- •Семинары по физической химии 1 часть
- •Физическая химия
- •Теория
- •Задачи
- •Второй закон термодинамики
- •Объединенное выражение I и II начал термодинамики. Зависимость энтропии от параметров состояния
- •Типы задач
- •Рассчитайте изменение энтропии при изобарном нагревании 1 моль хлора от температуры 300 до 500 К. Воспользуйтесь справочными данными о зависимости теплоемкости хлора от температуры.
- •Рассчитайте изменение энтропии в реакции синтеза аммиака при температуре 598 К и давлении 1 атм.
- •Энергия Гиббса. Энергия Гельмгольца.
- •Типы задач
- •Рассчитайте изменение энергии Гиббса, если в результате расширения 20 кг гелия при 298 К объем газа увеличился в 1 000 раз. Газ считать идеальным.
- •Рассчитайте изменение энергии Гельмгольца, если в результате сжатия 500 моль кислорода при 400 К давление газа увеличилось в 100 раз. Газ считать идеальным.
- •Расчет изменения энергии Гиббса при смешении идеальных газов
- •54 г воды испаряются при 373 К и давлении 1 атм, а затем изотермически расширяются до давления 0,1 атм. Рассчитайте общее изменение энергии Гиббса и энергии Гельмгольца.
- •Рассчитайте изменение энергии Гиббса и энергии Гельмгольца при стандартных условиях и температуре 400 К для реакции H2 + 1/2O2 = H2O(ж), считая температурный коэффициент энергии Гиббса величиной постоянной. Воспользуйтесь справочными данными.
- •Рассчитайте изменение энергии Гиббса и энергии Гельмгольца при стандартных условиях и температуре 400 К для реакции H2 + 1/2O2 = H2O(ж), считая температурный коэффициент энергии Гиббса величиной постоянной. Воспользуйтесь справочными данными.
- •Уравнение Гиббса-Гельмгольца
- •Химическое равновесие
- •Влияние общего давления и добавления инертного газа на смещение равновесия
- •Уравнение изотермы Вант-Гоффа
- •Уравнение изотермы Вант-Гоффа
- •Уравнение изобары Вант-Гоффа
- •Методы расчета константы равновесия
- •Фазовое равновесие в однокомпонентных системах
- •Фазовое равновесие в однокомпонентных системах
- •Уравнение Клапейрона
- •Уравнение Клапейрона-Клаузиуса
- •Парциальные мольные величины
- •Методы определения парциальных молярных величин
- •Коллигативные свойства
- •Фазовая диаграмма для растворителя и раствора
- •Основные формулы
- •Основные формулы
- •В 1000 г воды растворили 0,0684 кг сахарозы (M = 342 г/моль). Удельная теплота испарения воды 2256,7 кДж/кг. Рассчитать давление пара над раствором при 500С и температуру кипения раствора. Воспользоваться справочными данными.
В 1000 г воды растворили 0,0684 кг сахарозы (M = 342 г/моль). Удельная теплота испарения воды 2256,7 кДж/кг. Рассчитать давление пара над раствором при 500С и температуру кипения раствора. Воспользоваться справочными данными.
