Л. Лабовиц, Дж. Аренс - Задачи по физической химии с решениями (1134453), страница 36
Текст из файла (страница 36)
При этой концентрации ЛН = 15!8 кал . моль-' (из графика), Л(ЛН) = — (15>!8 — 1195) =55,2 кал. >о а) Исходный состав раствора =6 молей Н,О на 1 моль Но304, а состав конечного раствора=10 молей НаО на 1 моль Н,80, ЛН = ! 6240 — ( — 14740) =. 1500 кал. б) (3 моля НоО)/(6 молей Но$04)=0,5 моля Н,О на 1 моль 1>,304. ЛН, =- — 6740 кал моль-', ЬН,= — 438 кал моль ЛН =ЛН>в> + ЛНро= — 6740 ° 3 — 438 6 = =. — 22848 кал.
—,лт(' ( ! ! > а) 1д —" =, ' ! — — — ), где з — растворимость. 2,303 Л Т, Т, Используя третье и пятое значения з и Т, найдем, что ЛН = — 9990 кал моль '. Можно построить также график зависимости !оз от 1(Т и получить ЛН из наклона прямои. б>) Индекс сос указывает, что исходные вешества и продукты реакции находятся в соответствующих стандартных состояниях. Для растворителя стандартным состоянием является чистое вешество; для растворенного вещества — гипотетическое состояние бесконечного разбавления (более точно лля растворенного вещества Н' = !пп Н, предел при концентрации, равнои нул>о). гз,з Х»,о = — ',' = О, 031: тва Хи, =- ! — Х»,о == 0,969; 0,969»со~ = >гн, = 1,500; лови,=!,548; ш>о=Хцо лолы=003! 1о548=0о048. ЛН =0,048 582,2 18,01 =0,50 ккал. Эксперниентальная величина ЛН равна 0,4 ккал.
ал ° "в а) Рл= Рл', Рв = Рв. ал+ ав ал+ "в б) ЛН,=ил ЛНл+пнЛНв! ЛН,=ЛНз=О; ЛН, = — (пл ЛНл + лв ЛНв)! ЬНома = О Лс! Ь63 ЬО 0 Рл Рв >> 6ооо$ - ЛГ>, = ~Т ал !и —, + лв 1п "л ав = ДТ(пл!и + ив !и + "л+ "в ал+ ав ( ал в) ЛЯ= ' "' ' м = — (Г ~ил!п + — ..+Кв ЛЯ одинаково для процессов смешения независимо от того, происходит ли смешение обычным, необратимым путем (простое смешение) или обратимо, как описано в пункте (б). г) Результат должен быть тем же, потому что исходное и конечное состояния будут одинаковыми: две чистых жидкости и идеальный раствор.
Л5,4 не будет изменяться, если процесс в системе (б) будет проходить через неидеальное вместо идеального испарения, хотя, конечно, Л5 будет меняться в каждан отдельной стадии. Глава У7! Растворы 1+вг . а) У= ог = —. Р Р( УП-3-2. УП-3-4. в) ус г)— ус Рт, 344,5 — = 2,18. 158 а) УП-3-3.
б) УП-3-5. Фг= ' = — — +1 — —.= — — — +-' д(т дрг б) "'= пгг»5г+ "(1 дг= =54г+ вг двг двг ' Здесь р = 1,1263 г мл ', р( = 0,9982 г мл ' и вг=!. др Лр 1,1263 — 1,1236 =0,069 г ° мл '. двг Лвг ! — !49751) Тогда 55г=0,774 мл г ', — '=0,0099 мл г-'1 дрг двг бг=-0,774+ 0,0099= 0,784 мл ° г '. М,л, + М,иг Р л, лг, !дХг1 л, Х,= и, +лг ' (длг 1„!л, +пг1г Уг= — ' — (Ми +Ми,) — Мг а, др Р р'(и, -1- пг)г г(Хг = м' — (м,х, + м х~ х' в) Дифференпируя, получаем уравнение для р: — Р = — 0,28930 + 0,59814 Хг — 1,82628 Хг + дХ, + 2,37752Х" ,— 1,02905Хг.
