И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии (1134495), страница 32
Текст из файла (страница 32)
13. Зависимость давления (Па) насыщенного пара чистого серебра и серебра над твердым раствором Ап — Ац с молярной долей Ап 30 % от температуры описывается уравнениями: 18 Ре= — + 12,805, 16350 Т 15 250 !8 Р=в +!1,118. Т Выведите уравнения зависимости относительного химического по тенциала серебра для 30%-ного раствора Ап — Ац от температуры Р е ш е н и е. Из уравнений (ХП.9), (ХП.26) и (ХП.28) следует Лрлд =- р/, — ~4а, Лр = /7Т 2,3 1ц Рлд — /7Т 2,3 1и Рлед. Подстав- ляем в это уравнение 1цР = /(Т) и получаем / 15 250 1б 350 рл — рл = /7 Т 2, 3 ( — + 11, 118+ — — 12, 805 ), Т ' Т /7=8,314 Дж/(моль К) н )ед — )е~ ~=2!024 — 32,26Т. !82 !4.
Вычислите относительную парциальную молярную энтропию серебра Л5ед для раствора Ап — Ац с молярной долей серебра 30 %, если зависимость давления (Па) насыщенного пара чистого серебра и серебра над твердым раствором от температуры выражается уравнениями: 16350 !8 Ре = — — + 12, 805, Т 15250 !я Р= — — + 11,118. Т Р еще н и е.
Относительную парциальную молярную энтропию серебра определяем по уравнению Для этого находим производную ( †) , дифференцируя урав/ дар 1 ( дТ !Ре пение Лрл — — / (Т), ~ — -! д 5)е '! — !Р „— — — 32,26 Дж/моль, одм«=32,26 Дж/моль. дт ! л« 15. Вычислите относительную парциальную молярную энтропию воды ЛЯй,о для 84,5%-ного раствора серной кислоты при 25'С. Давления насыщенных паров воды над водой и над раствором равны 3,167 10е и 5,198 Па соответственно.
Р е ш е н и е. Относительную парциальную молярную энтропию воды вычисляем по уравнению (ХП.25). Для расчета активности во- ды используем уравнение (ХП.26). ЛНн,о = — !8,912 кДж/моль, Подставляем числа в уравнение (ХП.25): м 18,912 5,198 ЛВ~н'о = — ' — 2,3 8,314!я =10,22 Дж/(моль К). 298 ' ' 3 167.10е 16. Вычислите теплоту растворения д ео„НеЗО„массой 40 г в 160 г воды.
Используйтеданные о зависимости интегральных теплот от концентрации, приведенные в справочнике (М.). Р е ш е н и е. Процесс растворения можно представить схемой пт (НеО) +по (Н,ВО,) = раствор. Теплоту растворения др,,н вычисляем по уравнению (ХП.31) дронт, — — ЛН"пе (теплоты растворения для чистых веществ равны нулю), где ЛНм — интегральная теплота растворения, отнесенная к 1 моль серной кислоты. Значение ЛН'" находим в справочнике (М.1. Так как в справочнике концентрации выражены в молярных соотношениях г, то г=пен,о Мн,зо,/(Мн,однао,) = !60 98/(!В 40)=21,77. П чению г находим в справочнике 1М.) интегральную теплоту растворения, равную — 71,71 кДж(моль.
Затем определяем чи аз -= т, = 40/98 = О. 408 и вычислнсм 0 азз„ Гозсзз==-6,408( — 71,71) =- — 29.25 вДм Определись теплоион эффект разбавления право раствора !(аОН, содержа, !его 30,8 'з ХаОН, до содержания его 0,443 %. Р е ш е н и е. Вс зи в условии задачи количества растворов ие казаны, то расчет чесут из 1 моль растворенного вещества по уравраствор 1 (30,8аа)+л (НзО) =-раствор 2 (0,443%). Тогда ;Н.-. !раствора 2) АНт (раствоза 1! Оазв== '-'" ',,"' 1 Пе есчптаем в!ассовую до.!ю?15С1, выраженную и процентах, иа молярные соотношения г. Согласзо уравнению (ХП,2) г: — — г!нзо анзои. 69.2-46 99,55.40 !8 30,8 18 0,443 и по справочнику 1М.1 найдем интегральные теплоты растворения: Лн - — — 37,76 ч Л)т." =: — 42,36 кДж(моль.
