Семинары (791990), страница 2
Текст из файла (страница 2)
ст) = -3327/T + 10.5ж-газ lgP (мм рт. ст) = -2432/T + 8.18определите Tкип и Tпл 2 г J2 в сосуде 1 л нагрели до 450°К. Отметьте надиаграмме путь охлаждения ампулы до 350°К9. В постоянном объеме 1 л при Т=16°С находится 1 мг воды. Сколько фаз истепеней свободы у системы?10. Сколько фаз и степеней свободы в фигуративных точках 1-8 Р-Т диаграммыоднокомпонентной системы? Проследите за изменением числа фаз и степенейсвободы при охлаждении системы, отвечающих фигуративным точкам 1-8: а)при V=const, б) при P=const.
(рис.2)11. Что представляет собой фазовая диаграмма воды - (Р-Т)-проекция или (Р-Т)сечение объемной Р-V-T диаграммы?12. Что такое стабильное, метастбильное и нестабильное равновесие? Как ониотражаются на фазовых диаграммах? Приведите примеры.13. Вычислите давление паров воды (в атм.) при температурах 273°К, 298°К,343°К и 373°К, считая, что ∆Нисп и ∆Sисп не зависят от температуры. Используяполученные значения, постройте линию, отвечающую равновесию паржидкость на Р-Т диаграмме воды.H2O(г)H2O(ж)∆Н298, кДж/моль-241.83-285,84∆S298, Дж/моль188.7269.94Докажите, что переход преохлажденная вода - лед есть процесссамопроизвольный.14.
Установите, какая жидкость имеет большее давление насыщенного пара при298°К: вода, бензол, или муравьиная кислота:∆G298, кДж/мольH2O (ж)-237.2H2O (г)-228,65C6H6 (ж)124.5С6H6 (г)129.65CHOOH (ж)-346.0∆G298, кДж/мольCHOOH (ж)-335.7СЕМИНАР № 7ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМ.КОНДЕНСИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ.Р-Т-х диаграмма двухкомпонентной системы. Понятие о (Р-Т), (Т-х) и (Рх)-проекциях, (Т-х), (Р-х)-сечениях.Конденсированные и неконденсированные системы.
Типы Т-х диаграммдвухкомпонентных конденсированных систем - с эвтектикой, с образованиемконгруэнтно и инконгруэнтно плавящихся соединений с ограниченными инеограниченными областями твердых растворов.Применение правила фаз к двухкомпонентным системам. Применениеправила рычага для оценки состава и относительных количествсосуществующих фаз.Диаграмма растворимости - частный случай Т-х диаграммыконденсированной фазы соль-вода.Т-х диаграмма - как основа выбора условий кристаллизации соединенийзаданного состава.Экспериментальные исследования фазовых равновесий в одно- идвухкомпонентных системах. Использование методов физико-химическогоанализа для построения фазовых диаграмм.Литературасм. семинар № 6.Задания для подготовки к семинару1.
В чем состоит основной принцип физико-химического анализа? Назовитеметоды физико-химического анализа, используемые для построения фазовыхдиаграмм.2. В чем отличие Т-х проекции от (Т-х) сечения объемной Р-Т-х диаграммыбинарной системы?3. Определите по Т-х диаграмме Ag-Au температуру начала и концазатвердевания расплава состава 80 ат.% Au. Нарисуйте в координатах Т-х видкривой охлаждения. Проследите за изменением числа степеней свободы впроцессе охлаждения расплава. (см. рис.3)4. При сплавлении лантан и таллий образуют конгруэнтно плавящеесясоединение состава 42 вес.% Tl и 58 вес.% La. Установите формулу этогосоединения.
Какой из металлов находится в свободном состоянии приохлаждении расплава состава 70 вес.% La? Какая масса этого металласодержится в 750 г. Полностью закристаллизовавшегося сплава?5. По следующим данным, полученным методом термического анализа:SiO2, вес.%10263841351666227298100tликвидуса, оС8908007107407167607261710начертите Т-х диаграмму системы PbO2-SiO2, учитывая, что точки 3, 6, 7соответствуют эвтектикам, а точки 4, 6 - образованию конгруэнтно плавящихсясоединений.
