метод сравнительного анализа

41

29. Определить Ср – удельную теплоемкость двумоляльного водного раствора LiCl при 298,15 К, если удельная теплоемкость Cp,298, Дж/(г·К) водных растворов хлоридов щелочных металлов при m = 1,000 моль/1000 г Н2О (х) и m = 2,000 моль/1000 г Н2О (у) имеет следующие значения:

30. Определить удельную теплоёмкость Ср,298 одномоляльного водного раствора RbCl при 298,15 К, используя приведенные в предыдущем задании 29

значения Ср,298 водных растворов хлоридов щелочных металлов при m = 1,000 моль/1000 г Н2О (у) и m = 2,000 моль/1000 г Н2О (х).

6.2. Задания 2-го уровня

Постройте график линейной зависимости у = а + bх. Используя один из методов сравнительного расчёта М. Х. Карапетьянца, определите искомую величину графическим способом и аналитически (методом наименьших квадратов). При отсутствии необходимых для расчёта данных можно использовать справочники термодинамических величин, например, [3].

1. Определить энтальпию образования Н°обр 298 кристаллического моногидрата фторида уранила, используя энтальпии образования Н°обр 298

безводной соли и её кристаллогидратов.

Для нахождения искомой величины использовать зависимость энтальпий образования Н°обр 298 от содержания кристаллизационной воды (n H2O) в

следующих кристаллогидратах:

UO2F2 , UО2F2·1,6H2О, UO2F2·2Н2О, UO2F2·ЗН2О, UО2F2·4Н2О.

42

2. Определить Н°обр 298 – энтальпию образования кристаллического дигидрата сульфата уранила, используя энтальпии образования Н°обр 298

кристаллических сульфатов и нитратов уранила (безводных солей и их

UO2(NО3)2, UO2(NО3)2·H2O, UO2(NО3)2·2Н2О, UO2(NО3)2·3Н2О

3. Определить изменение энтальпии в реакции образования кристал-

лического ураната таллия из кристаллических оксидов по реакции:

Ме2О + UO3 = Me2UО4 (Me – щелочной металл и Tl),

используя аналогичные энтальпии образования кристаллических молибдатов и уранатов щелочных металлов и таллия (I).

4. Определить изменение энтальпии в реакции образования кристал-

лического ураната серебра из кристаллических оксидов по реакции:

Ме2О + UO3 = Me2UО4 (Me – щелочной металл и Ag),

используя аналогичные энтальпии образования кристаллических молибдатов и уранатов щелочных металлов и Ag (I).

5. Определить изменение энтальпии в реакции образования кристал-

лического вольфрамата рубидия из кристаллических оксидов по реакции:

Ме2О + WO3 = Me2WО4 (Me – щелочной металл),

используя изменения энтальпии в реакциях образования кристаллических

43

молибдатов и вольфраматов щелочных металлов.

6. Определить изменение энтальпии в реакции образования кристал-

лического дихромата рубидия из кристаллических оксидов по реакции:

Ме2О + 2СrO3 = Me2Cr2О7 (Me – щелочной металл),

используя аналогичные изменения энтальпии образования кристаллических хроматов Na, К, Rb,Cs и дихроматов Na, К, Cs.

7. Определить стандартную энтальпию образования кристаллического селената серебра, используя изменения энтальпий образования кристаллических сульфатов и селенатов щелочных металлов из оксидов по реакциям:

Ме2О + SO3 = Me2SО4 ,

Ме2О + SeO3 = Me2SeО4, (Me – щелочной металл).

8. Определить стандартную энергию Гиббса образования кристал-

лического теллурата натрия, используя стандартные энтальпии и энергии Гиббса образования кристаллических солей натрия состава Ме2ЭО4 (Э – S, Se,

Те, Cr, Mo, W).

9.Определить стандартную энтальпию образования кристаллического фторида галлия GaF3, используя стандартные энтальпии образования кристаллических галогенидов галлия и алюминия.

10.Определить стандартную энтальпию образования кристаллического фторида индия InF3, используя стандартные энтальпии образования кристаллических галогенидов индия и алюминия.