1. Понижение давления насыщенного пара растворителя над |
|||||||||||||||||
раствором |
|
|
|
|
1 |
= 10 |
1 |
= 10(1 − 2 ) |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
−0 1 |
= 2 |
|
|
|
||||
10 = 12335Па |
(т. 21) |
|
1 |
|
|
68,4 |
|
||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
342 |
|
|
||
|
= |
|
1 |
+ 2 |
= |
1 |
+ |
|
2 = |
1000 + 68,4 |
= 0,0036 |
||||||
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|||||||||||
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
342 |
|
|||
|
|
= 12335∙ |
1 − 0,0036 |
= 122 86Па |
В 1000 г воды растворили 0,0684 кг сахарозы (M = 342 г/моль). Удельная теплота испарения воды 2256,7 кДж/кг. Рассчитать давление пара над раствором и
температурукипения раствора.Воспользоваться справочными данными. |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
кип |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2. Повышение температуры кипения раствора |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
= |
∆исп 11000 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
8,31 ∙3732 |
|
|
|
||||
|
|
|
= 22 56,7 ∙ 1000 = 0,51 |
|
||||||||
|
|
|
|
|
∆ кип |
= 2 |
|
|
|
|||
|
2 |
|
|
|
2 |
|
2 ∙ |
1000 |
|
68,4 ∙ 1000 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||
= |
|
|
|
= |
|
= |
|
|
= |
|
= 0,2 |
|
|
2 |
|
1 |
2 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
1000 ∙ 342 |
|
|||
|
1000 г |
|
1000 |
|
|
∙ |
|
|
||||
|
|
∆кип |
= 0,51 ∙ 0,2 = 0,1 02 град |
|
||||||||
кип раствора |
= кип растворителя + ∆кип = 373,1 02 К |
Определитькажущуюся степень диссоциации HIO3 |
в растворе этанола, |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
содержащем 0,506 г растворенного вещества. Масса растворителя 22,48 г. |
|
|
||||||||||||||||||||||||
Температура кипения раствора составляет 351,624 К, температура кипения |
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
+ |
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
∆кип |
= 2 |
|
|
|
|
|
|||||||
растворителя – 351, 46 К. Теплота испарения этанола составляет 40 кДж/моль. |
|
|||||||||||||||||||||||||
|
(H |
|
и IO3 |
|
)= 1 + ( |
− 1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
кип |
|
|
|
|
|
|
|
||||
= 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
∆ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
− |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
2. Повышение |
|
− 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
раствора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
2 |
∙ 1000 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
= |
|
= |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
1 |
2 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
температуры кипения |
|
1000 г |
|
1000 |
|
|
|
|
∙ |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
кип |
|
|
|
|
|
|
0,506∙ 1000 |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
= 22,48 ∙ 1 76 |
|
= 0,1 3 |
|
||||||||||
|
|
|
|
= ∆исп 11000 |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
8,31 ∙351,462 |
∙46 |
|
|
|
|
кип |
|
кип р−ра |
|
|
|
кип р−ля |
||||||||||
|
|
= |
40000 ∙ 1000 |
= 1,18 |
= |
∆ |
|
= |
|
|
|
|
− |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
351,62 4 − 351,46 |
|
= 1,07 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,18 ∙ 0,1 3 |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
− 1 |
|
1,07 − 1 |
= 0,07 |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= − 1 = |
|
2 − 1 |
|
|
Давление пара воды при 293 К составляет 2 336,8 Па. При этой же температуре давление пара над раствором составляет 2 295,8 Па. Определитьосмотическое давление при 313 К, если плотность раствора – 1010 кг/м3 и молекулярнаямасса растворенного вещества – 60 г/моль. Растворенное вещество не является электролитом (i= 1).
4. Осмотическое давление |
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
1 = 10 |
1 |
|
= 10 |
(1 − 2 ) |
|
|
|
|
||||||||||||
10 = 2 336,8 Па |
|
|
|
|
|
|
10 |
−0 |
1 |
= 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
1 = 2 2 95,8 Па |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
2 = |
10 |
|
− 1 |
= |
2 336,8 − 22 95,8 |
|
= 0,0175 |
|||||||||||||||||
|
|
|
10 |
2 |
|
2 |
|
2336,8 |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
= |
2 |
= |
= |
|
= |
2 |
= |
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
1 |
|
2 |
2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
|
|
|
моль |
||||
|
|
|
0,0175 ∙ 1010 (л) |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
- справедливо для1 моль раствора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
л |
||||||||||||
|
= 18 |
∙ 0,982 5 + 60∙ 0,0175 = 0,943 |
|
Давление пара воды при 293 К составляет 2 336,8 Па. При этой же температуре давление пара над раствором составляет 2 295,8 Па. Определитьосмотическое давление при 313 К, если плотность раствора – 1010 кг/м3 и молекулярнаямасса растворенного вещества – 60 г/моль. Растворенное вещество не является электролитом (i = 1).
|
|
|
|
|
л ∙ атм |
|
|
|
|
= 0,082 моль ∙ |
|||
= 1 ∙ 0,943 |
моль |
|
л ∙ атм |
∙31 3К = 2 4,2 атм |
||
л |
∙ 0,082 моль ∙ |
|||||
|
моль |
= 0,943 |
моль = 943 |
моль3 |
||
= 1 ∙943 |
|
|
Дж |
л |
м |
|
м3 |
∙ 8,31 моль ∙ ∙31 3К = 2 452 771 Па = 2 4,5 атм |