Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

до розрахи з фізхімії

.pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
12.02.2016
Размер:
599.74 Кб
Скачать

Задача 3

Необхідні для розрахунку дані знаходимо в таблиці 7 і заносимо в таблицю 10.

Таблиця 10

, %

р, Па

Т, К

, кг/м3

5

8481

290

886

Розв’язок 1. Відносне зниження тиску насиченої пари над розчином дорівнює мольній частці розчиненої речовини (закон Рауля):

 

 

po p

N

 

 

 

 

1

1

 

(20)

 

 

 

po

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

де

р°1 - тиск насиченої пари чистого розчинника;

 

 

р1- тиск насиченої пари над розчином;

 

 

 

N2 – мольна частка розчиненої речовини.

 

За умовою задачі при Т=290 К тиск насиченої пари над розчином р1=8481 Па, а тиск пари чистого розчинника р°1 =8760 Па (дано в умові задачі 2).

8760 8481

N 2 0,0318 8760

Мольна частка розчинника

N1 = 1 – N2 = 1 – 0,0318 = 0,9682

За означенням:

Ni

 

 

 

ni

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ni

 

 

 

 

 

 

 

m2

 

 

отже:

N2

 

 

 

 

M2

 

 

 

m1

 

m2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M1

 

 

 

M2

 

де m1, M1 – маса і молекулярна маса розчинника;

m2, M2 – маса і молекулярна маса розчиненої речовини.

Звідси

M

 

 

m2

N1

M

2

 

 

 

 

 

m1

1

 

 

 

 

N2

(21)

(22)

Масова частка розчину ω =5%, а це означає , що коли маса розчину m =100 г, то маса розчиненої речовини m2 = 5 г, а маса розчинника m1 = 95 г.

M 2 5 0,9682 80 = 128 г/моль 95 0,0318

M2 = 128 г/моль

2. Молярна концентрація розчину показує скільки молів розчиненої речовини знаходиться в одиниці об’єму розчину:

c

n2

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[моль/ м ]

або [моль/л]

(23)

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Об’єм 100 грамів розчину

 

V

m

 

0,1

= 1,13·10-4 м3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

886

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кількість молів розчиненої речовини в 100 г розчину

n

 

 

m2

 

 

5

=0,0391 моль.

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M2

128

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

c

0,0391

= 346,4 моль/ м3

1,13 10 4

 

 

Моляльність розчину показує скільки молів розчиненої речовини знаходиться в 1 кг розчинни-

ка:

 

n2

[моль/кг]

(24)

m1

 

 

 

 

0,0391

= 0,416 моль/кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,095

 

 

Осмотичний тиск розчину знаходять за рівнянням Вант-Гофа:

 

 

 

 

πV = n2·RT

(25)

або

 

 

 

π = с·RT

(26)

π= 346,4·8,314·290 = 8,35·105 Па.

4.За даними задачі 2 будуємо криву р°1=f(T) для чистого розчинника в твердому і рідкому станах (рис. 3).

Залежність тиску пари над розчином знаходимо за рівнянням Рауля:

р1= р°1·N1.

Розраховані величини подаємо в табл.11.

Таблиця 11

Т, К

р°1,Па

p1, Па

268

3230

3127

269

3390

3282

270

3560

3445

272

3920

3795

274

4310

4173

280

5680

5500

285

7080

6855

290

8760

8481

За даними таблиці 11 будуємо графік залежності тиску пари розчинника над розчином р1=f(T)

(рис. 3).

5. За графіком (рис. 3) знаходимо, що при тиску р = 8481 Па температура кипіння чистого розчинника Т°к=288,2 К. Температура кипіння розчину при цьому значенні тиску Тк=290 К (задана в умові задачі).

6.

Підвищення температури кипіння

Тк = Тк - Т°к = 290 – 289,2 = 0,8 К

 

7.

Ебуліоскопічну сталу знаходимо за ебуліоскопічною формулою:

 

 

 

Тк =μ·Е

(27)

де

μ – моляльність розчину.

