задачи для самост работы. Задачи для самостоятельного решения теме Растворы

• Название: Задачи для самостоятельного решения теме Растворы
• Анкор: задачи для самост работы
• Дата: 05.12.2021
• Размер: 34.88 Kb.
• Имя файла: Zadachi_dlya_samostoyatelnogo_reshenia_temeRastvory.docx
• Тип: Документы; #292565

Задачи для самостоятельного решения теме «Растворы»

1. 
   Определите парциальный мольный объём азотнокислого аммония в воде, если объём раствора, содержащий 20 г NH₄NO₃ в 100 г раствора, равен 92,35 см³, а объём растворителя в растворе 80,14 см³.
   
2. 
   Парциальные мольные объемы воды и метанола в растворе с мольной долей метанола x= 0,4 равны 17,35 и 39,01 см³моль^1, соответст­венно. Рассчитайте объем раствора, состоящего из 0,4 моль метанола и 0,6 моль воды, а также объем компонентов до их смешения. Плотности воды и метанола равны 0,998 и 0,791 гсм^3, соответственно.
   
3. 
   Парциальные мольные объемы воды и этанола в растворе с мольной долей этанола 0,2 равны 17,9 и 55,0 см³моль^1 соответственно. Рас­считайте объемы воды и этанола, необходимые для приготовления 1 дм³ такого раствора. Плотности воды и этанола возьмите из справочника [1].
   
4. 
   Парциальные мольные объемы ацетона и хлороформа в растворе с мольной долей хлороформа 0,469 равны 74,17 и 80,23 см³моль^1, со­ответственно. Рассчитайте объем такого раствора, имеющего массу 1000 г.
   
5. 
   Общий объем раствора этанола, содержащего 1000 г воды, при 25°С описывается выражением:
   

где т - моляльность раствора. Рассчитайте парциальные мольные объемы воды и этанола в рас­творе, содержащем 500 г этанола в 1000 г воды.

6. 
   Парциальный мольный объем K₂SО₄ в водном растворе при 25 °С в зависимости от его моляльности m:
   

Используя уравнение Гиббса-Дюгема, получите выражение для вычисления парциального мольного объема воды в этом растворе. Мольный объем чистой воды при 25°С равен 18,08 см³моль^1 .

7. 
   При 18°С общий объем раствора, образующегося при растворе­нии MgSO₄ в 1000 г Н₂О, описывается уравнением
   

РассчитайтеV компонентов при m = 0,05.

8. 
   Какова должна быть концентрация водного раствора сахара, чтобы давление пара раствора было на 1 % ниже, давления пара чистой воды?
   
9. 
   Давления пара чистых бензола и толуола при 60^oС равны 51,3 и
   

18,5 кПа соответственно. При каком давлении закипит при 60^oC раствор, состоящий из 1 моля бензола и 2 молей толуола? Каков будет состав пара?

10. 
    Константы Генри для кислорода и азота в воде при 0^oС равны
    

2,5610⁴ атм и 5,4710⁴ атм соответственно. Рассчитайте понижение температуры замерзания воды, вызванное растворением воздуха, состоящего из 80 об. % N₂ и 20 об. % O₂ при давлении 1 атм. Криоскопическую константу воды примите равной 1,86.

11. 
    Давление пара диэтилового эфира при 25^оС равно 537 мм рт. ст. Чему равно давление пара над раствором, состоящим из 2 г бензальдегида и 100 г эфира при этой температуре? (Бензальдегид в этих условиях практически не летучий).
    
12. 
    Определите температуру замерзания раствора, температуру его кипения и давление паров воды над 0,08 m раствором хлоруксусной кислоты при 25°С, если степень её диссоциация при указанных условиях 0,13. Давление пара воды при 25°С равно 23,756 мм рт. ст. Криоскопическая постоянная воды 1,86, эбуллиоскопическая постоянная воды 0,513.
    
13. 
    Рассчитайте растворимость СО₂ в воде при 25°С и 5,06510⁵ Па, если константа Генри .
    
14. 
    Теплота плавления металлического свинца равна 5188,2 Джмоль^-1 при температуре плавления 327,5°С. Вычислите температуру замерзания раствора, содержащего 1 мол. % примесей, которые не растворяются в твёрдом свинце.
    
15. 
    Рассчитайте растворимость антрацена в бензоле при 25°С (m₂). Энтальпия плавления антрацена при температуре плавления (217^оС) равна 28,85 кДжмоль^1.
    
16. 
    При 30°С давления паров над чистой водой и над водным раствором сахарозы равны 4241,8 и 4159 Па, соответственно. Вычислите осмотическое давление данного раствора.
    
17. 
    Температура кипения чистого CS₂ 319,2 К. Раствор, содержащий 0,217 г серы в 1,918 г CS₂, кипит при 319,30 К. Эбулиоскопическая постоянная CS₂ равна 2,37. Вычислите число атомов, из которых состоит молекула серы, растворённая в сероуглероде. Молярная масса серы 32 гмоль^1.
    
