В.В. Ерёмин, С.И. Каргов, И.А. Успенская, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин - Основы физической химии. Теория и задачи (1134487), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Рассчитайте состав (в %) воздуха, растворенного в воде при 25 'С, если воздух над водой состоит из 80% )Чз и 20% Оз по объему, а его давление равно 1 бар. 6-12. Константы Генри для кислорода и азота в воде при 0'С равны 2.54 1О' бар и 5.45 10 бар соответственно. Рассчитайте понижение температуры замерзания воды, вызванное растворением воздуха, состоящего из 80% )Чз и 20% О! по объему при давлении 1.0 бар.
Криоскопическая константа воды равна 1.86 К кг моль '. 6-13. При 25 'С давление пара хлорметана над его раствором в углево- дороде при разных мольных долях следующее: 0.009 0.005 хсн с~(Р Р) 0.019 0.024 Рснзсь 1орр 363 756 946 205 Покажите, что в этом интервале мольных долей раствор подчиняется закону Генри и рассчитайте константу Генри. 6-14. При 57.2 'С и давлении 1.00 атм мольная доля ацетона в паре над раствором ацетон-метанол с мольной долей ацетона в растворе хА = 0.400 равна уд = 0.5!б.
Рассчитайте активности и коэффициенты активности обоих компонентов в этом растворе на основе закона Рауля. Давления пара чистых ацетона и метанола при этой температуре равны 786 и 551 Тпрр соответственно. 6-15. Для раствора этанол — хлороформ при 35 'С получены следующие данные: «» а~о а (р р) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 О. ! 864 0.2554 0.4246 1.0000 у,„ „,(пар) 0.1382 ! 3.703 38.690 34,387 25,357 40,559 39.345 рм „, кПа Рассчитайте коэффициенты активности обоих компонентов в растворе на основе закона Рауля. 6-16, Для раствора СБз — ацетон при 35.2 'С получены следующие данные: хсз, (р-р) 1.0 0.6 0.4 0.8 0.2 рсз,, кПа 37.3 50.4 61.3 68.3 56.7 25.3 34.0 45.9 38.7 30.7 Рацсгона КПа Рассчитайте коэффициенты активности обоих компонентов в растворе на основе закона Рауля.
6-17. Для раствора вода — н-пропанол при 25 'С получены следующие данные: 1.00 0.60 0.80 0.20 0.05 0.10 0 0.02 0.40 х„.,„, „,(р-р) 0.00 2.65 1.79 2.89 3.09 3.03 3.17 3.13 2.9 ! р, кПа 2.90 2.07 2.37 1.89 0.00 0.67 1.81 1.44 1.76 р„,„,,„..., кПа Гл а в а 2. Приложения химической термодинамики Рассчитайте активности и коэффициенты активности обоих компонентов в растворе с мольной долей и-пропанола 0.20, 0.40, 0.60 и 0.80 наоснове законов Рауля и Генри, считая воду растворителем. 6-18. Парциальные мольные объемы воды и метанола в растворе с мольной долей метанола 0.4 равны 17.35 и 39.0! см' моль ' соответственно. Рассчитайте объем раствора, содержащего 0.4 моль метанола и 0.6 моль воды, а также объем до смешения.
Плотности воды и метанола равны 0.998 н 0.791 г см ' соответственно. 6-19. Парциальные мольные объемы воды и этанола в растворе с мольной долей этанола 0.2 равны 17.9 и 55.0 см -моль соответственно. Рассчитайте объемы воды и этанола, необходимые для приготовления 1 л такого раствора. Плотности воды и этанола равны 0.998 и 0.789 г см ' соответственно. 6-20. Парциальные мольные объемы ацетона и хлороформа в растворе с мольной долей хлороформа 0.4693 равны 74.166 и 80.235 см моль соответственно. Рассчитайте объем такого раствора, имеющего массу 1 кг.
6-21. Плотность 50'.Ь (по массе) раствора этанола в воде при 25 'С равна 0.914 г ем . Рассчитайте парциальный мольный объем этанола в этом растворе, если парциальный мольный объем воды равен ! 7.4 см моль з 6-22. Общий объем раствора этанола, содержащего 1.000 кг воды, прн 25 'С описывается выражением Р(мл) = 1002.93 + 54.6664 и — 0.36394 и + 0.028256 и', где и — моляльность раствора. Рассчитайте парциапьные мольные объемы воды и этанола в растворе, состоящем из 1.000 кг воды и 0.500 кг этанола. 6-23.
Парциальный мольный объем КзБО, в водном растворе при 25 'С описывается выражением 1'(см моль ') = 32.28+ 18.2!6 и~~, где и — моляльность раствора. Используя уравнение Гиббса — Дюгема, получите выражение для парциального мольного объема воды в этом растворе. Мольный объем чистой воды при 25 'С равен 18.079 см' моль '. 6-24.
При 18 'С общий объем раствора, образующегося при растворе- нии М8804 в 1 кг И~О, описывается уравнением 1'(см ) =!001.21+ 34.69-(и — 0.07) . Рассчитайте парциальные мольные объемы компонентов при и = 0.05. Гл а в е 2. Приложения химической термодинамики 6-25. В какой пропорции (а) по мольной доле, (б) по массе следует смешать гексан и гептан, чтобы достичь наибольшего значения энтропии смешения? 6-26. Для газирования воды в домашних условиях используют сифон, в котором создается давление двуокиси углерода 5.0 атм.
