166581 (625051), страница 4
Текст из файла (страница 4)
и
, поэтому
5. Как изменится точка кипения воды (100
) при изменении атмосферного давления на 1 мм рт.ст.? При 100
и 1 атм. теплота испарения воды 539,7
, мольный объем жидкой воды 18,78 мл, мольный объем пара 30,19 литров.
Решение:
Отсюда
.
6. Плотность твердого фенола 1072
, жидкого 1056
, теплота его плавления 1,044
Дж/кг, температура замерзания 314,2 К. Вычислите dP/dT и температуру плавления фенола при 5,065
Па.
Решение: по уравнению Клапейрона – Клаузиуса рассчитываем dP/dT:
Чтобы вычислить температуру плавления при заданном внешнем давлении, принимаем, что dT/dP в интервале давлений 1,0132
-5,065
Па – величина постоянная, равная 4,214
К/Па. Тогда
и
.
7. Для каждой из следующих систем установить число компонентов
а)
б)
где парциальное давление NH3 не обязательно равно парциальному давлению HCl.
в)
г)
где СаО и СО2 образуется при распаде СаСО3 (крист).
Решение:
а)
б)
в)
г)
То, что СаО и СО2 присутствуют в стехиометрически равных Количествах, в данном случае не учитывается, т.к. это не влияет на состав фазы. Независимо от соотношения СаО и СО2 состав газообразной фазы всегда 100% СО2 , а состав тв. фазы всегда 100% СаО.
8. Данные по давлению паров чистых хлорбензола и воды даны в таблице.
| t, | p | p |
| 50 | 93 | 42 |
| 60 | 149 | 66 |
| 70 | 234 | 98 |
| 80 | 355 | 145 |
| 90 | 526 | 208 |
| 100 | 760 | 293 |
| 110 | 1075 | 403 |
а) Приняв, что хлорбензол и вода в жидком состоянии полностью не смешиваются друг с другом, определить температуру, при которой хлорбензол будет перегоняться с паром при общем давлении 1 атм.
б) Каково будет содержание (вес. %) хлорбензола в дистиллате?
Решение: а) Построим график зависимости
от t (кривая 1) и график зависимости
от t (кривая 2). Исходя из этого графика, для нескольких температур откладываем
и
, и строим зависимость (
+
) от t (кривая 3). Кривая 3 описывает зависимость общего давления пара системы С6Н5Сl - H2O от температуры. Температурой кипения системы С6Н5Сl - H2O будет температура, при которой
+
=760 мм рт. ст. Как видно из графика (кривая 3), это условие выполняется при t=91,2
.
б)
; А= С6Н5Сl, В= H2O. Температура кипения 92,1
мм рт. ст.;
мм рт. ст.; МА=113; МВ=18,0;
9. Используя приведенные ниже данные, постройте диаграмму для системы хлористый натрий (S) – вода (W). Примите, что твердые растворы не образуются. Обозначьте все области.
| Температура замерзания, | Состав насыщенного раствора, вес. % NaCl | Твердая фаза |
| 0 | 0 | W |
| -0,4 | 0,69 | W |
| -0,8 | 1,35 | W |
| -2,86 | 4,7 | W |
| -3,42 | 5,53 | W |
| -6,6 | 9,90 | W |
| -9,25 | 13,0 | W |
| -12,7 | 16,7 | W |
| -16,66 | 20,0 | W |
| -21,12(эвтектика) | 23,1 |
|
| -14 | 24,6 |
|
| +0,1(перитектика) | 26,3 |
|
| 10,0 | 26,34 | S |
| 15,0 | 26,34 | S |
| 20,0 | 26,40 | S |
| 30,0 | 26,52 | S |
| 40,0 | 26,67 | S |
| 60,0 | 27,07 | S |
| 80,0 | 27,55 | S |
| 100,0 | 28,15 | S |
Решение: Построим диаграмму
10. Докажите, что для системы, изображенной на рисунке, при равновесии
W1 – вес фазы 1, W2 – вес фазы 2, х1 –вес. % В в фазе 1, х2 – вес. % В в фазе 2; хТ – вес. % В во всей системе.
Решение: Пусть WТ – общий вес всей системы. Тогда
.
Заключение
В введении основное внимание уделялось основным определениям фазового равновесия. Далее в работе были рассмотрены правило фаз Гиббса, равновесные состояния при фазовых переходах. К ним относятся: равновесие газ – жидкий раствор в двухкомпонентных системах; равновесие жидкость—жидкость в двухкомпонентных системах; равновесие пар—жидкий раствор в двухкомпонентных системах с ограниченной и неограниченной взаимной растворимостью жидкостей; равновесие пар—жидкий раствор в системах с взаимно нерастворимыми жидкостями. Также было рассмотрено Уравнение Клаузиуса — Клапейрона, в котором Клаузиус показал, как можно упростить уравнение Клапейрона для случаев испарения и возгонки, исходя из предположения, что пар подчиняется закону идеального газа и что мольным объемом жидкости
(ж) по сравнению с мольным объемом пара
(пар) можно пренебречь. В практической части к данной теме были задано ряд вопросов и 10 задач с решениями.
Библиографический список
-
Даниэльс «Физическая химия», Фаррингтон, Олберти; 1978г
-
К. С. Краснов «Физическая химия» том I, Москва «Высшая школа» 2001г
-
Д. Г. Кнорре «Физическая химия», Л. Ф. Крылова, В. С. Музыкантов; Москва «Высшая школа» 1990 г
-
http://ru.wikipedia.org.
-
Лабовиц «Задачи по физической химии с решениями», Аренс; 1972 г
-
Захарченко «Сборник задач и упражнений по физической и коллоидной химии» 1978 г
-
И. И. Климов «Сборник вопроов и задач по физической и коллоидной химии», А. И Филько; 1975 г
















