И.В. Кудряшов, Г.С. Каретников - Сборник примеров и задач по физической химии (1134495), страница 41
Текст из файла (страница 41)
14. Докажите, что в азеотропном растворе уа = Р7Ра и ув = = Р7Рв, где Р— общее давление над системой, значения уа, ув, Рдо и Рв соответствуют температуре кипения азеотропного раствора. 15. Определите коэффициенты активности и активности СС14 и С,Н,ОН в растворе с хсс!, = 0,63 при 337 К. Общее давление10';133 х А !04 Па«Необходимые данные возьмите из справочника 1М.!. Диаграмма кипения системы СС1, — С,Н,ОН приведена в справочнике 1М.!. 16.
Муравьиная кислота и вода образуют азеотропный раствор прн хн,о = 0,467 и 380,8 К. Общее давление 10,133 10' Па. Определите коэффициенты активности и активности муравьиной кислоты и воды в азеотропном растворе. Теплота испарения Лг?нсоон = 22,24 кДж/моль Малярная доля д, % № в»- равняя Р10 а Па снотенв г. к л — жндяаа Фавн р-нар А-Н(ЧО,  — Н,О' !О,!ЗЗ 373 379,5 385 391,5 394,6 394,9 394,0 39 1,О 372 357 о.о 8,'4 12,3 22,1 30,8 38,3 40,2 53,0 61,5 !оо',о о,о 0,6 1,8 6,6 16,6 38,3 60,2 75,9 89,! 92,1 !00,0 А — Н(ЧОа В СН,СООН ! 0,79 391,! 395,! 399,5 401,6 400,3 393,3 378,0 358,3 0,0 10,0 20,0 33,3 40,0 50,0 60,0 ! 00,0 0,0 3,0 8,0 34,0 47,0 82,0 !00,0 при Тя, „= 373,9 К.
Теплота испарения воды при Т„., „ЬНн,о =- =- 40,66 кДж/моль. Определите, положительное или отрнцательног отклонение от закона Рауля имеет эта система? 17. При перегонке бромбензола с водяным паром кипение начинается под давлением 10,133 10' Па при 368,3 К. Бромбензол практически не растворим в воде, а парциальныедавления воды и бромбензола при указанной темпеьетуре соответственно равны 8,519 1О' и 1,613 10' Па.
Вычислите массу ооомоензола, которая переходит в днстиллят совмест. но с 1 кг воды. 18. Давление и; за над системой из двух несмешивающихся жидкос. тей анилпн — во'г равно 9,999 !О" Па при 371 К. Давление пара всдь при этой температуре равно 9,426. 10' Па. Сколько воды надо взят. для перегонки ! чг аннлнна пря внешнем давлении 9„999 10' Паз 19.
Давлегне нась!щенного пара над системой нз двух несмешивающихся жидкостей днэтнланилнн — вода равно 10,!33 10' Па прн 372,4 К. Сколы:о пара потреоуе!ся для перегонки 0,1 кг диэтиланилина если давление пира воды при указанной температуре 9,919.10' Па: 20. Определите массу водяного пара, необходимую для перегоню 0,1 кг нафталина с водяным паром при нормальном давлении. При какой температуре будет происходить перегонказ Для расчета воспользоваться завлсгмш"адью Р = 7 (Т); !0,133 А — НР — НО !я Р 10У84 о209! Т А — НΠ — СаН,Оа (фурфурол) !О,!33 МНОГОВАРИАНТНЫЕ ЗАДАЧИ 8 зва. тят 224 Т, К . .
. .. . „ %8 369 370 37! 372 373 Р о !Π— е, Па , .. . 8,45! 8,767 9,094 9,430 9,775 !О,!32 ро ° !О е, Па ..., 0,203 0,2!1 0,22! 0,233 0,245 0,260 с„н, Нафталин практически не растворим в воде. 2!. Зависимость давления (Па) насыщенного пара фурфурола сп температуры выражается уравнением Определите температуру, при которой будет происходить перегонки фурфурола с водяным паром при нормальном давлении.