Определите формулы этих соединений. Установите по диаграмме,сколько фаз образуется при охлаждении расплава, содержащего 10 вес.% SiO2при температурах (оС): 750, 730, 710 и 600. Определите число степеней свободыпри этом. Нарисуйте в координатах Т-время общий вид кривых охлаждениярасплавов 1-4.6. Установите формулу соединения, образующегося при сплавлении 74 вес.%NaF и 26 вес.% AlF3. Рассчитайте его массу в 650 г сплава состава 80 вес.% NaF(состоящего из смеси данного соединения и фторида натрия).7.
Какие фазовые изменения происходят при охлаждении систем, обозначенныхточками 1-5 (рис.4)? Рассчитайте массу фаз и массу каждого из компонентов(Mg, Ge) в каждой из фаз в системах. Отвечающих фигуративным точкам 6 и 7.Принять, что в обоих случаях система состоит из 100 молей.8. Какие фазы находятся в равновесии в условиях, обозначенных точками 1-5(рис.5)? Каково число степеней свободы в этих точках? Опишите процессы,происходящие при охлаждении расплава состава 1.9.
Определите по Т-х диаграмме (рис.6) формулу соединения, плавящегосяинконгруэнтно. Какие фазы находятся в равновесии в условиях, обозначенныхточками 1-5? Каково число степеней свободы в этих точках? Опишитепроцессы, происходящие при охлаждении расплава состава J.10. Определите по Т-х диаграмме (рис.7) формулу соединения, плавящегосяинконгруэнтно. Какие фазы находятся в равновесии в условиях, обозначенныхточками 1-5? Укажите.
При охлаждении каких по составу сплавов можнополучить чистое вещество А, чистое соединение S? Нарисуйте в координатах Твремя общий вид кривых охлаждения расплава состава 1.СЕМИНАР № 8РАСТВОРЫКлассификация растворов по агрегатному состоянию. Способывыражения концентрации (мольная доля, молярность, моляльность, массоваядоля). Насыщенный раствор и растворимость - термодинамическое описание.Зависимость растворимости от температуры на примере Т-х сечениядиаграммы системы Na2SO4-H2O.
Факторы, влияющие на растворимость.Давление насыщенных паров над раствором. Р-х и Т-х сечениядиаграммы для растворов типа жидкость-жидкость. Закон Рауля и еготермодинамическое обоснование. Идеальный раствор.Литература[2, 4, 8, 13, 32]Задания для подготовки к семинару1. Рассчитайте концентрацию соляной кислоты, полученной при заполненииколбы с хлористым водородом водой при 0 оС.72. Навеска вещества массой 24,84 г растворена в 1 л воды при 20 оС.Определите его молекулярную массу, если давление пара над раствором 3732,7Па, а над чистой водой - 3742 Па.3. Рассчитайте давление насыщенных паров воды над 10% раствором мочевиныпри 20 оС.4. При 10 оС давление паров воды составляет 1227,8 Па.
Какое количествометанола надо растворить в 100 г воды, чтобы понизить эту величину до 1200Па. Как изменится при этом общее давление в системе?5. Если вынуть кусочек льда из частично закристаллизовавшегося растворасоли и растопить его, будет ли образовавшийся расплав отличаться по составуот исходного раствора? Если да, то каким образом?6. Пользуясь справочными данными (практикум по неорганической химии)постройте фрагмент Т-х диаграммы системы CoCl2-H2O. Какое максимальноеколичество CoCl2•H2O можно выделить однократной кристаллизацией его израствора в 100 г воды?7.
Пользуясь данными, приведенными на рис.8, оцените концентрациирастворов NaCl, для которых кристаллизация начнет протекать при -2 оС.Определите состав образующихся кристаллов, которые можно выделить впроцессе охлаждения 100 г такого раствора и примерную их массу.8. При температуре 100 оС давление пара р(CCl4) = 1932 гПа, а р(SnCl4) = 662гПа.а) постройте график зависимости Робщ=f(x) для 100 оС, считая, чтораствор SnCl4 в CCl4 идеален;б) определите состав раствора, который кипит при 100 оС и атмосферном(1013 гПа) давлении;в) определите р(CCl4) над этим раствором.г) определите состав пара, равновесный этому раствору.СЕМИНАР № 9РАСТВОРЫ (Продолжение)Сопоставление Р-Т проекций фазовых диаграмм воды и водныхрастворов и давление пара над раствором. Правило фаз для растворов.Коллигативные свойства растворов.
