zadat-fkh

2.8Теплота плавления нафталина при нормальной температуре плавления 79,9 оС равна 149,094 Дж/г, разность удельных объемов в жидком и твердом состояниях 0,146 .10-6 м 3/г. Вычислить изменение температуры плавления

при изменении давления на 1 Па и сравнить с экспериментально найденной величиной 0,0352 10 -5 К/Па.

2.9Температура превращения ромбической серы в моноклинную под

давлением 1 атм равна 95,6 оС; ∆Нпрев. = 13,054 кДж/кг;

dT/dP = 0,0394.10-5 К/Па. Вычислить разность удельных объемов ромбической и моноклинной серы.

2.10 Температура плавления бензола 5,6 oС, разность удельных oбъемов в жидком и твердом состоянии 1,301· 10-5 м3/кг. Найти изменение температуры плавления при увеличении давления до 101,33.105 Па. Теплота плавления

128,031 кДж/кг.

2.11 Можно ли в тигле емкостью 1,4 л расплавить 10 кг Sn , если

∆Ηпл = 14,2 кал/г; toпл. = 232 oC; ρтв= 7,18 г/см3 и dT/dP≈0,0033 К/атм.

2.12Определить, при каком давлении будет плавиться ртуть при 236,3 К,

если при Р = 1 атм Тпл. равна 234,3 К; теплота плавления 2266 Дж/моль, молярные объемы твердой и жидкой фаз соответственно равны 14,14 и 14,65 см 3/моль.

2.13При нагревании ромбическая сера переходит в моноклинную

∆V = 0,138· 10 -6 м 3/г. Температура перехода при Р = 1 атм равна 96,7 оС, а dT/dP = 3,26 10 -7 К/Па. Определить молярную теплоту перехода. Результат расчета сопоставить с величиной, найденной по теплотам сгорания:

2.14Зависимость температуры плавления калия от давления (Па)

51

2.15Температура плавления свинца при Р = 1 атм 327,4 оС. Разность молярных объемов в жидком и твердом состоянии 0,66 см3/моль. Удельная теплота плавления свинца 23,04 Дж/г. Как изменится температура плавления свинца, если давление увеличилось в 10 раз?

2.16Плотности твердого и жидкого железа при температуре плавления соответственно равны 7,865 и 6,881 г/см3. Изменение энтропии при

2.17 Температура плавления висмута при Р = 1 атм 271 оС. При плавлении объем одного моля уменьшается на 0,72 см3/моль. При какой температуре висмут расплавится под давлением 100 атм.? Теплота плавления висмута

54,47 Дж/г.

2.18 Температура перехода ромбической серы в моноклинную при Р =1 атм 95,6 оС. Теплота полиморфного превращения ромбической серы в моноклинную 13,07 Дж/г. dТ/dР = 3,94.10-7 К/Па. Вычислить разность удельных объемов ромбической и моноклинной серы.

2.19 Плотность твердого фенола 1,0721, а жидкого – 1,0561г/см3. Теплота его плавления 24,93 кал/г, а температура замерзания 41 оС при 1 атм. Найти, при какой температуре будет кристаллизоваться фенол при увеличении давления на 1 атм.

2.20 Уксусная кислота плавится при 16,6 оС при Р=1 атм. dТ/dР = 0,0242 К/атм. Удельная теплота плавления равна 46,42 кал/г. Найти изменение объема, которым сопровождается сжижение 500 г кислоты.

5. РАСТВОРЫ

Задача 1 Выразить состав полученного раствора через массовые %,

моляльность, молярную концентрацию, молярные доли, молярную концентрацию эквивалента, если:

1.1100 мл водного раствора А1Сl3 с концентрацией 1,185 моль/л и плотностью 1,129 г/см3 смешали с 20 мл водного раствора А1С13 с концентрацией 10 масс % и плотностью 1,090 г/см3 .

1.250 мл водного раствора AgNO3 с концентрацией 1,405 моль/л и плотностью 1,194 г/см3 смешали с 10 мл водного раствора AgNO3 с концентрацией 10 масс % и плотностью 1,088 г/см3.

