На главную

 
Аспирантура
Книги и пособия
Кафедра катализа и адсорбции
Кафедра физической химии
Версия для печати | Главная > Образование > Кафедра физической химии > Химическая термодинамика > ... > Задачи по химической термодинамике > 3. Химическое равновесие в гетерогенных системах

Химическое равновесие в гетерогенных системах

3.1. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах.

Фазовые переходы I и II рода. Соотношение Клапейрона - Клаузиуса. Равновесие “пар - жидкость” и “пар-твердая фаза”. Равновесие “твердая фаза-твердая фаза”. Равновесие “расплав - твердое тело”. Критическое состояние вещества. Примеры фазовых равновесий (диаграмм) в однокомпонентных системах. Правила Трутона.

3.2. Фазовыеравновесия в двух- и многокомпонентных системах

Парциальные молярные величины. (Однородные функции первого порядка, теорема Эйлера.) Условия равновесия в многофазных многокомпонентных системах. Правило фаз Гиббса. Уравнение Гиббса-Дюгема. Функции смешения идеальных и неидеальных смесей: энтропия, энтальпия, потенциал Гиббса и объем смешен ия. Избыточные функции смешения. Критерий Редлиха - Кистера

3.3. Фазовые равновесия «жидкость - пар» и «жидкость - жидкость» в двух- и многокомпонентных системах.

Классификация растворов: совершенные (идеальные), предельно-разбавленные, регулярные, атермальные. Законы Рауля и Генри. Законы Коновалова. Основные типы диаграмм равновесия “жидкость - пар”. Химический потенциал компонента в растворе, различные типы используемых стандартных состояний. Предельно разбавленные растворы. Равновесие “пар - жидкость” в системе двух несмешивающихся жидкостей или жидкостей с ограниченной растворимостью. Расслоение регулярного раствора. Равновесия в растворах нелетучих веществ в летучих растворителях (бинарный раствор - чистый компонент).

3.4. Равновесия «жидкость - твердое тело» в двух- и многокомпонентных системах.

Основные типы диаграмм равновесия двухкомпонентных систем “жидкость - твердое тело”. Уравнение Шредера. Литостатическое давление, сила кристаллизации. Коллигативные свойства: эбуллиоскопия, криоскопия, осмос. Равновесия в системах с клатратами (на примере газовых гидратов). Некоторые представления о фазовых равновесиях в трехкомпонентных системах.

3.5. Осмос


3.1. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть


3.2. Фазовые равновесия в двух- и многокомпонентных системах

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть


3.3. Фазовые равновесия “жидкость-пар” и “жидкость-жидкость” в двух- и многокомпонентных системах

Переход к разделу

172. (1/2-07) Азот медленно пропускают через раствор 3 г нелетучего вещества в 200 г бензола, а затем через чистый бензол. Через некоторое время вес раствора уменьшился на 2,154 г, а чистый бензол потерял в весе 0,016 г. Чему равен молекулярный вес растворенного вещества?

173. (4/Э-04). Оцените, при какой температуре кипит раствор 1,45 г дихлоруксусной кислоты в 56,9 г четыреххлористого углерода?

А на самом деле точка кипения повышается на 0,52 K...

Чем, по-вашему, объясняется расхождение с экспериментом?

 

Tкип, ° С

ΔНпл, кДж.моль–1

М, г.моль–1

ССl4

76,6 29,8 153,8

С2HСl2OOH

194 48,2 128,9

174. (3/Э-94). Температура кипения диметилового эфира при давлении 1,01 бар составляет 25,2 °С. При растворении 10,94 г некого нелетучего вещества в 100 г этого эфира давление пара эфира при 15,3 °С составило 0,598 бар. Вычислить молекулярную массу растворенного вещества, если известно, что теплота испарения чистого эфира составляет 17,28 кДж/моль.

175. (1/2-95). Изобразить качественно фазовые диаграммы “давление – состав” и “температура кипения – состав” для смеси бромбензола с водой, которые нерастворимы друг в друге. Указать, чему соответствует каждая из областей нарисованных диаграмм. Сколько воды потребуется для перегонки 100 г бромбензола с водяным паром при 1 атм и 368,3 К, если парциальное давление воды при этом составляет 0,852 атм.

176. (6/2-05). Какие из представленных ниже диаграмм “газ – жидкость” принципиально возможны, а какие нет? Еcли нет, то почему?

177. (3/2-08). На основании фазовой диаграмма “жидкость – пар” для системы H2O-C4H9OH оцените коэффициенты активности воды в сосуществующих фазах при 350 К.

Каким будет давление пара воды над системой, содержащей 3 моля H2O и 2˚моля C4H9OH?

Δ H исп H 2 O 0 MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaeuiLdqKaamisamaaDaaaleaacaWG4qGaamyqeiaad+dbcaWGibWaaSbaaWqaaiaaikdaaeqaaSGaam4taaqaaiaaicdaaaaaaa@3DEF@ = 40,66 кДж/моль.

 

 

 

 

 

 

178. (2/Э-01). Дайте интерпретацию приведен-ной диаграмме фазового равновесия, полученной при анализе смесей двух веществ А и В, являющихся жидкостями при температуре Т1.

Постройте ожидаемые диаграммы фазового равновесия в координатах Р-x при температурах Т1, Т2, Т3 и Т4.

 

 

 

 

179. (5/2-97). Дайте интерпретацию приведен-ной диаграмме фазового равновесия, полученной при анализе смесей двух веществ А и В, являющихся жидкостями при температуре Т1. Постройте ожидаемые диаграммы фазового равновесия в координатах Р-Т при температурах Т1, Т2, Т3 и Т4.

 

 

 

 

180. (4/2-05).* На рисунке приведена диаграмма состояния “температура – состав” для системы “вода – фе-нол” при давлении 760 торр. Определите, какие и какого состава фазы присутствуют в системе в точ-ках А – Е. Нарисуйте схематично диаграмму при P = 100 торр. Для воды D испН = 40,66 кДж/моль (tкип = 100 оС).
Для фенола D испН = 47,97 кДж/моль (tкип = 181,9 оС).
Решение

181. (4/Э-05). Природа активного компонента Сu-Zn катализатора синтеза метанола вызывает много дискуссий. Одной из гипотез является образование Сu-Zn бронзы при обработке в восстановительной среде. Оценить равновесный состав металлических частиц катализатора Cu0/ZnO после их обработки в токе смеси 0,1 % H2O в водороде при атмосферном давлении и 500 К в предположении, что Сu-Zn бронза представляет собой идеальный раствор атомов цинка в металлической меди.
Процесс восстановления оксида цинка ZnO + H2 = Zn0 + H2O при 500 К характеризуется ΔrS0 = 57 Дж/(моль К) и ΔrH0 = 110 кДж/моль.


3.4. Равновесия “жидкость – твердое тело” в двух- и многокомпонентных системах

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть


3.5. Осмос

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть



Copyright © catalysis.ru 2005-2020