Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Сборник примеров и задач по физической химии. Химическая термодинамика (часть II)

Голосов: 7

Сборник содержит фундаментальные положения и уравнения, необходимые для понимания и решения задач по химической термодинамике. В нем приведено большое количество примеров с подробным изложением хода решения задач. Даны наиболее типичные задачи и ответы на них по термохимии и термодинамическим потенциалам химических процессов (часть I), термодинамике растворов, фазовым и химическим равновесиям (часть II). Задания, включенные в настоящий сборник, апробированы на кафедре физической химии Воронежского государственного университета.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
                                                        11
                                                n
                                              m= 2.                                               (П –3.4)
                                                m1

Зд е сь m1 – м асса раст о рит л я, [m] = кг. У чит в ая (П -3.2) и (П -3.3), м о ж но
                        в     е                    ы
записат  ь:

               m NaBr
               M NaBr                ωNaBr ⋅ m p                             ωNaBr
          m=             =                                       =                            ;
               m H 2O        M NaBr ⋅ (100 − ωNaBr ) ⋅ m p           M NaBr ⋅ (100 − ω NaBr )
                               25
            m=                                   = 0,00324 м о л ь/г=3,24 м о л ь/кг.
                 102,9 г / м о л ь ⋅ (100 − 25 )

3) Ч исл о м о л ь в 1 л ит раст о ра –э о м о л ярно ст раст о ра:
                           ре   в       т               ь    в

                                                    n NaBr
                                             c=            .                                      (П –3.5)
                                                      V

Зд е сь V –о бъе м раст о ра, [V] = л . И спо л ьзу (П –
                       в                           я    3.2) (П –3.3), им е е м :

                        m NaBr
                        M NaBr       ω NaBr ⋅ m p   ω NaBr ⋅ 1000
                 c=              =                       =        ⋅ ρ(г / см 3 )
                       V     100 ⋅ M NaBr ⋅ V 100 ⋅ M NaBr
                   c=
                           25 ⋅ 1000
                      102,9(г м о л ь ) ⋅ 100
                                                             (
                                              ⋅ 1,223 г см 3 = 2,97   )
                                                                      мо ль
                                                                         л
                                                                             .



        П ример 3.2. Опре д е л ит пл о т ст 40%-го в о д но го раст о ра м е т о в о го
                                   ь      но ь                      в          ил
спирт е сл и изв е ст , чт парциал ьны м о л ярны о бъе м ы в о д ы и спирт в
        а,             но      о                е         е                         а
                                                      3
э о м раст о ре со о т е т в е нно рав ны 17,5 и 39 см /м о л ь.
  т          в        в ст
        Р ешен и е:
        П л о т ст раст о ра ρ о пре д е л яе т как о т ше ние м ассы раст о ра mp к
               но ь      в                     ся      но                   в
е го о бъе м уV:
                                              mp
                                         ρ=         .                           (П –3.6)
                                                V
Общ ий о бъе м д анно го ко л иче ст а раст о ра в ы ае т че ре з парциал ьны
                                       в          в     раж      ся                    е
м о л ярны о бъе м ы ко м по не нт в у не ние м
            е                     о рав

                                       V = n1 ⋅ V1 + n 2 ⋅ V2 ,                                   (П –3.7)

гд е n1 и n2 – числ а м о л е й пе рв о го (о бы чно раст о рит л ь) и в т ро го (о бы
                                                         в     е          о           чно
раст о ре нно е в е щ е ст о ) ко м по не нт в ; V1 и V2 – парциал ьны м о л ярны
     в                    в                 о                               е           е