52

2.6Рассчитать теплоту растворения 1 моль НСl в 10 моль Н2О, если парциальные молярные энтальпии равны: для воды 11,38 кДж/моль, для НСl 4,18 кДж/моль.

2.7При смешении 125,4 г висмута с 9,73 г магния выделилось 16200 Дж тепла. Определить парциальную молярную теплоту растворения магния в этом растворе, если парциальная молярная теплота растворения висмута равна - 34900 Дж/моль.

2.8Рассчитать теплоту растворения 1 моль HСl в 3 моль Н2О, если парциальные молярные изменения энтальпии равны: для Н2О 23,68, для НСl 2,43 кДж/моль.

2.9Раствор, содержащий 60 % метанола в воде, имеет плотность 0,895 г/см3. Парциальный мольный объем Н2О равен 16,8 см3/моль. Рассчитать парциальный молярный объем спирта.

2.10Рассчитать теплоту растворения 1 моль НСl в 3 моль Н2О, если парциальные молярные изменения энтальпии равны: для Н2О 36,28 кДж/моль, для НCl 5,77 кДж/моль.

2.11Рассчитать парциальное молярное изменение энтальпии уксусной

кислоты, если при смешении 79,4 г уксусной кислоты и 20,6 г Н2О выделяется 805,0 Дж тепла. Парциальное молярное изменение энтальпии воды в этом растворе составляет -139 Дж/моль.

2.12Определить для системы А-В изменение энергии Гиббса и энтропии при

∆S B = 22,03 Дж/(моль×К).

2.13 Определить парциальный молярный объем азотнокислого аммония в водном растворе, если парциальный молярный объем воды составляет

17,98 см3/моль; объем раствора 86,87 см3; раствор содержит 35 масс. % соли.

2.14Рассчитать плотность раствора метанола, содержащего 80 масс. %

метанола, если парциальный молярный объем Н2О 15,4 см3/моль; парциальный молярный объем метанола 40,4 см3/моль.

2.15Определить для системы А-В изменение парциальных молярных энтальпий и изменение энтальпии при образовании 10 молей раствора при

298 К, если молярная доля В составляет 0,01; ∆G А = -12,97 Дж/моль;

∆G В =-14042 Дж/моль; ∆S А =0,04 Дж/(моль×К); ∆S В -29,25Дж/( моль×К).

55

2.16При 20 °С плотность 60 масс. % водного раствора метилового спирта равна 0,894 г/см3. Парциальный молярный объем воды в этом растворе равен 16,8 см3/моль. Определить парциальный молярный объем спирта.

2.17В 20 % водном растворе метилового спирта парциальные молярные объемы воды и спирта соответственно равны 18 и 37 см3/моль. Определить молярный объем раствора.

2.18Рассчитайте плотность 60 масс % раствора метанола, если парциальный молярный объем воды составляет 16,8 см3/моль, а метанола 39,8 см3/моль.

2.19Плотность водного раствора, содержащего 30 масс. % NН3, составляет 0,8951 г/см3, а парциальный молярный объем воды 18,0 см3/моль. Рассчитать парциальный молярный объем аммиака в этом растворе.

2.20Определить для системы А-В ∆H В, ∆H A, ∆H, ∆G, ∆S, при образовании 1 моль раствора, если ХB = 0,05; ∆G A= - 154,8 Дж/моль; ∆G B = -9000 Дж/моль;

∆S A = 0,25 Дж/( моль×К); ∆S B = 22,03 Дж/( моль×К).

Задача 3 3.1 Вычислить давление пара 5 масс. % раствора сахара С12Н22О11 в воде при

100 0С и найти сколько процентов глицерина должно содержаться в водном растворе, чтобы давление пара этого раствора было равно давлению пара 5 масс. %-ного раствора сахара.

3.2Какова должна быть концентрация водного раствора сахара, чтобы давление пара раствора было на 15 % ниже давления пара чистой воды.

3.3При какой температуре будет кипеть 25 масс.%-ный раствор тростникового сахара в воде? Кэб = 0,516.