Когда Х = О,!00, р =-0 97061 г мл-' и др/дхг —— = — 0,24547 г мл '. Подставим эти значения и М, = 18,016 г. моль ', Мг —— -32,043 г моль ', Х,=0,900 в уравнение, полу- ченное в пункте (б): Уг —— 37,56 мл моль '. Р( 117 8 а) ус= —.= ' — 0,782; с ХсРс 0 5143 '293 1 Рл 135,0 ул = —. = ' = 0,802. ХлРл 04857 3445 Рс 9,2 б) 74( = — = 88 — 156 мм рт. ст. с Хс 0,0588 Используем Рс и Хс для более разбавленных рас- творов, для которых имеются данные. Рл 130 — = — =!58 мм рт. ст.
Хл О'0825 Рс (тсхс 156 ' О 5143 ! с Рсхс = !'с — — = — = 1,88; (тсХс ! с (тс Это отношение не зависит от состава раствора. д) глгО = 0,5143р + 0,48571( — (0,51431('„,+0,48571(') = = 0,5143 (Р— Р') + 0,4857 (1(л — 1(л)=0,5143(4Т 1п а + + 0 4857 РТ1пал =тгТ (0,5143!и(усХс)+ + 0 4857!и(у Х )]=2»3031тТ 10,5143 !п(0,782.0,5143)+ + 0,4857 !и (0,802 ° 0,4857)) = 2,303 ° 1,987 ° 308,32 гч Х( — 0,4026) = — 568 кал.
Сп л 0 = ил(лл + и Р'„+ РТ(ил !и Хл+ л„!и Хв)+ + ! 80'( а) Пл = ~ — дл 1 = 1(', + й Т 1п Хл + пв, г,Р ». вт [ „( „" ') »,,( , ') ] ». лл ив 1 Сив пл+ лв пл+ лв (лл+ пв)г 0 = Р' + РТ(п Хл+ б'Хг. б) рл=рл+ 747!пал=р, + 74Т!и Хл+РТ!пу„. Глава <х!! Раствора< ЧП-З-7. ЧП-3-6. Ч11-3-8. При сравнении выражений для рл получаем: КТ !и ул = СХв ул = в схг/ит где Хв = 0 (чистое вещество А).
С другой етороны, можно потребовать, чтобы у' — ! при Хв — 1 (бесконечно разбавленный раствор веществ А и В). Тогда <хл = !!т (9„— Т<Т!и Хл) =- В<и (р', + СХ')=р,+С; хл +о «в. ' =«+ /<Т!пХ„+ С(Х' — !)=р + ЙТ!п Х„+ +/~Т!ну,; с (х'„— !) !пух= " =О, если Хв=1. а) Пусть у,=а,/т. Допустим, что и, = 1000/М,; п! </! п а, = — т</! и аг = — т</ !п (угт) = г ч = — т( — г/г/г<п -1- — ) /т=(г/гйт * — !) /т И1 ! и1+ иг ' п<</!п у, = п!</(и (у Х ) — пф (и Х, = <3 И, 1<1И = ( — /гт ' — 1) </и<+ !2 ) и,+т Проводя интегрирование от т=О (у, = 1) до т=т, получим п,!пу, = — т+п, !п + — /гт ", и,+1и 3 1 '" =- — "+"~'+Я)+ "'"' б) Разлагая в ряд !п(1+ тМ,/1000) и ограничиваясь первыми двумя членами, получим тМ, + и<М1 ! /тМ, )г ЗМйи<ь !<ХЮ <000 2 ! <000 ) б000 0 Для п ~ 2 предел равен нулю или — оо.
<<уг 3,921<х, а) у =1 — 3,92Хг; <(!и у,=- — =— ! — 3,92Х, ' Х!<(!и у, + Хг<( !и ух = 0 для коэффициентов актив- ности, отнесенных к мольиым долям. х, х,, х Х, Нхг 1пу! ) х <(!пуг=3,92) (! — х,!п-з,92х,) х-о 1 о х, о 3,92 < ! ! +Хо+!и(1 Хг)+ 2,92 '! + з (! 3,92Х,— !и(1 — 3,92Хг))~~ — (3,92! п (1 — Хг) — ! и (1 — 3,92Хг)1.
