Контрольная Физическая химия. Индивидуальное задания № 2 Вариант 6, номер: 243684

"Индивидуальное задания № 2
Вариант 6.
1. Что называется фазой, числом независимых компонентов, числом термодинамических степеней свободы? Приведите примеры.

2. При растворении в воде нитрата калия и нитрата натрия между этими веществами не протекает никаких реакций. Для указанной системы запишите правило фаз Гиббса, определите общее число компонентов, число независимых компонентов, число фаз и число степеней свободы системы.

3. Какие фазовые равновесия в однокомпонентных системах Вы знаете? Приведите примеры.

4. Запишите и проанализируйте уравнение Клапейрона-Клаузиуса для процесса кристаллизации.

Задача 1. По зависимости давления насыщенного пара от температуры и плотности данного вещества в твердом и жидком состояниях (dтв, dж в кг/м3) в тройной точке: а) постройте график зависимости ln(p) от 1/Т; б) определите по графику координаты тройной точки; в) рассчитайте среднюю теплоту испарения и возгонки; г) определите по графику температуру плавления вещества при давлении p, Па.
Состояние Условия
Твердое Жидкое
Т, К Р, Па Т, К Р, Па
196 101325 212 592751 М =44
Р = 750∙105Па
dтв = 1542
dж = 1510
203 190491 220 648480
213 402360 223 674824
220 648480 239 1005114
240 1065237
241 1131722

6. Задача 2. На основании приведенных данных постройте диаграмму двухкомпонентной системы. Укажите на диаграмме смысл всех полей, линий и точек. Определите состав химических соединений, если они имеются на диаграмме.
Система А-В Состав, масс % В Т,оС начала кристаллизации Т,оС конца кристаллизации Т,оС расслоения
Hg-Cd (руть -кадмий) 0 -39 -39 –
20 100 49 –
46 175 140 -100
53 188 160 -25
63 235 188 188
66 248 188 188
69 256 200 -100
100 321 321

7. Задача 3. Объясните и проведите разбор приведенной диаграммы состояния двухкомпонентной системы.
Укажите на диаграмме смысл всех полей, линий и точек. Определите состав химических соединений, если они имеются на диаграмме. Для указанной диаграммы запишите правило фаз Гиббса, определите общее число компонентов, число независимых компонентов, число фаз и число степеней свободы системы в характерных обозначенных точках. Изобразите все виды кривых охлаждения, возможных для системы, при этом укажите, каким составам на диаграмме плавкости они соответствуют. Какой компонент и в каком количестве закристаллизуется, если 2 кг расплава, содержащего 30 % компонента В, охладить от температуры 1 до температуры 2?

8. Что называется предельно разбавленным раствором с физической и с термодинамической точки зрения? Приведите уравнения.

9. Что называется криоскопической постоянной? В каких единицах она измеряется и как может быть вычислена?

10. Сформулируйте основные законы Коновалова. Каково их применение?

12. Задача 5. Дана зависимость состава жидкой (x) и газообразной (y) фаз от температуры (T) для бинарной жидкой системы A – B при постоянном давлении p. Составы x и y выражены в молярных процентах вещества A. Выполните следующие действия: а) постройте график зависимости состава пара (y) от состава жидкой фазы (x) при р = const; б) постройте график зависимости температура кипения – состав. Охарактеризуйте полученную диаграмму; в) определите температуру кипения системы, содержащей масс. % a компонента A, каков состав первого пузырька пара, при какой температуре исчезнет последняя капля жидкости, и каков ее состав; г) какое количество вещества A (кг) будет в парах и какое в жидкой фазе, если 2 кг смеси, содержащей a % вещества A, нагреть до температуры T1? Т1 = 383 К, а = 65 b = 67,4, c = 32,6.
Система Состав А, об % Т, К Состав А, об % Т, К
А – HF
B – H2O
При р=10,333∙104 Па х у х у
4,95 0,8 374,6 44,4 63,3 381,7
9,2 1,8 375,8 50,3 81,0 374,7
18,9 6,4 379,8 52,2 86,2 371,9
22,8 10,6 381,4 56,0 92,2 369,9
27,9 17,8 383,3 58,2 95,8 359,6
33,8 30,5 384,7 61,7 97,9 352,0
34,4 32,1 385,0 79,8 98,2 318,1
35,8 35,8 385,4 87,9 99,5 306,5
39,7 47,5 384,4 100 100,0 292,4

13. Каково влияние полярности молекул растворителя и растворяемого вещества на процесс диссоциации?

14. Чем отличаются абсолютные скорости движения водородных и гидроксильных ионов от скорости других ионов? С чем это связано?

15. Задача 6. На основании приведенных ниже данных о свойствах водных растворов вещества А выполните следующие задания: а) постройте график зависимости удельной (κ) и молярной (λ) электрических проводимостей от концентрации; б) постройте график зависимости молярной (λ) электрической проводимости от разведения, равного обратной концентрации раствора, и определите по этому графику молярную электрическую проводимость при бесконечном разведении; в) для сильного электролита (помечено *) на основании зависимости электрической проводимости от , которая дается уравнением Кольрауша λ= λ0-а , рассчитайте молярную электрическую проводимость при бесконечном разведении и постоянную уравнения (а) графическим методом.
Раствор электролита Т, К λ0+∙104 См∙м2/моль λ0–∙104 См∙м2/моль
HI 298 350 76,9
281 315 66,5

Параметры Зависимость удельного сопротивления, Ом/м, электролита от
концентрации c кмоль/м3 при заданной температуре
Т 298 298 298 298 298 298 298
с 01 0,05 0,02 0,01 0,005 0,002 0,001
ρ 0,254 0,50 1,22 2,43 4,82 12,10 23,80

16. Какие физико-химические константы, и каким образом можно определить методом кондуктометрии? Приведите уравнения.

17. Задача 7. Водный раствор H2SO4 с концентрацией 70 % имеет при 180С плотность 1,6146 г/см3 и удельную электрическую проводимость 0,2157 Ом–1 см–1. Найти значение эквивалентной и молярной электрической проводимости этого раствора.

18. Что происходит на электродах при пропускании электрического тока через раствор сульфата цинка при цинковых электродах? Запишите соответствующие реакции.

19. Задача 8. Рассчитайте растворимость соли А в воде и произведение растворимости по значениям удельного сопротивления насыщенного раствора малорастворимой соли (ρ) при температуре T и удельного сопротивления воды (ρ2) при той же температуре. Молярные электрические проводимости при температуре T и бесконечном разведении для вещества А рассчитайте по значениям молярных электрических проводимостей веществ В, С и D по закону Кольрауша и приведенным ниже данным.
Т, К Соль А ρ∙10-4 Ом/м ρ2 ∙10-4, Ом/м
281 CaF2 0,0271 0,466

Вещество Соединение λ0D∙104 (См∙м2)/моль
В Са(СlO4)2 214
С ZnF2 186
D Zn(СlO4)2 202

Литература
1. Колпакова Н.А. Физическая химия. Ч. 1: учеб. пособие / Н.А. Колпакова, В.А. Колпаков, С.В. Романенко, Том. политехн. ун-т. –2-е изд., перераб. – Томск, 2004. – 160 с.
2. Колпакова Н.А. Физическая химия. Часть ΙΙ: учебное пособие /
Н.А. Колпакова, С.В. Романенко, В.А. Колпаков; Томский политехниче-
ский университет. − Томск: Изд-во Томского политехнического универ-
ситета, 2011. – 232 с.
3. Ахметов Б.В. Задачи и упражнения по физической и коллоидной химии. – Л.: Химия, 1989. – 239 с.

"