3.4Сколько олова нужно растворить в 50 г ртути, чтобы давление пара ртути понизилось от 709,9 до 700,0 мм рт. ст.?

3.5Сколько граммов глицерина необходимо добавить к воде (1 кг), чтобы раствор не замерзал до - 0,5 0С? Криоскопическая константа воды составляет

1,86.

3.6Вычислить температуру кипения раствора, содержащего 68,4 г тростникового сахара в 1000 г воды, если удельная теплота испарения воды при температуре кипения равна 2253 Дж/г.

56

3.7В 1 кг воды растворено 0,0684 кг сахара (М = 342). Чему равно давление

пара этого раствора при 373 К? Чему равна его температура кипения, если теплота испарения воды при температуре кипения равна 2256,7.103 Дж/кг?

3.8В 0,1 кг эфира (М = 74) содержится 0,01 кг нелетучего вещества. Давление пара этого раствора равно 0,57.105 Н/м2 при 293 К. Давление пара чистого эфира при 293 К равно 0,59.105 Н/м2. Какова молярная масса растворенного вещества?

3.9Бензол замерзает при 5,533 0С. Раствор, содержащий 12,8 г нафталина в 1000 г С6Н6, замерзает при 4,908 0С. Определить удельную теплоту плавления бензола.

3.10Давление паров воды при 25 0С равно 23,75 мм рт. ст. Определить давление паров 5 масс.% раствора сахара С12Н22О11.

3.11Несколько грамм вещества в 100 г бензола понижают температуру замерзания на 1,28 0С. То же количество вещества в 100 г воды понижает Тзамерз на 1,395 0С. Вещество в бензоле недиссоциировано, а в воде полностью диссоциировано. Сколько ионов образуются в водном растворе? Криоскопическая постоянная для бензола 5,12.

3.12Раствор, содержащий 0,5 г нелетучего вещества с молярной массой 182 г в 42 г бензола, кипит при 80,271 0С. Определить молярную теплоту испарения бензола.

3.13Температура замерзания чистого бензола 278,5 К, а температура замерзания раствора, содержащего 0,002802 кг хинолина в 0,10 кг бензола, составляет 277,3 К. Определить молярную массу хинолина в этом растворе. Криоскопическая константа равна 5,12.

3.14Давление пара несмешивающейся жидкой системы диэтиланилин - вода равно 760 мм рт. ст. при 99,4 0С. Давление пара воды при этой температуре равно 744 мм рт. ст. Сколько грамм водяного пара необходимо для перегонки 100 г диэтиланилина?

3.15Определить давление пара 10 масс % водного раствора глицерина С3Н8О5 при 25 0С, если давление пара воды при этой температуре равно 23,8

ммрт. cт.

3.16Температура кипения бензола равна 80,1 0С. Его молярная теплота

испарения 30 кДж/моль. Определить Ткип раствора, содержащего нелетучее вещество в бензоле с молярной долей 0,01.

57

3.17В 10,6 г раствора содержится 0,401 г салициловой кислоты,

растворенной в этиловом спирте. Этот раствор кипит при температуре на 0,337 0С выше чистого спирта. Молярное повышение точки кипения этилового спирта равно 1,19. Определить молярную массу салициловой кислоты.

3.18Водный раствор замерзает при 271,5 К. Определить его температуру

кипения и давление пара при 298 К, если для воды Ккриос=1,86, Кэбулиос = 0,516,

Ро(Н2О) = 3168 H/м2 при 298 К.

3.19Водный раствор содержит 0,5 масс % мочевины (NН2)2СО и 1 масс % глюкозы C6H12O. Какова его температура замерзания, если криоскопическая постоянная воды равна 1,86?

3.20Сколько молей нелетучего растворенного вещества содержится в 1000 г воды, если упругость пара этого раствора при температуре 100,00 0С равна

758 мм рт. ст.?

Задача 4

4.1При 140 0С давление пара С6Н5Сl равно 934,4 мм рт. ст., а давление пара

С6Н5Вг - 495,8 мм рт. ст.. Принимая, что эти две жидкости образуют идеальный раствор, определить состав смеси, которая кипит при 140 0С и 760 мм рт. ст. Каков будет состав пара при этой температуре?

