Л. Лабовиц, Дж. Аренс - Задачи по физической химии с решениями (1134453), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Н-2-1. Ч 1-2-2. Угол отражения 5'23' Порядок отражения 2 Длина волны, А 0,614 10'5Г 4'47' 4'40' 4 2 2 0,614 0,545 0,534 Ч! -1-6. ИИ1 И'+ Иа+ !а ии! Иа+ Иа+ !и 'Ч 1-1-7. Ч 1-2-3. Ч 1-1-8. 'Ч 1-1-9. Ч1-2-4. Ч 1-2-5. 'Н-1-10. Ч Н-11. ния в положениях 00 —, — 00, 0 — О, — — —. Ребро ! ! 1 ! 1 1 2'2'2'222 элементарной ячейки равно 7,15 А. Все атомы водорода находятся в виде силил-аниона 5!На и не создают напряжения в решетке. а) Представьте на эскизе элементарную ячейку, показывающую относительные положения атомов калия н кремния. б) Рассчитайте расстояние (А) между ближайшими атомами К вЂ” 5!. в) Вычислите плотность кристалла. Боргидрнд натрия (Х)аВН4 имеет гранецентрнрованную кубическую структуру, в которой четыре атома натрия занимают положения 000, 0 — — — 0 —, — — О 1 1 1 1 1 1 2 2' 2 2' 2 2 и четыре атома бора — — — —, — 00, 0 — О, 00 —.
111111 2 2 2' 2 ' 2 ' 2' Ребро элементарной ячейки ао 6,15 А [28]. а) На эскизе элементарной ячейки укажите относительное расположение атомов натрия и бора. б) Рассчитайте плотность кристалла. Бромид цезия кристаллизуется в кубической системе. В центре его элементарной ячейки находится ион Сз+; ионы Вг- находятся в углах ячейки. Плотность бромида цезия равна 4,44 г см-а. Определите а) ребро элементарной ячейки и б) расстояние г(аао. С31 имеет такую же саруктуру, как и СзС1 (двойная, взанмопроникающая кубическая решетка).
Радиусы ионов Сз' и 1- равны 1,69 н 2,16 А соответственно. Найдите а) объем элементарной ячейки и б) плотность (г см-а) кристаллов С31. КСЫ имеет плотность 1,52 г см и и кристаллизуется по типу структуры ЫаС! [29]. Вычислите г)!ао для элементарной ячейки. Рассчитайте плотность серебра, если известно, что металл кристаллизуется в гранецентрированной кубической форме, а расстояние между ближайшими соседними атомами равно 2,87 А. Комплексное соединение перхлората серебра и бензо, ла АдС10,.СаНа (молекулярный вес 285) имеет ромбическую структуру с размерами элементарной ячейки а,=7,96, Ьо=8,34 и со=11,7 А. На каждую элементарную ячейку приходится четыре молекулы [30].
Определите плотность кристаллов. Боргидрид лития Б!ВН, в ромбической структуре имеет четыре молекулы на элементарную ячейку. Размеры ячейки по=6,81, Ьо=4,43 и со=7,17 А [31]. Рассчитайте плотность этого кристалла. Некоторое органическое соединение кристаллизуется в ромбической системе. Элементарная ячейка имеет ребра 12,05, 15,05 и 2,69 А. На одну элементарную ячейку приходится две молекулы. Плотность кристалла равна 1,419 г см-а. Найдите молекулярный вес этого соединения. Каков физический смысл и («порядок> в рентгеновском излучении) в уравнении Брэгга аХ=2г( 3!п 81 При изучении кристаллической структуры цнанида калия найдены следую!цие углы отражения от плоскости 100[29]: Структура кристаллов кубическая. Обозначьте линии. и укажите тип кубической решетки.
Полезно воспользоваться следующей таблицей; !00 110 11! 200 210 21! 220 221 300 ! 2 3 4 5 6 3 9 9 310 311 222 320 321 400 1О 11 12 13 14 16 Б!Вг, МаВг, КВг и гхЬВг имеют одинаковую кристал-- лическую структуру. Однако дифракция рентгеновских лучей показывает, что !4ЬВг имеет простую кубическую решетку, а остальные три соединения— гранецентрированную. Объясните. Объясните, почему кристалл не может иметь ось симметрии больше шестого порядка. Перечислите элементы симметрии кристалла, показанного на рисунке: 58 Глиаи гтт' 59 Таердые тели 7 1-2-6. РАЗДЕЛ УЬЗ 7 1-3-1. 7 1-2-7. 1(1-2-8.