Крио- и эбулиоскопия, криоскопическиепостоянные, криогидратная точка. Явление осмоса и осмотическое давление.Термодинамическое обоснование закона Вант-Гоффа. Расчет молекулярныхмасс органических веществ на основании свойств растворов.Литературасм. семинар № 8.Задания для подготовки к семинару1.
Почему кривые зависимости давления пара от температуры для чистогорастворителя и раствора расходятся с увеличением температуры?2. Во сколько раз молекулярная масса одного венщества больше другого, еслиразбавленные растворы одинаковой концентрации (%) одного в бензоле(Кк=5,1), другого в камфоре (Кк=40,0) вызывают понижение tзам на одну и ту жевеличину (принять плотности растворов равными)?83.
Почему водный раствор, в котором массовая доля NaCl составляет 0,86%называют физиологическим? Почему раны предпочтительнее промывать этимраствором, а не водой?4. Каково должно быть соотношение числа растворенных частиц в двухрастворах, если осмотические давления этих растворов относятся друг к другукак 1:150 (Т=const, V1/V2 = 2)?5. Давление паров H2O над 0,5 М водным раствором (I) в 1,15 раза выше, чемнад раствором (II). На сколько разнятся температуры замерзания этих растворов(К=1.86)?6. Раствор анилина в воде изотоничен 0,32% раствору метилового спирта (ρ=1г/см3). При какой температуре будет замерзать этот раствор?7.
Раствор 0,1155 г фосфора в 19,03 г бензола замерзает при 5,15 оС.Определите состав молекулы фосфора, если Тпл бензола = 5,4 оС, а Кк=5,1.8. Какое количество сахара надо растворить в 1 л воды, чтобы температуракипения увеличилась на 1 оС?9. При растворении 145 мг белка в 100 см3 воды при 25 оС возникаетосмотическое давление 0,00985 ат. Какова молекулярная масса этого белка?10. Рассчитайте температуру кипения раствора неэлектролита в воде, в котороммольная доля растворенного вещества равна 0,01, двумя способами. Известно,что:а) ∆Hисп = 44,01 кДж/моль∆Sисп = 118,8 Дж/моль Kб) EH2O = 0.5211. При растворении 5,25 г неизвестного вещества неэлектролита в 50 г ацетонадавление пара над раствором уменьшилось на 1085 Па.
Какова молекулярнаямасса этого вещества, если давление пара ацетона в этих условиях 23939 Па?12. Раствор 0,0702 г органического соединения в 0,804 г камфоры (К=40)понижает tзам на 15,3 оС. Определите, что это за органическое вещество, еслиизвестно, что оно содержит 63,2% вес углерода, 8,68% вес водорода, аостальное - кислород.13. Определите состав жидкости (рис.9), которая кипит при 106 оС и нарисуйтеход линии пара (Р=1013 гПа) (рис.10).СЕМИНАР № 10МЕТОДЫ ОЧИСТКИ ВЕЩЕСТВКлассификация реактивов по степени чистоты.
Методы контролячистоты вещества. Термодинамический аспект получения «абсолютно чистого»вещества.Методы очистки твердых и жидких веществ. Фильтрование.Центрифугирование. Методы кристаллизации: перекристаллизация из раствора,кристаллизация из расплава. Связь с Т-х диаграммой бинарной системы(эвтектического типа и с неограниченной растворимостью в твердомсостоянии). Понятия о методах направленной и зонной кристаллизации.Химические методы очистки. Химическое осаждение. Химическиетранспортные реакции.Дистилляционные методы. Простая перегонка. Фракционная перегонка.Ректификация.9Экстракция. Хроматография и адсорбция.
Типы ионообменных смол(катиониты, аниониты, амфолиты) и сорбентов.Возгонка. Р-Т диаграммы веществ, пригодных для очистки возгонкой (напримере иода). Возгонка при атмосферном давлении и в вакууме.Методы очистки газов. Физические методы (конденсация и испарение,адсорбция, диффузия, газовая хроматография). Химические методы (очистка откислорода, азота, двуокиси и окиси углерода, паров воды).Литература[25, 26, 27]Задания для подготовки к семинару1. 37,18 г смеси KCl и KClO3 содержат 3,38 г KClO3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
