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 элементу

Свернуть/Развернуть


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

Переход к элементу

Свернуть/Развернуть


3.5. Осмос

Переход к разделу

207. (4/2-98). В начальном состоянии одинаковые цилиндрические сосуды высотой 20 см наполовину заполнены водой и 0,001 М водным раствором сахарозы, соответственно. В нижней части сосуды соединяются трубкой, содержащей полупроницаемую для воды мембрану. Опишите равновесное состояние системы. Температура 300 К, плотность раствора сахарозы 1 г/см3, объем соединительной трубки пренебрежимо мал. Изменится ли результат при замене сахарозы на NaCl? Каким количеством степеней свободы обладает равновесная система (ответ обоснуйте)?

 

 

 

208. (5/Э-01). В равные по объему части сосуда, разделенного перегородкой, которая внизу имеет проницаемую только для воды мембрану, налили одинаковое количество чистой воды, а затем в одном из отсеков растворили сахар в концентрации С. Опишите равновесное состояние системы, если оно устанавливалось в герметичной и термостатированной оболочке, окружающей сосуд. Как изменится равновесие, если оболочка разгерметизирована и система сообщается с окружающим воздухом? Ответ аргументируйте.

209. (5/2-00). Три одинаковых вертикальных цилиндрических сосуда каждый сечением 10 см2 соединены снизу мембранами, проницаемыми для воды. В сосуде A содержится 1 ммоль NaCl, в сосуде C – 2 ммоль NaCl. В сосуд B наливают чистую воду. После установления равновесия разность высот столбов воды в сосудах А и B составила 15 см. Какова разность высот столбов воды между сосудами B и С? Пренебречь влиянием концентрации раствора на его плотность. Температура – 298 K.

210. (5/2-02). Цилиндрический сосуд А сечением 20 см2 помещен в цилиндрический сосуд В сечением 40 см2. Дно сосуда А выполнено из материала, проницаемого для воды. В сосуд В начинают лить 5× 10–3 М раствор NaCl. Сколько раствора можно влить в систему, не переливая края посуды, если высота сосудов составляет 50 см? Влиянием концентрации на плотность раствора пренебречь. Ускорение свободного падения g = 9,8 м c–2.

211. (5/2-04) Плазма человеческой крови замерзает при –0,56oC. Каково ее осмотическое давление при 37 oC, измеренное с помощью мембраны, проницаемой только для воды?

212. (5/2-05) Уксусную кислоту в количестве 10–4 моль растворили в 1 л воды. Уровень полученного раствора при 0 ° С оказался на 2,7 см выше уровня чистой воды, находящейся в контакте с раствором через водопроницаемую мембрану. Найти константу диссоциации уксусной кислоты при 0 ºС. Можно ли определить константу диссоциации уксусной кислоты в воде при 0 ° С, используя другие коллигативные свойства? Ответ подтвердите оценками.

ΔH пл .H 2 O 0 =6 MathType@MTEF@5@5@+=feaagaart1ev2aaatCvAUfeBSjuyZL2yd9gzLbvyNv2CaerbuLwBLnhiov2DGi1BTfMBaeXatLxBI9gBaerbd9wDYLwzYbItLDharqqtubsr4rNCHbGeaGqiVu0Je9sqqrpepC0xbbL8F4rqqrFfpeea0xe9Lq=Jc9vqaqpepm0xbba9pwe9Q8fs0=yqaqpepae9pg0FirpepeKkFr0xfr=xfr=xb9adbaqaaeGaciGaaiaabeqaamaabaabaaGcbaGaaeiLdiaabIeadaqhaaWcbaGaae4peiaabUdbcaqGUaGaaeisamaaBaaameaacaqGYaaabeaaliaab+eaaeaacaqGWaaaaOGaeyypa0JaaeOnaaaa@3F3E@ кДж/моль, ΔHисп.Н2О.= 40,6 кДж/моль

213. (5/2-06). При 30 ° С давление паров над водным раствором сахарозы равно 4159 Па. Давление пара над чистой водой при этой температуре равно 4241,7 Па. Найти осмотическое давление раствора.

214. (2/2-07)*. Для выделения чистой воды из морской вблизи берега моря вырыт колодец, стенки которого выполнены из материала, который можно рассматривать как идеальную селективную по воде мембрану, проницаемую для воды и не пропускающую растворенные в морской воде соли. Рассчитайте КПД такого способа. Мольную долю ионов в морской воде можно полагать равной 2 %.
Решение

215. (5/Э-07). Вы опять (см. зад. 237. (3/3-07)) находитесь на косе Тузла, разделяющей Черное (слева) и Азовское моря (справа). Справа от себя Вы видите косу Чушка, на которой группа террористов-сепаратистов стремительно закапывает Керченский пролив. Оцените возможные последствия этого смелого действия, если:
1) Керченский пролив – это единственный пролив, соединяющий два моря;
2) коса Чушка состоит из материала, способного служить селективной мембраной, проницаемой для воды;
3) высота косы над уровнем моря составляет 20 м;
4) содержание NaCl в морской воде составляет 18,5 г и 12,0 г на 1 л воды соответственно, а минерализация морской воды обеспечивается исключительно хлористым натрием.



Copyright © catalysis.ru 2005-2020