 

 

Е= Тк /μ = 0,8/0,416 = 1,92 К·кг/моль

8.Зниження температури замерзання розчину знаходимо за графіком (рис. 3):

Тз = Т°з - Тз = 270-269 =1 К

де -Т°з – температура замерзання чистого розчинника (Т°з = Тпотр); -Тз - температура замерзання розчину.

22

Рис. 3. Температурна залежність тиску насиченої пари над розчинником та розчином

 

9. Кріоскопічну сталу знаходимо з кріоскопічної формули:

 

Тз =μ·К

(28)

К = Тз /μ = 1/0,416=2,40 К·кг/моль

 

23

 

 

 

 

Додаток 1

Термодинамічні характеристики речовин в газоподібному стані

 

 

 

 

 

 

 

 

речовина

fHo298

So298

 

Сop298

 

 

кДж/моль

Дж/моль.К

 

Дж/моль.К

 

H2, водень

0

130,52

 

28,83

 

2, хлор

0

222,98

 

33,93

 

CO, оксид вуглецю

-110,53

197,55

 

29,14

 

 

 

 

 

 

 

COCІ2, фосген

-219,50

283,64

 

57,76

 

NO2, диоксид азоту

34,19

240,06

 

36,66

 

N2O4, тетраоксид азоту

11,11

304,35

 

79,16

 

4, метан

-74,85

186,27

 

35,71

 

С2Н2, етин (ацетилен)

226,76

200,82

 

43,93

 

С2Н4, етен (етилен)

52,30

219,45

 

43,56

 

С2Н6, етан

-84,67

229,49

 

52,64

 

С3Н6, пропен

20,41

266,94

 

63,89

 

С3Н6, циклопропан

53,30

237,44

 

55,94

 

С3Н8, пропан

-103,85

269,91

 

73,51

 

С4Н8, 2-метилпропен

-16,90

293,59

 

89,12

 

С4Н8, циклобутан

26,65

265,39

 

72,22

 

С4Н8, бутен-1

-0,13

305,60

 

85,65

 

С4Н10, бутан

-126,15

310,12

 

97,45

 

С5Н10, 2-метилбутен-1

-36,48

340,24

 

110,50

 

С5Н10, пентен-1

-21,06

346,52

 

110,08

 

С5Н10, циклопентан

-77,24

292,88

 

83,01

 

С5Н12, пентан

-146,44

348,95

 

120,21

 

С6Н12, циклогексан

-123,14

298,24

 

106,27

 

С6Н12, гексен-1

-41,84

385,47

 

132,97

 

С6Н12, цис-гексен-2

-52,55

387,29

 

126,31

 

С6Н14, 2-метилпентан

-174,51

381,46

 

144,89

 

С6Н14, 3-метилпентан

-171,84

380,70

 

143,80

 

С6Н14, гексан

-167,19

388,40

 

143,09

 

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1.Кудряшов И.В., Каретников Г.С. Сборник примеров и задач по физической химии: Учебное пособие. - М.: Высшая школа, 1991. - 527 с.

2.Карапетьянц М.Х. Введение в теорию химических процессов: Учебное пособие для вузов. - М.: Высшая школа, 1981. -333 с.

3.Каданер Л.І. Фізична і колоїдна хімія. - Київ: “Вища школа”. 1983, 2-е вид.-250 с.

4.Мороз А.С., Ковальова А.Г. Фізична та колоїдна хімія. - Львів: “Світ”, 1994.- 232 с.

5.Киреев В.А. Краткий курс физической химии. - М.: Высшая школа, 1991. - 456 с.

6.Білий О.В. Фізична хімія. – Київ: ЦУГ, 2002. – 364 с.

24

НАВЧАЛЬНЕ ВИДАННЯ

ФІЗИЧНА ТА КОЛОЇДНА ХІМІЯ

(частина I)

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ТА ЗАВДАННЯ ДО САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

для студентів базового напрямку 1102 “Фармація”

Укладачі

Ван-Чин-Сян Юрій Якович

 

Павловський Юрій Павлович

 

Герасимчук Сергій Ігорович

Редактор

 

25