11.Определить стандартную энтропию кристаллического полисульфида натрия состава Na2S3, используя зависимость стандартной энтропии

44

кристаллических Na2S и полисульфидов (Na2S2, Na2S3, Na2S4) от количества

молей серы в их составе.

12.Определить стандартную энтальпию образования кристаллического гексагидрата сульфата бериллия и тригидрата сульфата магния, используя стандартные энтальпии образования кристаллогидратов сульфатов бериллия и магния.

13.Определить стандартную энтальпию образования кристаллического гексафторураната натрия NaUF6, используя изменения энтальпии в реакциях типа:

MeF +UF5 = MeUF6,

MeF + WF5 = MeWF6 (Me – щелочной металл).

14. Определить стандартную энтальпию образования кристаллического гексафторураната лития LiUF6, используя изменения энтальпии в реакциях типа:

MeF +UF5 = MeUF6,

MeF + WF5 = MeWF6 (Me – щелочной металл).

15. Определить стандартную энтальпию образования кристал-

лического дихромата рубидия Rb2Cr2O7, используя стандартные энтальпии образования кристаллических хроматов и дихроматов натрия, калия и цезия.

16. Определить стандартную энтропию кристаллического оксида таллия

Tl2O3, используя зависимость стандартной энтропии кристаллических оксидов элементов подгруппы алюминия (Al, Ga, In, Tl) от суммы чисел электронных слоёв у атомов, образующих оксид.

17. Определить стандартную энтальпию образования кристаллического иодида нонаамминолова [Sn(NH3)9]I2, используя стандартные энтальпии образования кристаллических бромидов и иодидов аммиакатов олова (II).

45

18.Определить стандартную энтальпию образования кристаллического хлорида триамминсвинца [Рb(NН3)3]Сl2, используя стандартные энтальпии образования кристаллических бромидов и хлоридов аммиакатов свинца (II).

19.Определить стандартную энерги Гиббса образования кристалличе-

ского оксида европия ЕuO, используя стандартные энтальпии образования и энергии Гиббса образования кристаллических оксидов щёлочно-земельных металлов, бериллия, магния и европия. Полученную величину сравнить со значением, приведенным в справочнике [3].

20. Определить стандартную энтальпию образования кристаллического двойного хромата самария и калия KSm(CrО4)2, используя изменения энтальпии в следующих реакциях:

0,5M2O + 2CrO3 + 0,5Sm2O3 = МSm(СrO4)2 ,

М2О + CrO3 = М2СrO4 ( М – Na, К, Rb,Cs)

21. Определить стандартную энергию Гиббса образования кристалличе-

ского молибдата бериллия, используя стандартные энтальпии образования и энергии Гиббса образования кристаллических молибдатов элементов IIA-

подгруппы Периодической системы и марганца (II). Полученную величину сравнить со значением, приведенным в справочнике [3].

22.Определить стандартную энергию Гиббса образования теллурат-иона

вводном растворе, используя стандартные энтальпии и энергии Гиббса образования ионов состава ЭО42- в водном растворе (Э – S, Se, Те, Сr, Мо, W).

23.Определить стандартную энергию Гиббса образования селенат-иона в водном растворе, используя стандартные энтальпии и энергии Гиббса образования ионов состава ЭО42- в водном растворе (Э – S, Se, Те, Сr, Мо, W).

24.Определить стандартную энтальпию образования кристаллического тетрагидрата хлорида никеля (II), используя стандартные энтальпии

46

образования кристаллических хлоридов кобальта (II) и никеля (II) (безводных

солей и их кристаллогидратов).

25.Определить стандартную энергию Гиббса образования иона бария в водном растворе, используя стандартные энергии Гиббса образования в водном растворе ионов щелочных и щёлочно-земельных металлов. Обратить внимание на особенности свойств ионов лития и бериллия.

26.Определить rFr+ – радиус иона франция, используя взаимосвязь стандартной энтропии и ионных радиусов щелочных металлов rMe+ (данные для лития не использовать).