                                                 12
о бъе м ы пе рв о го и в т ро го ко м по не нт в . П о д ст л яя в ы е ние (П –
                            о                       о              ав           раж    3.7) в
(П –  3.6), по л у м :
                  чае
                                                  mp
                                   ρ=                          .
                                           n1 ⋅ V1 + n 2 ⋅ V2
У чт м , чт ко л иче ст о в е щ е ст а е ст о т ше ние м ассы в е ще ст а к е го
      е        о           в             в         ь     но                          в
м о л ярно й м ассе , а т е т , чт м ассы ко м по не нт в св язаны с м ассо й раст о ра
                         акж о      о                            о                      в
со о т ше ниям и:
       но
                                                 mp ⋅ ω
                                          m1 =            ;
                                                   100
                                             m p ⋅ (100 − ω)
                                   m2 =                        .
                                                   100
гд е ω – м ассо в ая д о л я раст о ре нно го в е щ е ст а (м е т о в о го спирт в
                                       в                           в         ил         а)
про це нт .ах
П о лу :чим
                               mp                              mp
                    ρ=                      =                                      ;
                        m1       m2            mp ⋅ (1 − ω)           mp ⋅ ω
                            ⋅V +
                              1      ⋅ V2                   ⋅ V1 +            ⋅ V2
                        M1       M2              M1 ⋅100             M2 ⋅ 100
                                                  100
                                    ρ=                      =
                                                  V      V2
                                         (1 − ω) ⋅ + ω ⋅
                                                   1
                                                  M1     M2
                                  100                                          100               г
=                                                                       =               = 0,9339 3 .
                      см 3        г                  3
                                                                г                 см 3         см
    (100 − 40) ⋅ 17,5       18         + 40 ⋅  39 см   32               107,08
                      мо ль    м о л ь         мо ль      м о л ь               г
                                                                 



       П ример 3.3. Оце нит раст о рим о ст кисл о ро д а в в о д е (в м о л ях О2 на
                              е     в          ь
1000 г в о д ы при 298 К и парциал ьно м д ав л е нии 25331 П а. Ко нст а Ге нри
              )                                                                  ант
                                9
д л я О2 при 298 К рав на 4,4⋅10 П а.
       Р ешен и е:
       Рассчит м м о л ярну д о л ю кисл о ро д а в раст о ре , о пре д е л яе м у зако но м
                ае           ю                          в                         ю
Ге нри (3.13):

                                                   pO2
                                           xO2 =          ,
                                                   k O2

гд е k O2 –ко нст а Ге нри д л я кисл о ро д а, pO2 – парциал ьно е д ав л е ние О2.
                 ант


                                                           13
                                              25331 П а
                                  xO2 =                          = 5,78 ⋅ 10−6 .
                                            4, 4 ⋅ 10 П а
                                                       9


С о гл асно ф о рм у е (П –
                    л      3.1),

                                                               n O2
                                            xO2 =                        ,
                                                      n O2 + n H 2 O

                  1000 г
гд е n H 2O =                  = 55,56 м о л ь (по у о в ию). Т ак как n H 2 O ! n О2 , т числ о
                                                      сл                                 о
               18 г / м о л ь
м о л ь кисл о ро д а, раст о ре нно го в в о д е , о пре д е л яе т в ы е ние м
                             в                                      ся раж

                                             n О2 = xO2 ⋅ n H 2O .
Т аким о бразо м ,
                      n O2 = 5,78 ⋅ 10−6 ⋅ 55,56 м о л ь = 3,21 ⋅ 10−4 м о л ь .


                                                    o
       П ример 3.4. Х л о ро ф о рм CHCl3 кипитпри Tкип., CHCl 3 =333,35 К. Д ав л е ние
е го пара при э о й т м пе рат ре p o 3 = 104000 П а. Опре д е л ит д ав л е ние пара и
               т е            у     CHCl                           ь
т м пе рат ру кипе ния раст о ра, со д е рж ащ е го
  е          у                          в                        0,2 м о л ь не л е т че го
                                                                                     у
раст о ре нно го в е щ е ст а в 1000 г х л о ро ф о рм а. М о л ярная т пл о т испарения
       в                      в                                        е      а
х л о ро ф о рм а ∆H исп., CHCl 3 = 31,64 кД ж /м о л ь.
       Р ешен и е:
       П о зако нуРау я (3.12) p CHCl 3 = po 3 ⋅ xCHCl 3 , гд е xCHCl 3 – м о л ярная д о л я
                     л                     CHCl
х л о ро ф о рм а, xCHCl 3 = 1 − xв , гд е xв – м о л ярная д о л я не л е т че го раст о ре нно го
                                                                            у          в
в е щ е ст а:
          в

                                                        nв                nв
                     xCHCl 3 = 1 − xв = 1 −                       =1−             ;
                                                   n в + n CHCl 3          m CHCl
                                                                      nв + M 3
                                                                                     CHCl3

                                  0,2 м о л ь                           0,2 м о л ь
           xCHCl 3 = 1 −                      1000 г
                                                               =1−                   = 0,9767 м о л ь.
                           0,2 м о л ь +                              8,5682 м о л ь
                                           119,5(г м о л ь )


Т аким о бразо м , д ав л е ние пара х л о ро ф о рм а над раст о ро м рав но
                                                               в

                      p CHCl 3 = 104000 П а ⋅ 0,9767 м о л ь = 101577 П а.