Оцените молярную концентрацию образующейся содовой воды. 6-27. Г>ензол и толуол образуют практически идеальный раствор. Температура кипения чистого бензола равна 80.1 'С. Рассчитайте разность химических потенциалов бензола в растворе и в чистом виде при температуре кипения и хг „ „, = 0.30. Чему было бы равно давление пара, если бы в действительности коэффициент активности бензола в этом растворе был бы равен 0.93, а не 1.00? 6-28.
Выведите выражения для химического потенциала р| и коэффи- циента активности у~ первого компонента субрегулярного раствора. 6-29. Выведите выражения для химических потенциалов и коэффици- ентов активности компонентов атермального раствора. 6-30. Выведите выражения для химического потенциала Гц и коэффи- циента активности у> второго компонента квазирегулярного раствора. 6-31. Избыточную энергию Гиббса раствора метилцнклогексана (МСН) и тетрагидрофурана (ТНР) при 303.15 К можно аппроксимировать выражением: 6 " = лТ х(1 - х) (0.4857 — 0.1077(2х — 1) + 0.0191(2х — ! ) ), где х — мольная доля метилциклогексана. Рассчитайте энергию Гиббса смешения раствора, образующегося из 1.00 моль МСН и 3.00 моль ТНР.
6-32. Избыточная энергия Гиббса некоторой бинарной смеси описывается выражением 88Тх(! — х), где 8 — постоянная величина, х — мольная доля растворенного вещества Л. Получите выражение для химических потенциалов компонентов А и В в растворе и изобразите их концентрационную зависимость. 6-33. Коэффициент активности уь выраженный в мольных долях растворенного вещества, в разбавленном растворе равен уз = ехр(ах~), где а = сопя! при данной температуре.
Выведите выражение для коэффициента активности у, через а и хь 6-34. Относительный химический потенциал калия в жидких растворах К вЂ” КЬ описывается уравнением Л!зк = )хк — !х'к = ЯТ 1п(1 -х) + х ( — 56.334 + 8.251 х). Выведите выражение для расчета концентрационной зависимости химическоп> потенциала второго компонента (КЬ) этого раствора. Гл в в в 2. Приложения химической термодинамики 6-35. Рассчитайте минимальную осмотическую работу, совершаемую почками для выделения мочевины при 36.6 'С, если концентрация мочевины в плазме 0.005 моль л' ', а в моче 0.333 моль.л '. 6-36.
10 г полистирола растворено в 1 л бензола. Высота столбика раствора !плотностью 0.88 г.см з) в осмометре при 25 'С равна 1!.б см. Рассчитайте молярную массу полистирола. 6-37. Белок сывороточный альбумин человека имеет молярную массу 69 кгмоль . Рассчитайте осмотнческое давление раствора 2 г белка в ! !00 см' воды при 25 'С в Па н в мм столбика раствора. Примите плотность раствора равной 1.0 г см з. 6-38.
При 30'С давление пара водного раствора сахарозы равно 31.207 Торр. Давление пара чистой воды при 30 'С равно 31.824 Торр. Плотность раствора равна 0.99564 г см . Чему равно осмотическое дав-з ление этого раствора? 6-39. Плазма человеческой крови замерзает при -0.56 'С. Каково ее осмотическое давление при 37'С, измеренное с помощью мембраны, проницаемой только для воды? 6-40. Молярную массу фермента определяли, растворяя его в воде и измеряя высоту столбика раствора в осмометре при 20 'С, а затем экстраполируя данные к нулевой концентрации. Получены следующие данные: с, мг.см" .о 5.112 6.722 4.618 3.211 8.238 9.119 11.990 5.746 л, см Рассчитайте молярную массу фермента. 6-41.
Молярную массу липида определяют по повышению температуры кипения. Липид можно растворить в метаноле или в хлороформе. Температура кипения метанола 64.7'С, теплота испарения 262.8 кап-г . Температура кипения хлороформа 61.5 'С, теплота испарения 59.0 кал г '. Рассчитайте эбулиоскопические постоянные метанола и хлороформа. Какой растворитель лучше использовать, чтобы определить малярную массу с большей точностью? 6-42. Рассчитайте температуру замерзания водного раствора, содержа- щего 50.0 г этиленгликоля в 500 г воды.
6-43. Раствор. содержащий 0.217 г серы и 19.18 г СБь кипит при 319.304 К. Температура кипения чистого СБ равна 319.2 К. Эбулиоскопическая постоянная СБ, равна 2.37 К.кг-моль . Сколько атомов серы содержится в молекуле серы, растворенной в СБз? 6-44. 68.4 г сахарозы растворено в 1000 г воды. Рассчитайте: а) давление пара, б) осмотическое давление, в) температуру замерзания, г) температуру кипения раствора. Гл а е а 2. Приложения химической термодинамики Давление пара чистой воды при 20 'С равно 2314.9 Па. Криоскопическая и эбулиоскопическая постоянные воды равны 1.86 и 0.52 К кг моль и соответственно. 6-45.
Раствор, содержащий 0.81 г углеводорода Н(СН,)„Н и 190 г бромистого этила, замерзает при 9.47 'С. Температура замерзания бромистого этила 10.00'С, криоскопическая постоянная 12.5 К кг моль '. Рассчитайте л. 6-46. При растворении 1.4511 г дихлоруксусной кислоты в 56.87 г четыреххлористого углерода точка кипения повышается на 0.518 град. Температура кипения СС!4 76.75 'С, теплота испарения 46.5 кал г '. Какова кажущаяся молярная масса кислоты? Чем объясняется расхождение с истинной молярной массой? 6-47.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
