лг должно находиться между 1,24 и 3,10. Глава )// ТВЕРДЫЕ ТЕЛА Глава У 1/1-1-1. 1/-2-10. У1-1-2.
Ч-1-3. 7-2-11. И-1-4. (Экспериментальная величина е равна 5,04 в пределе при частоте, стремяшейся к нулю, и и, равном 1,5457; следовательно, е/п' =- 2,! 1.) и = )/е = у'2,647= 1,63 (что согласуется с экспериментом), Из симметрии молекулы СБз можно заключить, что ее дипольный момент ранен нулю, Поэтому ориентационная поляризация, которая проявляется только при относительно низких частотах (~ -1О'"с-'), отсутствует и возникает поляризация только от искажения молекул. Этот эффект почти не зависит от частоты в видимой области, так что диэлектрическая проницаемость в видимой или инфракрасной области остается примерно такой же, как и при 9 10'с-'.
Таким образом, возможно применение соотношения Максвелла аз=в. а) Полнрные молекулы стремятся ориентироваться так, чтобы их дипольный момент стал параллелен электрическому полю. С повышением температуры степень ориентации уменьшается, потому что при тепловом движении молекулы стремятся к случайной ориентации. Ориентация молекул вносит свой вклад в поляризуемость вещества. Поэтому мольная поляризация (фактически полнризуемость) уменьшается с повышением температуры. б) Мольная рефракция равна мольной поляризации, измеренной при частоте видимого света.
При такой высокой частоте молекулы не могут переориентироваться, так как поле переменно по направлению, и поэтому эффект ориентации не вносит вклада в поляризуемость. Однако мольнан поляризация измеряется при низких частотах (обычно . 10ес-'); в этом случае молекулы свободно могут переориентироваться в соответствии с частотой колебаний. Таким образом, эффект ориентации существен в мольной поляризации и не имеет значения в мольной рефракции. РАЗДЕЛ в'Ь1 Элементарная ячейка содержит 8 атомов е, а каждый граничит с 8 элементарными ячейками, поэтому общее число таких атомов, которые могут принадлежать элементарной ячейке, равно 8 '/е = 1.
Элементарная ячейка содержит 2 атома О, каждый из которых граничит с днумя элементарными ячейками, поэтому общее число атомов О, которые могут принадлежать элементарной ячейке, равно 2 .'/, = 1. Для того чтобы определить индекс Миллера, берут обратную величину индекса Вайса.
В данном случае получим '/„'/,, О. с!тобы исключить дроби, умножим эти величины на 2 и получим 4, 3, О. Индексы Вайса — это пересечения плоскости 2, 1, 3. Для получения индексов Миллера берут обратные индексы Вайса, т. е. в данном случае '/„'/о '/м и умножают их на 6 для уничтожения дробей. В результате получим 3, 6, 2. а) См. рисунок: Π— К, ел — 51, Для ясности грани 100, 010 и 011 на рисунке ие показаны. Атомы калия находятся в углах и центрах граней. Атомы 81 находятся в центре ячейки и центрах ребер.
б) Близлежащие соседи К вЂ” 8! находятся на расстоянии 7,!5/2 = 3,57 А. в) Объем элементарной ячейки ранен (7,15 10 ) = = 365 10 ' см'. Число элементарных ячеек на 1 г-моль КБ!Н,='/„6,023 10". Объем, занимаемый 1 г-молем К8!Нз — — '/„6,023 10 365 10 =54,9 см'. Плотность кристалла =70,18/54,9=1,28 г см '. )! Глава )г1 Твердые гела 259,8 г ° моль У1-1-8. У1-1-9. У1-1-6. У1-1-!О. У1-1-7.
У1-1-!!. У1-1-5. а) См. рисунок. б) Молекулярный вес НаВН„=37,8 Число атомов Ха в углах=8 '/„=1 Число атомов На в центрах граней=6 '/т — — 3 На элементарную ячейку приходится 4 атома Ыа Число атомов В в центрах ребер=12. '/4 — — 3 Число атомов В в центре ячейки=1 1=1 На элементарную ячейку приходится 4 атома В Объем элементарной ячейки == (6,15 10 ')э = 2ЗЗ 10 Объем 1 г-моля элементарных ячеек = '/4. 6,023 Х рг,10э! (6,!5 1О ~)~=35,! см' Плотность кристалла 37,8/35,1=1,08 г см а) Элементарная ячейка содержит один ион Сз- и один ион Вг .