                                                         14
П о в ы ние т м пе рат ры кипе ния раст о ра о пре д е л яе т в ы е ние м (3.26).
       ше        е      у                     в               ся    раж
Д л я не д иссо цииру е го в е ще ст а изо т ниче ский ко э ф ицие нтi = 1, т гд а
                     ющ             в       о              ф                 о

                                                    ∆T = E ⋅ m ,                                      (П –3.8)

Э бу ио ско пиче ская по ст янная Е рассчит в ае т по ф о рм у е
    л                      о               ы      ся          л


                                   E=
                                                (
                                                o
                                           R ⋅ Tкип, CHCl 3   ) ⋅M
                                                               2
                                                                       CHCl 3
                                                                                ;                     (П –3.9)
                                                     ∆H исп., CHCl 3
            8,314 К ⋅ м о л ь ⋅ (333,35 K )2 ⋅ 119,5 м огл ь
                      Д ж
                                                                                г ⋅К           кг ⋅ К
       E=                                 Д ж
                                                                   = 3489,3           = 3,4893        .
                              31640 м о л ь                                     мо ль          мо ль

М о л ял ьно ст раст о ра рав на
               ь    в

                              nв           0,2 м о л ь              мо ль       мо ль
                   m=                 =                = 2 ⋅ 10 − 4       = 0,2       .
                            m CHCl3         1000 г                    г          кг

П о в ы ние т м пе рат ры кипе ния
       ше    е        у

                                                кг ⋅ К       мо ль
                             ∆T = 3,4893               ⋅ 0,2       = 0,698 К .
                                                мо ль         кг
Т е м пе рат ра кипе ния раст о ра
            у                в

                      o
                 T = Tкип., CHCl 3 + ∆T = 333,35 К + 0,698 К = 334,048 К .


       П ример 3.5. С це л ью о пре д е л е ния сре д не й м о л е ку ярно й м ассы
                                                                           л
по л им е ра изм е ре но о см о т ско е д ав л е ние раст о ро в по л ист л а в т л у л е .
                                 иче                     в               иро     о о
П ри 298 К бы и по л у ны сл е д у
                л         че         ющие ре зу ьт ы
                                                   л ат :

     с, г/см 3               2,042                      6,613                     9,521            12,602
      π, П а                 58310                     188120                    270850            354570

      Како в а сред няя м о л ярная м асса по л ист л а?
                                                   иро

      Р ешен и е:
      Осм о т ско е д ав л е ние разбав л е нны раст о ро в не э е кт л ит в (изо т -
             иче                                  х    в        л    ро   о        о
ниче ский ко э ф ицие нтi = 1) о пре д е л яе т по у не нию (3.29) в ф о рм е
              ф                                ся   рав

                                                    π = R ⋅ T ⋅ с,                                  (П –3.10)


                                                        15
гд е c –м о л ярная ко нце нтрация раст о ра (м о л ь/м 3):
                                       в

                                  n  m    c(г / см 3 ) ⋅ 106
                                с= =    =                    .                        (П –3.11)
                                  V M⋅V          M

Зд е сь М – м о л ярная м асса по л им е ра, г/м о л ь; m – м асса по л им е ра, г; V – о бъе м
раст о ра, м 3. П о д ст л яя (П –
      в                 ав        3.11) в (П – 3.10), по л у м
                                                            чае

                                                    c ⋅ 106
                                              π=            ⋅ RT,
                                                       M
                                                      c ⋅ 106
                                             M=               ⋅ RT.
                                                          π

С ре д няя м о л ярная м асса рассчит в ае т сл е д у им о бразо м (k – числ о
                                     ы      ся       ющ
изм е ре ний):

