Основы физической химии - Еремин В.В.
Скачать (прямая ссылка):
где т - моляльность раствора.
Используя уравнение Гиббса-Дюгема, получите выражение для парциального мольного объема воды в этом растворе. Мольный объем чистой воды при 25 °С равен 18.079 см3-моль-1.
6-24. При 18 °С общий объем раствора, образующегося при растворении М§Б04 в 1 кг Н20, описывается уравнением
У(см3) = 1001.21 + 34.69-(т - 0.07)2.
Рассчитайте парциальные мольные объемы компонентов при т = 0.05.
106
Глава 2. Приложения химической термодинамики
6-25. В какой пропорции (а) по мольной доле, (б) по массе следует смешать гексан и гептан, чтобы достичь наибольшего значения энтропии смешения?
6-26. Для газирования воды в домашних условиях используют сифон, в котором создается давление двуокиси углерода 5.0 атм. Оцените молярную концентрацию образующейся содовой воды.
6-27. Бензол и толуол образуют практически идеальный раствор. Температура кипения чистого бензола равна 80.1 °C. Рассчитайте разность химических потенциалов бензола в растворе и в чистом виде при температуре кипения и хбензола = 0.30. Чему было бы равно давление пара, если бы в действительности коэффициент активности бензола в этом растворе был бы равен 0.93, а не 1.00?
6-28. Выведите выражения для химического потенциала Ц и коэффициента активности у1 первого компонента субрегулярного раствора.
6-29. Выведите выражения для химических потенциалов и коэффициентов активности компонентов атермального раствора.
6-30. Выведите выражения для химического потенциала Ц2 и коэффициента активности у2 второго компонента квазирегулярного раствора.
6-31. Избыточную энергию Гиббса раствора метилциклогексана (MCH) и тетрагидрофурана (THF) при 303.15 K можно аппроксимировать выражением:
Gex = RTx(1 - x){0.4857 - 0.1077(2x - 1) + 0.0191(2x - 1)2},
где x - мольная доля метилциклогексана.
Рассчитайте энергию Гиббса смешения раствора, образующегося из 1.00 моль MCH и 3.00 моль THF.
6-32. Избыточная энергия Гиббса некоторой бинарной смеси описывается выражением gR7x(1 - x), где g - постоянная величина, x - мольная доля растворенного вещества A. Получите выражение для химических потенциалов компонентов A и B в растворе и изобразите их концентрационную зависимость.
6-33. Коэффициент активности у2, выраженный в мольных долях растворенного вещества, в разбавленном растворе равен у2 = exp(ax2), где a = const при данной температуре. Выведите выражение для коэффициента активности у1 через a и x1.
6-34. Относительный химический потенциал калия в жидких растворах K - Rb описывается уравнением
Лцк = Цк - Ц°к = RTln(1 - x) + x2 (-56.334 + 8.251 x).
Выведите выражение для расчета концентрационной зависимости химического потенциала второго компонента (Rb) этого раствора.
Глава 2. Приложения химической термодинамики
107
6-35. Рассчитайте минимальную осмотическую работу, совершаемую почками для выделения мочевины при 36.6 °С, если концентрация мочевины в плазме 0.005 моль л-1, а в моче 0.333 моль л-1.
6-36. 10 г полистирола растворено в 1 л бензола. Высота столбика раствора (плотностью 0.88 г см-3) в осмометре при 25 °С равна 11.6 см. Рассчитайте молярную массу полистирола.
6-37. Белок сывороточный альбумин человека имеет молярную массу 69 кг моль-1. Рассчитайте осмотическое давление раствора 2 г белка в 100 см3 воды при 25 °С в Па и в мм столбика раствора. Примите плотность раствора равной 1.0 г см-3.
6-38. При 30 °С давление пара водного раствора сахарозы равно 31.207 Торр. Давление пара чистой воды при 30 °С равно 31.824 Торр. Плотность раствора равна 0.99564 г ¦ см- . Чему равно осмотическое давление этого раствора?
6-39. Плазма человеческой крови замерзает при -0.56 °С. Каково ее осмотическое давление при 37 °С, измеренное с помощью мембраны, проницаемой только для воды?
6-40. Молярную массу фермента определяли, растворяя его в воде и измеряя высоту столбика раствора в осмометре при 20 °С, а затем экстраполируя данные к нулевой концентрации. Получены следующие данные:
с, мг • см 3 3.211 4.618 5.112 6.722
к, см 5.746 8.238 9.119 11.990
Рассчитайте молярную массу фермента.
6-41. Молярную массу липида определяют по повышению температуры кипения. Липид можно растворить в метаноле или в хлороформе. Температура кипения метанола 64.7 °С, теплота испарения 262.8 кал ¦ г-1. Температура кипения хлороформа 61.5 °С, теплота испарения 59.0 кал г-1. Рассчитайте эбулиоскопические постоянные метанола и хлороформа. Какой растворитель лучше использовать, чтобы определить молярную массу с большей точностью?
6-42. Рассчитайте температуру замерзания водного раствора, содержащего 50.0 г этиленгликоля в 500 г воды.
6-43. Раствор, содержащий 0.217 г серы и 19.18 г СБ2, кипит при 319.304 К. Температура кипения чистого СБ2 равна 319.2 К. Эбулио-скопическая постоянная СБ2 равна 2.37 К ¦ кг ¦ моль-1. Сколько атомов серы содержится в молекуле серы, растворенной в СБ2?
6-44. 68.4 г сахарозы растворено в 1000 г воды. Рассчитайте:
а) давление пара,
б) осмотическое давление,
в) температуру замерзания,
г) температуру кипения раствора.
108
Глава 2. Приложения химической термодинамики