б) !ну, = !п(! — (1 — у!)) = — (! — у!), если ! 1 — у, 1~1, т. е. в достаточно разбавленном растворе. ! ! !п (1 — Хг) ж — Хг — — Хг', ~ при Хг ~1! !и (1 — 3,92Хг) = — 3,92Хг — — (3,92Хг)г < ! 1 — У! = — 1п У, = — 2,92 ( — 3,92Хг — — ° 3192Хг+ + 3,92Хг+ — (3,92Хг)г1 = — ( — 1 + 3,92) Хг = — — ' Хг. 3,92 г 3,92 2 292 2 а) п!<( !п а! + пф (и аг = 0; 1п уг = Ат~; „,,/1.„+.,/1.Х,+ /!.у.+ /! =О! </!иуг=Арт' '</т; 1п Х, =!п п! — !п (п, + т); а<и а<!п Х = — — ' И, + 1И т</(и пг = </т.
Следовательно, п<</!и у, — "' " + Арт </т+ </т= 0; 1 и1+ т Глава УН л3 а, + га 1 7 Арф+' 1 = „(!(! ~,=1 — ' — — ! + 1 % а1 ~ Р+1 /' ~и — о Глава 17Ш СВОБОДНАЯ ЭНЕРГИЯ И ХИМИ ЧЕСКОЕ РА ВНОВЕСИЕ ЧП)-1-1. ЧИ-3-9. Ч1И 1-2. ЧП1-1-3. Ч)П-1-4. ав а=0 у= — =О, в ' в хг в Ч! П-1-5. если интеграл ) гпр Йт существует и равен тр+ /(Р+1), о б) Интеграл ~ лглйи существует только если Р > — 1. Выражение для !и у, можно вычислить, используя это предположение.
а) 1л'„= 1ип (р„— Н Т 1п Х') = р'. хв.+' Так как раствор является идеальным, то !гв=р' + +ЯТ (п Хи=р'+ КТ !и Хв. Активность определяется из .выражения и =р' + ЯТ!паэ, следовательно„ав — — Хв. ав «в г= г = !!пгу в г Хгз Хв Ха ка.+ ! а что и требовалось. Однако существует затруднение, состоящее в том, что ув в пределе для чистого А приближается к бесконечности. б) м',= !!и! (р„— КТ1пХгв)= 1и" (рв — 2ЯТ!п Хв) хв хв-ро р = (р' + 7(Т 1п Х ); !лв = 1!и! (р' — НТ 1п Х ) = аа.
хв- о Предела не существует, и такое выражение для определения активности не может быть использовано. Попытка его использования может привести к следующему; Рв=!!в+ 74Т!пав' НТ!" ав=Рв за исключением Хв — — О, Это выражение для активности было бы подходящим, если бы В диссоциировало на 2ВА при бесконечном разбавлении (как электролит). В таком случае, конечно, раствор не был бы идеальным в отношении Хв. РАЗДЕЛ Ч1МЛ АО'= — ЯТ1п К; — Л6' 1 Л6' ! ! Л6'1.
1и К = — = — — —. !(!п К = — — !(! — ). Нт = Н т т )' л6' лн' ат ! 7 — лн' ат ! лн' ат д — '=- — ' !ПК--т~-' ' )-' ' Т Тг 1 т' ) йтг 1) Пар — идеальный газ; 2) АНо,р не зависит от температуры; 3) объем жидкости незначителен по сравнению с объемом пара; 4) система находится в равновесии. а) ЬО ( О, следовательно, реакция самопроизвольная, б) Нет. в) „Самопроизвольный" в термодинамике означает „не невозможный". С точки зрения термодинамики нет оснований считать, что С,Н„не может разлагаться при 25'С.
По некоторым сверхтермодинамическим основаниям (напрнмер, высокая энергия акти нации) скорость реакции по существу равна нулю Число молей Ма(г) = ' =3,103; 71,30 29,990 28,70 число молей Маг(г) = — ' =0,624; 45,980 общее число молей =3,103+0,624=3,727; 3,103 мольная доля !ча(г) = — '=0,832; 3,727 мольная доль Маг(г)= 3' =0,167; 0,624 Рк 0,832 ° 10 К = — "= — 2,98.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