Определить количество пара, необхоачмого для перегонки 1 кг фурфурола. Данные о зависимости давления насыщенного лара воды от температуры возьмите из справочника. Фурфурол очень слабо растворим в воде. 1. Дана зависимость составов жидкой фазы и находящегося с ней в равновесии пара от температуры для двухкомпонентной жидкой системы Л вЂ” В при постоянном давлении. Молярный состав жидкой фазы х и насыщенного пара у выражен в пропентах вещества А. По приве. денным данным: !) постройте график зависимости состава пара от состава жидкой фазы при постоянном давлении; 2) постройте диаграм. му кипения системы Л вЂ” В; 3) определите температуру кипения систе- 4,95 9,2 18,9 22,8 27,9 33,8 34,4 35,8 39,7 44,4 50,3 52,2 56,0 58,2 61,7 79,8 87,9 ! 00,0 0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 20,0 30,0 50,0 90,8 0,8 1,8 6,4 10,6 !7,'8 32,1 35,8 47,5 63,3 81,0 86,2 92,2 95,8 98,9 99,2 99,5 100,0 0,0 !О,О !9,0 36,0 68,0 81,! 89,0 90,5 90,8 90,8 374,6 375,8 379.8 381,4 383,3 384,7 385,0 385,4 384,4 381,7 374,7 371,9 359,6 352,0 3!8,! 306,5 292,4 435,0 43 1,8 427,8 4!9,0 395,5 382,5 373,6 371.7 370,9 370,9 Прадалааение табл.
ри аа- рнанта ив ае- рнанта Моларнаа дола А. ед г г, М ае- рнанта Р 10 Е,Па Т. К Снотема л — жнднан фаза р-вар 37,2 Зт,о 93 54.2 65,5 54,2 55,5 36,8 52,7 83,4 50,5 50,5 62,8 62,8 7 45,8 34,5 45,'8 44,5 63,2 47,3 16,6 49,5 49,5 14 15 16 !7 18 19 2О 2! 22 2З 24 25 334,5 336 365 325 350,5 390,25 ззо,з 343 345,5 377 ЗЗО ЗЗЯ 55 55 80 65 75 65 25 25 25 8О 25 25 А — лтранс-С Н С!а (тиране-дихлорртаи) !о, !зз мы с молярной долей а % вещества А. Каков состав первого пузырька пара над этой системой; прн какой температуре закончится кипение системы; каков состав последней капли жидкой фазы7 4) определите состав пара, находящегося в равновесии сжидкой фазой, кипящей при температуре Т1; 5) при помощи какого эксперимента можно установить состав жидкой бинарной системы, если она начинает кипеть при тем- М аврн- анте Молнрнан дола А, Ъ Р \О', Па Система А — цис- СаНвС!в  — СНаОН !о,!зз ННО, НО ННО',— С,'Н,О, НР— Н,О Н О вЂ” С,Н,О, НвΠ— С4Н,оО Н,Π— СвН„О Сза — С,й О Снвон — СС14 СН,ОН вЂ” СаН, СН,'ОН вЂ” С.Н, С,Н,О-С.й, СаНаΠ— СНвОН С Н О вЂ” СНС! СаНеΠ— СНС!в СвН,Π— НвО С,̈́Π— С,Н1,0, С,̈́Π— СаН„О, СН О вЂ” СН,О СС! ° — СНО С й,С1,— СЙ,ОН С,Н,'О,* — СНаОН 2ЗЗ о,о О,7 2,1 2.8 5,8 1 1,2 !З,4 18,7 24,6 29,4 34,3 43,8 73,7 76,9 88,6 95,5 98,7 99,6 юо,'о о,о 4,8 7,0 13,6 16.9 19,6 25,9 31,4 36,5 40,0 42,6 51,3 57,1 65,1 70,5 85,0 91,6 99,6 99,8 !оо,'о о,о 5,1 13,8 168 30,4 45,2 48,5 53,8 59,3 65,3 68',О 72,8 76,0 76,9 79,0 83,0 90,6 94,4 юо,о о,о 8,9 !З,7 !8,7 зз,'! 37,1 39,1 45,4 50,4 53,9 55,9 57,6 60,9 63,4 65,! 65,5 70,8 74,0 84,0 87,3 93,9 !00,'о 337,6 336,4 339,9 ЗЗЗ,'5 329,5 325,3 324,1 321,0 зю,о 317,8 3!7,'3 зю,о 315',0 314,9 315,3 316,1 317,8 3! 9,0 321,'3 337,6 336,3 334,8 333,6 зз!,'о 329,9 329,0 327,5 326,7 326,'! 325,6 325,4 325,0 324,8 324,5 324,8 325,3 325,9 328,4 329,3 ЗЗО,8 ззз,'з 1 2 з 4 5 б 7 8 9 !о 11 12 !з 1 2 з 4 5 6' 7 8 9 !о !1 !2 !з !4 15 !6 Гт !8 19 20 21 22 2З 24 25 388 398 збз З72 368 ' 365 367 3!7 ззз 33! 335 345 329,25 55 60 65 50 50 35 25 25 о5 80 ю 75 60 8! 61,2 67,4 15,8 19,6 68,8 6,4 30,4 27,1 62,2 4,4 7З 19 38,8 32,6 84,2 80,4 31,2 93,6 72,9 З7,8 56,4 27 !о,!Зз 10,079 ю,!зз !о',1зз !О,1ЗЗ !О,'1ЗЗ ! 0,246 ю,'!зз !О',1ЗЗ 9,670 !О',!33 !О,ООО Ю,1ЗЗ 9,760 !о,оо !О,!ЗЗ О',668 2,200 !о',!зз !о,!оо 9,930 9,140 ю',!зз !о',1зз ю,'!Зз 53,0 60',О 6!7 6,0 25,7 17,2 1З',4 з,о 90,2 4,0 17,6 77,0 18,6 4,0 28,2 16,1 21,9 6,3 7,0 28,'О 11,4 2,8 4;8 385,0 378,0 352',О 395,5 370,9 369,0 367,8 319,6 335,0 ЗЗО,'7 332,9 348,2 ЗЗЗ',! 331,2 336,0 363,5 324, ! 351,2 394,2 335,4 345,4 345,2 376,6 333,5 334,8 То ГЛАВА ХУ тбрб Основные уравнения и символы 1К., с.