Вычисляем полов.' 3 сааза= — 42,36 — ( — 37,75! = — 4,6 кДж?чола. 18. Определите тепловой эйхрект растворения 0,1 кг газообразного хлороводорода при 298 К и 1,013.10' Па в 3 кг 10 %-ного водного раствора НС). Р е ш е и и е, Процесс растворения можно представить схемой раствор 1 + НС) (г) раствор 2. Теплоту растворения д „„вычисляем по уравнению (ХП.31): чраззз=(ла+лз) Л Нт л, Л Нзз, где и, — число молей соляной кислоты в растворе 1; и, — число молей газообразного НС), растворенного в 10%-ном водном растворе НС1. 'Вычисляем ин,о, п„п,: л = — — — =150; лд=, =8,219; 3000 0,9 3000.0,1 03 ' 36,5 100 лз — — — —— 2,739.
36,5 184 Выражаем концентрации растворов как молярнае соотношения гз: оно ЫО гз= — ' = — =18,26; лз 8,219 лн о 150 аз+аз 8,219+2,739 По справочнику 1М.! находим интегральные теплоть! растворения, а затем линейной интерполяцией (прн расчетах, требуюших высокой степени точности, лучше применять графи ескую гите) полицию) получаем л Н'з.=7! „6; Л Н'"= — 70,6 вДлл?лоаь. ! " ' з Вычисляем др„з,„.. лрззтз =- (8 219ч- » 739) ( — 70 6) — 8,2!9 ( — 71.6).= . !85,2 кДвс.
ЗАДАЧИ 1. В 1 10 ' м' раствора бромида натрия содержится 0,3219 кг ?(аВг. Плотность раствора при 293 К равна 1238,2 кг!ма. Выразите концентрацию раствора; 1) в мшшх соли в 1 10 "м' раствора; 2) в молях соли на 1 кг подь!; 3) в молярных долях; 4) и процентах; 5) в молях воды иа 1 моль )ЧаВг. 2. Плотность 60%-ного раствора ортофосфорной кислоты при 293 К равна 1426 кг)мз. Определите количество молей Н аРО,: 1) в 1 л раствора; 2) в 1000 г пастворителя.
Чему равна молярная доля кислоты в растворе? 3. Плотность 5,18%-ного раствора фенола в воде равна 1,0042 г(сма. Плотность воды равна 0,9991 г)смз, Выразите состав раствора в молях фенола на 1 моль воды и в молях фенола в 1 л раствора. Чему равен удельный объем фенола в растворе, если считать, что удельный объем воды не изменяется при образовании раствора.
4. Прн 80'С плотность 12 %-ного раствора фенола в воде равна 0,9775 г)смз. Какое количество воды приходится на 1 моль фенола? Чему равен удельный объем фенола, если удельный объем воды равен 1,029 св!'(г и образование раствора происходит без изменения объема? 5. Плотность С5, при 293 К равна 1,264 г(сма, плотность С,Н,ОН— 0,8040 гlсмз.
Чему равна плотность смеси, содержащей 80% СЯз. если удельный объем ее является адаптивной функцией состава? 6. Плотность 10%-ного раствора ?4Н,С) равна 1,029 г/смз, плотность твердого ХНзС) — - 1,536 г)смз, плотность воды — 0,9974 г1сма. Определите изменение объема при образовании 100 г 10%-ного раствора.