                          1         1   c ⋅ 106        106 ⋅ RT    c
                 M ср =     ⋅ ∑ Mk = ⋅ ∑ k      ⋅ RT =          ⋅∑ k ,
                          k k       k k πk                k      k πk
                                                              Д ж
                                        106 ⋅ 8,314                  ⋅ 298 K
                              Mср =                         К ⋅мо ль         ⋅
                                                              4
      2,042 г / см 3 6,613 г / см 3 9,521г / см 3 12,602 г / см 3 
    ⋅               +              +             +                 = 87334 г / м о л ь.
      58310 П а       188120 П а     270850 П а    354570 П а 
                                                                  


       П ример 3.6. П ри 293 К 1 г ио д а раст о ре н в 3,45 л в о д ы К акая м асса
                                                   в                          .
ио д а о ст т в 1 л в о д но го раст о ра по сл е в збал т в ания е го с 0,1 л
           ане ся                           в                        ы
се ро у е ро д а? Ко э ф ицие нтраспре д е л е ния ио д а м е ж д усе ро у е ро д о м и в о д о й
       гл             ф                                                   гл
при 293 К рав е н 590.

       Р ешен и е:
       В 1 л в о д но го сл о я пе рв о начал ьно е со д е рж ание ио д а рав но

                                               mJ 2               1г         г
                           сJ 2 , исх . =                   =          = 0,29 .
                                            VH 2 O, исх .       3,45 л       л

П ри в збал т в ании 1 л э о го раст о ра с 0,1 л се ро у е ро д а част ио д а пе ре йд е т
             ы            т         в                    гл            ь
в сл о й CS2; о бо значим э у част че ре з x. В в о д но м сл о е ко нце нт
                            т      ь                                        рация ио д а
бу е трав на
   д


                                                      16
                                          сJ 2 , исх . ⋅ VH 2 O − x
                        сJ 2 (H 2 O ) =                               = (0,29 − x ) ,
                                                  VH 2 O

т как зд е сь VH 2O = 1 л . В сл о е се ро у е ро д а ко нце нт
 ак                                         гл                 рация ио д а рав на


                                 сJ 2 (CS2 ) =
                                                      x           x
                                                             =       = 10 ⋅ x.
                                                   VCS 2         0,1

С о гл асно зако нураспре д е л е ния (3.25) им е е м , по л агая а i ≅ сi.

                                             c J 2 (CS2 )
                                                             = K,
                                            c J 2 ( H 2 O)

ил и в наше м сл учае

                                              10 ⋅ x
                                                      = 590.
                                             0,29 − x

От а x = 0,285 (г). В 1 л в о д но го сл о я о ст т 0,29 г – 0,285 г = 0,005 г.
   сюд                                                ане ся
Т аким о бразо м , ко нце нтрация ио д а в в о д но м сл о е у е ньшит в (0,29/0,005) =
                                                              м       ся
58 раз.


        П ример 3.7. С чит чт С 6Н 6 и C2H4Br2 о бразу ид е ал ьны раст о р,
                             ая, о                                    ют          й      в
о пре д е л ит 1) м о л ярну д о л ю бе нзо л а в парах , е сл и в раст о ре о на рав на 0,5;
              ь:            ю                                            в
2) м о л ярну д о л ю бе нзо л а в раст о ре , е сл и в парах о на рав на 0,5. Д ав л е ние
               ю                           в
пара бе нзо л а рав но 35864 П а. Д ав л е ние пара д ибро м э ана рав но 5733 П а.
                                                                   т
        Р ешен и е:
        П у ь х и y – м о л ярны д о л и ко м по не нт в раст о ре и паре
             ст                            е                         а         в
со о т е т в енно . М о л ярная д о л я в раст о ре о пре д е л яе т зако но м Рау я (3.12):
      в ст                                    в                     ся            л

                                                     pС H
                                            xС 6 H6 = o 6 6 ,                           (П –3.12)
                                                     pС 6 H6
                                                    pС H Br
                                      xС 2 H 4 Br2 = o 2 4 2 ,                          (П –3.13)
                                                    pС 2 H 4 Br2