71-2-0. ,7 1-2-10. А' Х т' Е 1,00 1,00 2,00 3,00 Перечислите элементы симметрии кристалла, представленного на рисунке: а ь 9 ь Сколько осей симметрии второго порядка будет иметь кристалл, изображенный на рисунке? Покажите их. Кристалл представляет собой правильный куб, если не принимать во внимание скошенные углы. а е ь Покажите, что ось вращения второго порядка (2) эквивалентна плоскости зеркального отражения. а) Начертите эскиз двухмерной решетки плотной упаковки тождественных кругов.
Укажите подходящую элементарную ячейку. 6) Найдите долю площади пустот в этой решетке. [Для треугольника со сторонами а, Ь, с площадь равна [з(з — а) (з — Ь)(э — с))у, 1 где э= — (а+ Ь+ с).1 Три одно-одновалентных ионных кристалла АХ, Аг' и А7 составлены из ионов с радиусами (в произвольных едишицах): Предположите, что ионы — твердые шары. а) Предскажите, может ли каждый из кристаллов иметь структуру хлорида натрия или хлорида цезия.
Объясните. б) Приняв, что это утверждение справедливо, найдите объем элементарной ячейки каждого из трех кристаллов. Используя следующие радиусы ионов, найдите долю объема пустот в а) СзС1, б) Ь)аС! и в) 1!С!. Примите, что ионы — соприкасающиеся твердые шары. Ион Радиус, А ш~ 0,60 Ха+ 0,95 Са+ 1,09 С! !,а! Каждый положительный и отрицательный ионы в СзС! образуют простейшую кубическую решетку.
Ближайшие соседи каждого иона в решетке — восемь ионов противоположного заряда. Каждый ион в 1чаС! и 1лС! находится в гранецентрированной кубической решетке и имеет ближайшими соседями шесть ионов противоположного заряда. 61 Растворы ХЛапа ]71'1' РАСТВОРЫ Ч П-1-7. ЧП-1-8. РАЗДЕЛ зт11-1 Ч 1 1-1-1. Ч П-1-9. Ч П-1-2. Ч11-1-10. Ч! 1-1-3. РАЗДЕЛ тс11-2 Ч П-2-1. сЧ 1 1-14. ЧП-2-2.
'Ч 1 1-1-5. мсльнан лели начы нна нна+ лкн, ' Изменение Лаалеинн нара ар, мм рт. ст. Вес Нн, ьнк т И1-! -6. 38,909 28,767 20,904 15,272 11,362 8,2 1У,'О 22,8 32,0 26,5 35,9 49,3 67,3 90,6 Объясните, почему даже в неидеальном растворе, если он достаточно разбавлен, давление насыщенного пара подчиняется закону Раулн? Криоскопическая постоянная камфоры равна 40,27'С (кг камфоры) (моль растворенного вещества) '.
0,0113 г фепантрена понизили точку замерзания 0,0961 г камфоры на 27,0'С [32]. Каков молекулярный вес фенантрена в камфоре? Криоскопическая постоянная бензола 5,085' С (кг бензола) (моль растворенного вещества) '. 0,07734-моляльный раствор тиоцианата тетраизоамнламмония в бензоле имел температуру замерзании на 0,0!573' С ниже чистого бензола [33]. Рассчитайте ассоциацию четвертичной аммониевой соли (т. е.
отношение кажущегося молекулярного веса к молекулярному весу) в бензоле. Раствор, содержащий 86,52 г сероуглерода и 1,4020 г антрацена, имеет температуру кипения на 0,220' С выше, чем чистый сероуглерод при давлении 740,5 мм рт. ст. [34]. Прибавление 1 моля растворенного вещества на 100 г СЗз поднимает температуру кипения этого растворителя на 23,7'С. Предполагая, что раствор идеальный, определите молекулярный вес антрацена. Закон осмотнческого давления п7с=ХтйТ, где Р1— парциальный мольный объем растворителя, а Х,— мольная доля растворенного вещества.