7. При 283 К плотность С,Н«ОН равна 0,7936 г!см', плотность воды — 0,9991 г!ем*, глотиость 50%-ного раствора спирта в воде— 0„9179 г)сма. Определите величину сжатия при смешении 50 г спирта с 50 г воды, если удельный объем воды прн этом изменяется. Срав- 185 удельная тсвлосм кщть раствора КОН. Джц К) Удельная теилосмкссть раствора, кон, джц к) Число молев аиюг но Число молве виюг нО 3,235 3,110 3,001 2,905 0,595 ! 0,7652 0,9636 1,1910 4,176 3,896 3,699 3,524 3,337 0,0000 0,0940 0,1985 0,3152 0,4465 ните удельный объем чистого спирта с его удельным объемом в растворе.
8. Определите графически парциальный молярный объем 0,4 пт раствора ГеС)„используя следующие данные: Число молей геС!а в100г воды 0,0000 0,0126 0,0257 0,0394 0,0536 Объем раствора, содержащего 100 г воды, см'.... 100,!3 100,58 100,98 101,38 101,73 9, Определите графически парциальный молярный объем 0,3 т раствора СпЮ,, если известны следующие данные: Си504 в растворе, 35.... 1,912 3,187 4,462 5,737 Плотность раствора, г/см ., 1,0190 1,0319 1,0450 1,0582 10. Зависимость удельного объема о водного раствора пероксида водорода от массовой доли гв Н,О, выражается уравнением и = 1, 003 (1 — ю) + О, 6935ю — О, Озбю (1 — ю) .
Рассчитайте парциальные молярные объемы НаО и Н,О, для раствора, в котором гв =- 0,4. 11. Определите парциальный молярный объем метилового спирта (СН,ОН), если плотность 60%-ного водного раствора спирта при 293 К равна 0,8946 г/сма, парциальный молярный объем воды в этом растворе ! 6„8 сма/моль. 12, Определите моляриый объем раствора, если в 20 %-ном водном растворе метилового спирта парциальныемолярные объемы воды и спирта равны !8 и 37,8 сма/моль соответственно. !8. Определите массу ! моль раствора. полученного смешением 1 моль СС14 с 3 моль ЗпС! . !4. Определите молярный объем. сплава, содержащего 62% Сц, считая объем аддитивной функцией состава. Плотность меди 8,9 г/смв, а цинка 7,1 г/см'.
18. Зависимость объема раствора хлорида натрия от количества молей соли п„растворенной в 1000 г воды, выражается уравнением У=1000+16,4пя+2,5п1 — 1,2па. Определите парциальный молярный объем 0,5 т раствора ИаС! (смв). 18. Определите плотность 40%-ного водного раствора метилового спирта, если парциальные молярные объемы воды и спирта в этом растворе соответственно равны !7,5 и 39 смв. !7. Определите парциальную молярную теплоемкость КОН в 10, 20 и 30%-ных растворах, используя следующие данные: 18. Определите парциальные молярные теплоемкости НМОя и Н,О в 0,5; 1,0; 2,0 пг растворах. Удельные теплоемкости растворов азотной кислоты приведены ниже: 0 1 2,5 5 1О 15 20 25 . 4,18 4,117 4,034 3,908 3,712 3,545 3,373 3,219 с пью, " Удельная теилоемкость, Джд К) 19. При 298 К интегральная теплота растворения некоторой кислоты в воде выражается формулой' Ь Н=8,36П1!/и+ 12,54нс!/и+ 16,72П /т, где и, — чило молей Н,О на 1 моль кислоты.
Оцените ЛЙв !т. е. Ы/3/т/г/пя)р,гл,1 раствора, молярное содержание которого составляет 10% кислоты. Число молей на 1 кг Н40 . . 0,0624 0,2001 0,4003 0,7504 1,0058 Ь Н, Дж/моль . . . , . . . 7716,3 7440,4 6897,0 6399,6 6015,0 Число молей на 1 кг Н40 . , 1,9457 3,1064 4,0012 4,9966 6,0004 Л Н, Дж/моль .
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