212,81 г ° моль 4,44 г ° см — э ° 6,023 ° 10" (эл. яч.) смоль з =797. 10 "" смч(эл. яч) '=е'; е=)гг797 10 = 1,30 10 си=4,30Л. 1 б) с(тля = е!юо = /э . 4,30 = 2, ! 5 А. 2 а) Если ионы 1 соприкасаются по ребру, е = 2 2,16 = 4,32 А. Если ионы Сз' и 1 соприкасаются по диагонали ячейки, еф 3=2(1,69+ 2,16) =7 70 А; а=4 44)э. Последнее (большее) число должно быть исправлено (экспериментальное значение е= 4,562 А при 25 С); ел=4,44"=87,5А =8,75 1О см'.
б) Плотность = 6,028 ° 10 Э (эл. яч.) ° моль ° 8,75 ° 10 Яа см (эл. яч.) =4,93 г ° см э (экспериментальная величина равна 4,510 г см э). э с!!со — объем элементарной ячейки; молекулярный вес 65,11. ~з (Гьч,11/1,52) см' ° моль-' 6,023 !От' '/, (эл. яч.) ° моль = 284 10 с ма ° моль е(, )г284. 10-Я4 657. 10-э см 657А Элементарная ячейка содержит 4 атома Аи (!/э ° 8 + +'/я 6=4).
Ближайший соседний атом обозначен на рисунке. Из рисунка можно видеть, что 2,87А= '/я У 2 е(!ам поэтому е(!со= 2,87/0,707 = 4,06 А. У = '/4 ° 6,023 10 ' ° (4,06 10 ) = =10,08 сма ° (г-атом) '. Плотность = ' ', = 10,7 г см э. 107,87 г ° (г-атом) 10,08 см' (г-атом) Объем, занимаемый 1 молем комплекса, равен У=7,96 8,34 ° 11,7(!О ) ° — ' ° !О"=1!7 см', 4 Масса 1 моля комплекса /)4 = 285 г; плотность = =М/У = 2,44 г см-э (экспериментальное значение 2,4 г ° см э). Объем, занимаемый 1 молем 1.!ВН„, равен У=!/ч бг81. 443 7г!7 ° (10 э) ° 6г023 ° 10"=326 см'.
Глава Р/ Твейдьсе тела У1-2-4. УИ -12. У1-2-6. У1-2-1. У1-2-6. У1-2-2. У1-2-7. У1-2-8. У1-2-3. Ч1-2-9. Масса 1 моля М = 21,76 г; плотность = М/Ч = =0,668 г см 3. Объем одной молекулы = 12,06 15,06 2,69 = 488 'з Ае (эл. яч.) '=244 Ае молек = — 2,44 ° 10 см' ° молек Молекулярный вес = 1,4!9 г см 2,44 1О смз малек '6,023 10" малек моль '=209 г моль-'. РАЗДЕЛ е'1-2 п(„порядок" х-лучей) — число длин волн х-лучей, укладывающихся между данными атомными плоскостями. е ме'в е!же/е!е Имо ! м+Ы-ев ле! 5'23' 0,0088! 1,33 = 4/3 4 220 !О'51' 0,03545 5,35 = !6/3 16 400 4'47' 0,00696 1,05 3/3 3 11! 4'40' 0,00662 ! 3/3 3 111 . Рассчитанные значения ЬЫ все нечетные или все четные. Следовательно, структура является кубической гранецентрнрованной. Действительно, структура ХаС1 включает две взанмопроннкающие, гранецептрированные кубические решетки. В общем случае для простой кубической решетки возможны любые значения Ь, Ь, 1; для гранецеитрированной кубической Ь, Ь, 1 все четные илн нечетные, включая нуль; для объемноцентрированной кубической решетки сумма Ь+ Ь+/ должна быть четной.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