4ГΠ— 420, 423 — 4261 (Х т'Л ) Лоол,, АТ х1=)ат„-,,(( К,) (ХУ.2) 234 пературе Т, при наличии диаграммы кипения системы? 6) какой компонент и в каком количестве может быть выделен из системы, состоящей из 5 кг вещества А и с кг вещества В?7) какого компонента и сколько надо добавить'к указанной в п. 6 смеси, чтобы получилась азеотропная система? 8) какая масса вещества А будет в парах и в жидкой фазе, если 2 кг смеси с молярной долей а % вещества А нагреть до температуры Т,? 9) определите вариантность системы в азеотропной точке. 2. На основании общего давления и состава пара, находящегося в равновесии с кипящей жидкостью, приведенных на с.
225, определите активность и коэффициент активности в жидкой фазе компонента А при заданном составе жидкой фазы и заданной температуре. Рассчитайте по уравнению Клапейрона — Клаузиуса на основании справочных данных давление насыщенного пара Р),над компонентом А. Определите изменение химического потенциала при образовании раствора при заданной концентрации и температуре. ГЕТЕРОГЕННОЕ РАВНОВЕСИЕ В БИНАРНЫХ СИСТЕМАХ, СОДЕРЖАЩИХ ЖИДКУЮ И ТВЕРДУЮ ФАЗЫ Зависимость растворимости компонента в совершенном растворе от температуры выражается уравнением Шредера где х, — молярная доля растворенного вещества в насыщенном растворе (растворимость); ЬН, л — молярная теплота плавления растворенного вещества; Т„л — температура плавления чистого растворенного вещества; Т вЂ” температура начала кристаллизации насыщенного раствора концентрации хо Уравнение Шредера для предельно разбавленных растворов имеет вид где ЬТ вЂ” понижение температуры кристаллизации раствора (расплава) концентрации хт; Ат=т„...— т; (Х т'.3) Т,„л — температура плавления растворителя; ЬН„,т — теплота плавлейили РаствоРителЯ; Кэ = х1е/Я',"; х" ,— концентРациЯ РаствоРенного вещества в твердом растворе; х, — концентрация растворенного вещества в жидком растворе (расплаве).
Для неизоморфно крнсталлизующихся систем лтэе = 0 и Ка = О. ЗА)1АЧИ С РЕШЕНИЯМИ 1. По кривым охчаждения системы золото — платина (рис. 30, а) постройте диаграммусостав — свойство и определите: 1) при какой температуре начнет отвердевать расплав с массовой долей Р1 75%; 2) при какой температуре расплав затвердевает полностью; 3) состав первых выпавших в твердую фазу кристаллов; 4) массу золота и платины в твердом и жидком состояниях при охлаждении 3 кг системы с массовойдолейР175%до1833 К; 5) состав последней каплирасплава. Время Ап й)О ВО бб еб 2О О О Ю ЭО ВО Обварам МассаВая Ваяя, % а Рис. ЗО. Кривые охлаигдеиия иэоморфиой системы Аи — Р( (а) и диаграмма влавкости этой системы (б) Р е ш е н и е. На основании кривых охлаждения строим диаграмму плавкости (рис.
30, б). Кривая 1 соответствует охлаждению чистого золота. При 1337 К на кривой охлаждения наблюдается температурная остановка; она соответствует температуре плавления золота. Чистые вещества кристаллизуются при постоянной температуре. По правилу фаз Гиббса (Х1.3) число компонентов К = 1, число фвз Ф = 2, и =1; так как давление не оказывает влияния на систему, число термодинамических степеней свободы /те = О.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