гд е р и р° – парциал ьно е д ав л е ние ко м по не нт над раст о ро м и над чист м
                                                         а          в            ы
ко м по не нт м со о т е т в е нно .
             о        в ст
       М о л ярная д о л я ко м по не нт в паре о пре д е л яе т как о т ше ние
                                          а                           ся    но
парциал ьно го д ав л е ния ко м по не нт к о бщ е м уд ав л е нию:
                                         а


                                                            17


                                                                p С 6 H6
                                                yС 6 H6 =                 ,                                           (П –3.14)
                                                                    P
                                                                pС 2 H 4 Br2
                                           yС   2 H 4 Br2
                                                            =                    .                                    (П –3.15)
                                                                           P

Ко м биниру в ы е ния (П –
           я раж          3.12) и (П –3.14), (П –3.13) и (П –3.15), по л у м :
                                                                          чае

                                      yС 6 H6 ⋅ P = po 6 H6 ⋅ xС 6 H6 ,
                                                     С
                                yС 2 H 4 Br2 ⋅ P = po 2 H 4 Br2 ⋅ xС 2 H 4 Br2 .
                                                    С


П ре о бразо в ание по сл е д них у не ний прив о д ит к рав е нст у св язы ающ е м у
                                    рав                              в ,   в
м о л ярны д о л и ко м по не нт в в паро в о й и ж ид ко й ф азах :
          е                     о

                                 po 2 H 4 Br2 xС 2 H 4 Br2 yС 2 H 4 Br2
                                  С
                                             ⋅            =             .                                             (П –3.16)
                                  po H
                                    С  6 6
                                                xС 6 H6      yС 6 H6

И сх о д я из т го , чт xС
               о       о       2 H 4 Br2
                                           = 1 – xС         6 H6
                                                                       и yС    2 H 4 Br2
                                                                                           = 1 – yС        6 H6
                                                                                                                  , пе ре пише м
(П –3.16) в в ид е

                                 po 2 H 4 Br2 1 − xС 6 H6 1 − yС 6 H6
                                  С
                                              ⋅          =
                                  po 6 H 6
                                    С           xС 6 H6     yС 6 H6

От а по л у м св язь м е ж д ум о л ярно й д о л е й ко м по нент в паре и м о л ярно й
    сюд           чае                                            а
д о л е й ко м по не нт в раст о ре :
                       а      в

                                                     po 2 H 4 Br2 ⋅ yС 6 H6
                                                      С
                        xС 6 H6 =
                                                                   (                           )
                                                                             ;
                                  po 6 H6 + yС 6 H6 ⋅ po 2 H 4 Br2 − po 6 H6
                                   С                   С              С
                                                                                                                      (П –3.17)
                                                        po 6 H6 ⋅ xС 6 H6
                                                         С
                      yС 6 H6 =
                                                                       (                           )
                                                                                .
                                po 2 H 4 Br2 + xС 6 H6 ⋅ po 6 H6 − po 2 H 4 Br2
                                 С                        С         С

                                                        po 6H6 ⋅ xС 6 H6
                                                         С
                     1) yС 6 H6 =                                                                      =
                                     С                     С         С (
                                    po 2H4Br2 + xС 6 H6 ⋅ po 6 H6 − po 2H4 Br2                     )
                                       35864 П а ⋅ 0,5
                       =                                             = 0,862.
                           5733 П а + 0,5 ⋅ ( 35864 П а − 5733 П а )


                                                            18

                                                         po 2 H4 Br2 ⋅ yС 6 H6
                                                          С
                     2) xС 6 H6 =                                           =
                                   С                   С         (
                                  po 6 H6 + yС 6 H6 ⋅ po 2 H4 Br2 − po 6 H6
                                                                     С                        )
                                      5733 П а ⋅ 0,5
                     =                                              = 0,138.
                         35864 П а + 0,5 ⋅ ( 5733 П а − 35864 П а )