10 г вещества В растворено в 100 г растворителя А. Молекулярный вес А равен 100, его плотность 1,00 г мл '. Осмотическое давление при 300' К равно 0,50 атм. Найдите молекулярный вес вещества В. Укажите приближения, которые необходимо использовать при выводе данного уравнения. Вычислите коэффициент активности брома в растворе четыреххлористого углерода, над которым парциальное давление брома составляет !0,27 мм рт. ст. Состав раствора в мольных долях: 0,0250 Вга и 0,9750 СС!». Давление пара чистого брома при той же температуре 213 мм рт.
ст. За стандартное состояние брома примите чистый жидкий бром. Коэффициент абсорбции Бунзена для кислорода в воде при 19,94'С равен 0,03097 атм ' [35]. Сколько молей кислорода воздуха (21 об.в/в Оз и 79 об.о/и Щ при общем давлении 1 атм должно раствориться в! л воды при этой температуре? При 30'С 244,0 мл воды растворяют 2,265 мл гелин (при 30'С и 1 атм) [36]. Определите коэффициент абсорбции Бунзена а для гелия при этой температуре.
Коэффициент абсорбции Бунзена для кислорода в воде при 0 и 10'С равен 0,04889 и 0,03802 атм ' соответственно. Вычислите эптальпию растворения кислорода в воде. Если 1,046 г кадмия растворить в 25,23 г ртути, то давление пара образующейся амальгамы при 322'С будет составлять 0,920 от давления чистой ртути [37]. Какими будут а) активность и б) коэффициент активности (в мольных долях) ртути в амальгаме? А и В образуют идеальный раствор. Давление пара чистого А при 25' С равно !00,00 мм рт.
ст. Давление пара чистого В равно пулю. Давление пара раствора, содержащего 1,00 г В и 10,00 г А, при 25'С равно 95,00 мм рт. ст. Найдите отношение молекулярного веса В к молекулярному весу А. Для определения формулы комплекса теллурата натрия в жидком аммиаке ()чаТе„или !чанТе,) измеряли давление пара серии растворов, приготовленных растворением металлического натрия в жидком аммиаке в присутствии избытка твердого теллура [38].
Результаты одной из серий измерений приведены ниже. Давление пара чистого жидкого аммиака прн 20'С равно 6428 мм рт. ст. Вес (х)а 0,1398 г; 1 20' С. Глава У1/ Раствора У И-2-7. Ч И-2-3. Ч И-2-4. Ч И-2-8. У И-2-5. с,н,он, еес. и рс,н,он, мм рт. «т. рн,о, мм рт. ст. У И-2-9. 17,5 15,9 14,7 14,1 11,3 0 0 20,0 40,0 60,0 60,0 100 0 12,6 20,7 25,6 31,2 43,6 У! 1-2-10. У И-2-6. У11-2-11.
На основе этих данных определите формулу комплекса. Объясните. При выводе формулы для соотношения между концентрацией растворенного вещества и температурой замерзании соответствующего раствора обычно принимается, что энтальпия плавления растворителя не изменяется с температурой. Однако в случае воды это предположение не совсем оправдывается, поскольку энтальпия плавления льда изменяется вблизи 0'С примерно на 1,6% при изменении температуры на один градус. Выведите формулу для мольной доли растворенного вещества в растворе Хе как функции температуры замерзания, использовав эмпирическое уравнение: ЛН«с,(лед) = — 6997+ 63,68 Т вЂ” 0,1586 Т' кал моль-'.
Парциальный мольный объем растворенного вещества (2) в разбавленном растворе некоторого растворителя дается выражением !те=а+ Ьи, где и — моляльность растворенного вещества, а и Ь вЂ” константы. Выразите парциальный мольный объем Ре через а, Ь, и и количественные характеристики растворителя. Давление пара СвНеОН и Н,О при 20'С над растворами обоих веществ следующее: Найдите активность и коэффициент активности каждого компонента в растворе, содержащем 40 вес.«7е СхНвОН. Для каждого компонента за стандартное состояние примите чистое вещество. Насыщенный водный раствор А изобутилового спирта (?4,12 г моль ') содержит при 25' С 8,2 вес.""14 спирта. Вторая фаза В, находящаяся в равновесии с раствором, содержит 83,2 вес,е1е спирта.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