4.2Определить молярную массу вещества, несмешивающегося с водой, если при перегонке с водяным паром при 1,0132.105 Па на 1 кг воды перегоняется 0,606 кг вещества. Р˚воды равно 0,8519.105 Па.

4.3При 25 0С давление пара CCI4 равно 143 мм рт. ст., а давление пара хлороформа 199 мм рт. ст.. Эти жидкости образуют друг с другом почти

идеальные растворы. Если смешать 1 моль СС14 и 3 моль CHCI3, то какова будет молярная доля CCI4 в паре и каково будет общее давление пара над раствором?

4.4Дибромэтилен (ДЭ) и дибромпропилен (ДП) образуют идеальные растворы. Начертить кривые парциального давления ДЭ (Р˚ = 127 мм рт. ст.), парциального давления ДП (Р˚ = 172 мм рт. ст.), общего давления пара в зависимости от состава раствора. Найти состав: а) пара, который будет находиться в равновесии с раствором, содержащим 75 мол. % ДП; б) жидкости, которая будет равновесна с паром, содержащим равные молярные доли (0,5) ДЭ и ДП.

4.5Давление пара над системой из двух несмешивающихся жидкостей анилин-вода равно 0,9999.105 Па при 371 К. Р0вода при этой температуре равно

58

0,9426.105 Па. Какое количество воды надо взять для перегонки 1 кг анилина при внешнем давлении 0,9999.105 Па?

4.6При 100 0С бензол имеет давление пара 1357, а толуол 558 мм рт.ст..

Принимая, что эти вещества образуют идеальные растворы, рассчитать состав раствора, который при 1 атм будет кипеть при 100 0С и состав пара над раствором.

4.7Для перегонки 1 кг вещества с водяным паром требуется 3,18 кг воды при

371 К и Р = 750 мм рт.ст.. Давление чистой воды при 371 К равно 707 мм рт. ст. Определить молекулярную массу вещества.

4.8Бензол и толуол образуют растворы, близкие к идеальным. При 80 0С

давление пара над бензолом равно 753 мм рт. ст. и 290 мм рт. ст. для толуола. Найти состав раствора, кипящего при 80 0С, если в паре содержится 5 мол. % бензола.

4.9Давление пара несмешивающейся жидкой системы диэтиланилин - вода равно 760 мм рт. ст. при 99,4 0С. Давление пара воды при этой температуре равно 744 мм рт.ст.. Сколько грамм водяного пара необходимо для перегонки 100 г диэтиланилина?

4.10Вода и уксусноэтиловый эфир ограниченно смешиваются между собой. При 38 0С обе фазы, находящиеся в равновесии, содержат: одна - 6,75 масс.% эфира, другая - 3,79 масс. % воды. Рассчитать: а) парциальное давление

водяного пара; б) парциальное давление эфира. Р0эф = 166 мм рт. ст., Р0воды

= 48 мм рт. ст..

4.11Какое количество по массе азеотропа HCl-Н2О, приготовленного при 740 мм рт. ст. нужно добавить к воде, чтобы получить 2 л раствора HCI с концентрацией 0,5моль/л? Масс % воды в азеотропе равен 79,76.

4.12Определить количество водяного пара необходимое для перегонки 0,2 кг нафталина при Т = 368 К, если Р0воды= 0,8451.105 Па, Р0нафт = 0,0203.105 Па.

4.13 Температура кипения ацетона составляет 56 0С, а метилового спирта 65 0С. Эти вещества образуют азеотропную смесь с температурой кипения 55,95 0С, содержащую 86,5 масс % ацетона. Что будет перегоняться при дистилляции смесей содержащих 20 масс % ацетона и 80 масс % спирта? Какой компонент можно выделить из системы этого состава, взятой в количестве 5 кг?

4.14 При 50 0С давление пара бензола равно 269 мм рт. ст., а давление пара бромбензола 17 мм рт. ст. Сколько процентов бензола содержится в парах над раствором, в котором молярная доля бензола равна 0,5?

59