       П ример 3.8. Т е м пе рат ра крист л изации э т кт ско й см е си
                                  у            ал                в е иче
наф т ина с бе нзо л о м рав на 269,6 К. С чит э у сист м у в о в се х инт рв ал ах
     ал                                        ая т          е                  е
ко нце нтрации ид е ал ьны раст о ро м , найт м о л ярну т пл о т пл ав л е ния
                          м       в              и             ю е        у
наф т ина, е сл и т м пе рат ра пл ав л е ния бе нзо л а TC 6 H 6 = 278,6 K , м о л ярная
     ал             е        у
т пл о т пл ав л е ния бе нзо л а ∆Н
 е      а                                     С 6Н   6
                                                         = 9832,4 Д ж /м о л ь, т м пе рат ра пл ав л ения
                                                                                 е        у
наф т ина TC10 H 8 = 353,2 K .
     ал
      Р ешен и е:
      Во спо л ьзу м ся у не ние м Ш ре д е ра (3.21):
                  е      рав

                                              dln x ∆Н C6 H6
                                                   =         .                                    (П –3.18)
                                               dx    RT 2

П о сл е инт гриро в ания о тТ пл . д о Т э т (счит ∆Н = const), по л у м :
            е                              в .     ая                  чае

                                                     ∆Н ⋅ ( Т э т − Tпл . )
                                                               в .
                                         ln x =                                                   (П –3.19)
                                                       R ⋅ Tпл . ⋅ Т э т
                                                                      в .

Граф иче ско й интерпре т  ацие й э о го в ы е ния яв л яе т крив ая раст о рим о ст
                                    т        раж              ся           в          и
(крист л изации) раст о ра на э т кт ско й д иаграм м е . Н айд е м ко о рд инат
       ал                в            в е иче                                        ы
э т кт ско й т чки, в
 в е иче         о              ко т ро й пе ре се кают
                                    о                    ся крив ы   е раст о рим о ст
                                                                           в          и
наф т ина и бе нзо л а. П ре о бразо в ав (П –
     ал                                       3.19), бу е м им е т
                                                       д          ь:

                          9832,4 Д ж ⋅ (269,6 K − 278,6 K )
                                                                     
                                       мо л ь
     xC 6 H 6 , э т = exp
                 в .                    Д ж                            = exp(−0,1417) = 0,8679 ;
                         
                           8,314 м о л ь ⋅ К ⋅ 269,6 К ⋅ 278,6 К    
                        xC10 H 8 , э т = 1 − xC 6 H 6 , э т = 1 − 0,8679 = 0,1321 .
                                    в .                  в .


И спо л ьзу у не ние (П –
            я рав        3.19) д л я наф т ина, найд е м е го м о л ярну т пл о т
                                          ал                            ю е      у
пл ав л е ния:

                                             R ⋅ Tэ т ⋅ Т С 10 Н
                                                   в .
                         ∆Н С 10 Н       =                               8
                                                                             ⋅ ln xC10 H8 ,э т;
                                                                                            в .
                                     8        Tэ т − TС 10 Н
                                                в .                  8


                                                          19

                                    8,314 м оД л ж ⋅К ⋅ 269,6 К ⋅ 353,2 К
                ∆Н С 10 Н       =                ь               ⋅ ln ( 0,1321) =
                            8
                                      269,6 К − 353, 2 К
                                       Д ж                          Д ж
                            = −9469,9       ⋅ ( −2,0242 ) = 19169         .
                                      мо ль                       мо ль


        П ример 3.9. C6H5Cl пе ре го няе т с в о д яны паро м при 101325 П а. От н
                                            ся        м                          го
со д е рж ит 71% х л о рбе нзо л а. Опре д е л ит парциал ьны д ав л е ния паро в
                                                 ь               е
ко м по не нт в .
              о
        Р ешен и е:
        Во д а и х л о рбе нзо л яв л яют в заим но не раст о рим ы и в е ще ст ам и,
                                         ся                в         м         в
по э о м у д ав л е ние пара см е си бу е т рав но су м е д ав л е ний паро в чист х
     т                                   д            м                           ы
ко м по не нт в :
              о

                                            P = po 2O + po 6 H5Cl ,
                                                 H       C                            (П –3.20)