18. 
    Рассчитайте растворимость нафталина в бензоле при 25°C, считая, что они образуют идеальный раствор. Теплота плавления нафталина при температуре его плавления (80,0°C) равна 19,29 кДжмоль^1.
    
19. 
    Рассчитайте растворимость антрацена в толуоле при 25°C, считая, что они образуют идеальный раствор. Теплота плавления антрацена при 217°C (температура его плавления) равна 28,8 кДжмоль^1.
    
20. 
    Рассчитайте температуру, при которой твёрдый кадмий находится в равновесии с жидким раствором Cd-Bi, мольная доля Cd в котором равна 0,846. Энтальпия плавления кадмия при температуре его плавления (321,1°C) равна 6,23 кДжмоль^1.
    
21. 
    При 57,2 °С и давлении 1 атм мольная доля ацетона в паре над его раствором в метаноле равна у_А= 0,516 (мольная доля ацетона в растворе 0,40). Рассчитайте активности и коэффициенты активности компонентов данного раствора. Давления пара чистых ацетона и метанола при указанной температуре 786 и 551 Торр, соответственно.
    

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
(тема: «ТЕРМОДИНАМИКА РАСТВОРОВ

НЕЭЛЕКТРОЛИТОВ»)

1. 
   При температуре 20 °С плотность воды и глицерина составляет 998,2 и 1259,4 кгм^-3 соответственно. Определите относительные парциальные мольные объёмы воды и глицерина в растворе, содержащем
   

5 мол. % глицерина, если плотность такого раствора составляет 1208,3 кгм^3. Парциальный мольный объём глицерина в этом растворе составляет 70,92 гмоль^1.

2. 
   Раствор гомологов октана, нонана и декана является практически идеальным (совершенным). Определите изменение внутренней энергии, энтальпии, энергии Гиббса, энергии Гельмгольца и энтропии при образовании раствора, содержащего 100 г октана, 10№ г нонана и 50+5№ г декана при температуре 300+2№ К.
   
3. 
   Зависимость объёма раствора, образованного из 1 кг воды и n₂ моль серной кислоты при температуре 293 К, описывается следующим уравнением:
   

Определите парциальные мольные объёмы воды и серной кислоты в растворе, содержащем 2 кг воды и моль серной кислоты.

4. 
   В табл. 6 приведены результаты измерения теплового эффекта образования 1 моля раствора, состоящего из азотной кислоты и воды, при 298 К. Определите парциальные мольные теплоты растворения воды и азотной кислоты во всем интервале концентраций компонентов.
   

Таблица 6

xHNO3	-∆H	xHNO3	-∆H
%	кДжмоль-1	%	кДжмоль-1
0,0	0,000	5,0	1,676
0,1	0,037	10,0	3,012
0,2	0,075	20,0	5,531
0,5	0,169	30,0	6,703
1,0	0,371	40,0	7,215
2,0	0,662	50,0	6,221

5. 
   Вычислите эбуллиоскопическую постоянную бензола.
   
6. 
   Определите температуру начала кристаллизации раствора глюкозы в воде, содержащего 100 г воды и № г глюкозы. Криоскопическую постоянную воды рассчитайте.
   
7. 
   Определите осмотическое давление водного раствора глицерина при температуре 300+№ К, если молярная доля глицерина составляет
   

2 %. Во сколько раз больше будет осмотическое давление водного раствора хлорида натрия той же концентрации.

8. 
   Температура начала кипения водного раствора хлорида натрия 100,51°С. Рассчитайте давление паров воды над этим раствором при температуре 30°С.
   
9. 
   При температуре 293 К над этанолом пропускали смесь воздуха с газообразным бензолом. Определите равновесную массу бензола, растворившегося в 100 г этанола, если парциальное давление бензола в газовой смеси составило 10 мм рт. ст., а константа Генри при данных условиях имеет величину 319,6 мм рт. ст.
   
10. 
    Для водного раствора азотной кислоты, концентрация которого 30 мол.%, была экспериментально измерена зависимость парциальных давлений азотной кислоты и воды над раствором от температуры. Полученные результаты приведены в табл. 7.
    

Зависимость равновесного давления пара над чистыми компонентами (в мм рт. ст.) от температуры описывается следующими уравнениями:



Таблица 7

t, °С	PHNO3, мм рт. ст.	PH2O, мм рт. ст.
40	3,1	18,1
50	5,7	31,0
60	9,9	51,0
70	16,8	81,0
80	27,5	126,0
90	43,7	192,0

Постройте график зависимости коэффициентов активности компонентов раствора от температуры в координатах lnγ_i –  , определите также теплоту смешения чистых компонентов с образованием 1 моль раствора.

11.Используя данные таблицы 20 [1], постройте график в координатах P_i = f(х_i) и Р_ = f(х_i), сделайте выводы о характере отклонений от закона Рауля.

(№1 вода –метанол, №2 вода-ацетон, №3 вода – диоксан, №4 тетрахлорид – трихлорметан, №5 этанол-бензол, №6 ацетон-диэтиловый эфир. Далее для последующих номеров все повторяется).