6.3.Задания повышенной сложности

1.Определить при помощи МСР плотность 63 %-й азотной кислоты при

343,15 К нa основании данных табл. 2 Приложения. Использовать несколько вариантов расчёта, найти среднее значение плотности .

2. Найти Н обр 298 н-нонана С9Н20(г) и н-декана С10Н22(г) при помощи МСР,

пользуясь справочными данными [4] о Н обр 298 от метана СН4(г) до октана С8Н18(г) включительно.

3. Найти молярную теплоёмкость кристаллического триоксида молибдена

Ср,298 (МоО3) при помощи МСР, пользуясь справочными данными [4] о

молярной теплоёмкости Ср,298 кристаллических оксидов элементов

IV и V периодов Периодической системы Д. И. Менделеева при 298,15 К.

4.Определить плотность водных растворов хлорида франция FrCl при моляльных концентрациях m = 0,5; 1,0 и 1,5 моль/кг Н2О и Т = 298,15 К на основании данных табл. 1 Приложения, используя МСР.

5.Определить стандартную энтальпию образования кристаллического двойного хромата лантана и калия KLa(CrО4)2 , используя МСР и изменения энтальпии в следующих реакциях:

0,5М2О + 2СrO3 + 0,5Lа2О3 = МLа(СrO4)2,

47

М2О + CrO3 = М2СrO4 ( М – Na, К, Rb,Cs)

6. Определить стандартную энтальпию образования кристаллического двойного хромата неодима и калия KNd(CrO4)2 , используя МСР и изменения энтальпии в следующих реакциях:

0,5М2О + 2СrО3 + 0,5Nd2О3 = MNd(CrO4)2 ,

М2О + СrO3 = М2СrO4 (М – Na, К, Rb, Cs)

7. Определить стандартную энтальпию образования кристаллического вольфрамата цезия, используя МСР и изменения энтальпий для реакций образования кристаллических вольфраматов и молибдатов из оксидов:

Ме2O + WO3 = Me2WO4,

Ме2O + МoО3 = Ме2МоO4 (Me – щелочной металл).

8. Определить стандартные энтропию и энергию Гиббса образования кристаллического теллурата натрия, используя МСР и стандартные энтальпии и энергии Гиббса образования кристаллических солей натрия состава Na2ЭО4

(Э – S, Se, Те, Cr, Mo,W).

9.Определить стандартные энтропию и энергию Гиббса образования кристаллического молибдата бериллия, используя МСР и стандартные энтальпии и энергии Гиббса образования кристаллических молибдатов элементов IIA-подгруппы Периодической системы и марганца (II).

10.Рассчитать константу термической диссоциации дихромата лития при

298 К в соответствии с реакцией:

Li2Cr2O7(кр) = Li2CrO4(кр) + CrO3(кр)

48

Необходимую величину стандартной энтальпии образования кристаллического дихромата лития найти, используя МСР и стандартные энтальпии образования кристаллических хроматов и дихроматов лития, натрия,

калия и цезия. Величину стандартной энтропии кристаллического дихромата лития S 298 (Li2Cr2O7) найти, используя методику аддитивного расчёта.

11. Определить изменение энтальпии (Т = 298,15 К) при гидролизе дихромата серебра в соответствии с уравнением реакции:

Ag2Cr2O7(кр) + 2HOH (ж) = Ag2O(кр) + 2H2CrO4(р-р).

Для расчёта неизвестного значения энтальпии образования кристаллического дихромата серебра использовать МСР и изменения энтальпии при образовании кристаллических хроматов и дихроматов щелочных металлов и серебра из соответствующих оксидов.

Приложение

Таблица 1

Плотность водных растворов хлоридов металлов (г/см3) IА-подгруппы Периодической системы Д. И. Менделеева при 298,15 К и различных моляльных концентрациях (по данным [5])

Для m=0 (чистая вода) =0,99705 г/см3.

49

Таблица 2

Плотность водных растворов НNO3 (г/см3) при различных температурах (по данным [5])

Таблица 3

Стандартные энтальпии образования кристаллических уранатов, хроматов и молибдатов (кДж/моль) при 298,15 К