П рису ст ие д ру го ко м по не нт прив о д ит к т м у чт д в а в е щ е ст а в м е ст
        т в        го                 а            о , о                   в         е
бу у кипе т при бо л е е низко й т м пе рат ре , че м каж д о е в о т е л ьно ст
   д т          ь                          е    у                        д          и,
по ско л ьку кипе ние начне т  ся, ко гд а о бщ ее д ав л е ние пара бу е т рав но
                                                                         д
ат о сф е рно м у(Р = 101325 П а).
  м
       С о ст пара бу е то пре д е л ят в ы е ниям и
             ав        д                ься раж
                                                            po 2 O
                                                             H
                                                 yH 2 O =                ;            (П –3.21)
                                                                 P
                                                            po 6 H5Cl
                                                             C
                                             yC6 H5Cl =                      .        (П –3.22)
                                                                 P

Разд е л ив (П –3.21) на (П –3.22), по л у :
                                          чим

                                                yH 2 O         po 2 O
                                                                H
                                                          = o       .                 (П –3.23)
                                             yC6 H5Cl      pC6 H5Cl

Вы ая м о л ярны д о л и ко м по не нт в че ре з их м ассу и м о л ярну м ассу
    раж         е                     о                                ю      ,
по л у м :
      чае

                                       m H 2O            po 2O
                                                          H              M H 2O
                                                  =                  ⋅            .   (П –3.24)
                                     mC6 H5Cl         po 6 H5Cl M C6 H5Cl
                                                       C


И сх о д я из т го , чт
               о       о


                                               20
                                           ω i,% ⋅ m см е си
                                    mi =                       ,
                                                 100

по л у м сист м уу не ний, св язы ающих м ассо в ы про це нтс парциал ьны и
       чае         е     рав      в               й                      м
д ав л е ниям и ко м по не нт в :
                             о

                         ωH O        po 2 O
                                        H        M H 2O
                        
                        ω
                             2
                                  = o          ⋅        ,
                         C6 H5Cl    pC6 H5Cl M C6 H5Cl .                                (П –3.25)
                        
                        
                             P = po 2O + po 6 H5Cl ,
                                    H        C

ре шая ко т ру о т сит л ьно po 2O , по л у м :
           о ю но     е        H           чае
                                         ωH 2O ⋅ M C6 H5Cl
                     po 2O =
                      H                                                ⋅P =
                               ωH 2O ⋅ M C6 H5Cl + ωC6 H5Cl ⋅ M H 2O
                       29% ⋅ 112,5 г / м о л ь
          =                                                  ⋅ 101325 П а = 72805 П а,
              29% ⋅ 112,5 г / м о л ь + 71% ⋅ 18 г / м о л ь
                po 6 H5Cl = P − po 2O = 101325 П а − 72805 П а = 28520 П а.
                 C               H



        П ример 3.10. П ри 308 К д ав л е ние пара аце т на рав но 45918 П а, д ав л е ние
                                                          о
пара х л о ро ф о рм а рав но 39067 П а. П арциал ьны д ав л е ния паро в э их
                                                             е                         т
ко м по не нт в над раст о ро м , со д е рж ащим 36% (м о л .) х л о ро ф о рм а, рав ны
                о          в
со о т е ст е нно 26765 П а и 9637 П а. Опре д е л ит акт но ст и ко э ф ицие нт
      в      в                                          ь    ив    и        ф            ы
акт но ст ко м по не нт в в раст о ре .
     ив        и         о        в
        Р ешен и е:
        Акт но ст ко м по не нт в раст о ре о пре д е л яе т как о т ше ние д ав л е ния
               ив      ь       а          в                 ся      но
пара ко м по не нт над раст о ро м к д ав л е нию пара чист го ко м по не нт
                      а      в                               о              а:
                                               pi
                                         ai = o .                               (П –3.26)
                                               p
Д л я аце т на им е е м
             о
                                     26765 П а
                               a1 =               = 0,583.
                                     45918 П а
Д л я х л о ро ф о рм а
                                      9637 П а
                               a2 =               = 0,247.
                                     39067 П а

М о л ярная д о л я х л о ро ф о рм а, как сл е д у т из у о в ия зад ачи, рав на 0,36.
                                                     е        сл
С л е д о в ат л ьно , м о л ярная д о л я аце т на рав на (1–
              е                                 о             0,36) = 0,64. Т аким о бразо м ,
ко э ф ицие нтакт но ст о пре д е л е нны по у не нию (3.16), рав е н:
     ф                  ив      и,                й      рав



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика