- •Разработчик
- •Зав. Кафедрой Химии
- •Предисловие (общие методические указания)
- •Рекомендуемая литература Основная
- •Дополнительная
- •Примерный тематический план
- •Содержание программы и методические указания к самостоятельной работе по изучению дисциплины
- •1. Введение: основные понятия физической химии
- •2. Химическая термодинамика
- •3. Химическое равновесие
- •4. Применение термодинамики к фазовым переходам
- •5. Растворы неэлектролитов
- •6. Растворы электролитов
- •7. Электропроводность растворов электролитов
- •8. Электродные процессы и электродвижущие силы
- •9. Химическая кинетика и катализ
- •Методические указания к выполнению расчётно-графических заданий (ргз)
- •Контрольные вопросы
- •1. Вопросы к коллоквиуму №1 «Химическая термодинамика. Химическое равновесие»
- •2. Вопросы к экзамену
- •Контрольные задачи, выносимые на экзамен
- •A. Химическая термодинамика
- •1. Закон Гесса и следствия из него
- •2. Изменение термодинамических параметров при нагревании (охлаждении) вещества
- •3. Расчёт абсолютной энтропии вещества
- •4. Расчёт термодинамических параметров химических реакций и фазовых переходов
- •B. Фазовое равновесие
- •1. Переход между конденсированными фазами
- •2. Испарение
- •3. Сублимация
- •C. Коллигативные свойства растворов
- •1. Давление насыщенного пара
- •2. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения
- •3. Осмотическое давление
- •D. Растворы электролитов
- •1. Изотонический коэффициент и степень диссоциации электролита
- •2. Ионная сила, средний коэффициент активности
- •3. Электропроводность растворов
- •4. Доннановское равновесие
3. Сублимация
17. Твёрдый йод при 25 С имеет теплоту сублимации sН = 62438 . Теплоёмкость газообразного йода 36,90 , твёрдого йода – 54,44 . При температуре 298,15 К давление сублимации йода составляет 0,30844 Торр. Рассчитайте давление сублимации твёрдого йода при 113,6 С, учитывая: (1) постоянную энтальпию, (2) постоянную теплоёмкость.
Ответ: (1) Рs = 13358 Па; (2) Рs = 12429 Па.
18. Вычислите температуру плавления, давление насыщенного пара и теплоту плавления серебра в тройной точке по данным температурной зависимости давления насыщенного пара, если:
для твёрдого серебра: lgP(Па) = 13,892 – 1,402104 ;
для жидкого серебра: : lgP(Па) = 13,347 – 1,334104
Ответ: Тm = 1251 К; Р = 483,8 Па; mН = 31053 .
19. Зависимость давления насыщенного пара муравьиной кислоты от температуры выражается уравнением:
для твёрдой фазы: lgР(Торр) = 12,486 - 3160 ;
для жидкой фазы: lgР(Торр) = 7,884 - 1860
Вычислите координаты тройной точки (Т и Р) и теплоту плавления в тройной точке муравьиной кислоты.
Ответ: Т = 282,55 К; Р = 2667 Па; mН = 24891 .
20. Определите координаты тройной точки (Т и Р) для 1,4-диоксана С4Н8О2, а также – теплоты сублимации, кипения и плавления в этой точке, если:
-
Твёрдая фаза
Жидкая фаза
Т, К
260,35
272
298,16
307
Р, Па
557,2
1333
5538,6
7998
Ответ: Т = 282,1 К; Р = 2843 Па; sН = 49,6 ; vН = 27,5 ; mН = 22,1 .
C. Коллигативные свойства растворов
1. Давление насыщенного пара
1. Определите давление насыщенного пара воды при 25 С над водным раствором сахарозы, моляльность которого 0,2 , зная, что давление насыщенного пара чистой воды при 25 С равно 3167 Па.
Ответ: Р = 3156 Па.
2. При температуре 70 С давление насыщенного пара чистого бензола 72968 Па, чистого толуола – 26927 Па. Определите общее давление пара и парциальные давления паров, равновесных при 70 С с жидкой смесью бензола с толуолом. Мольная доля толуола в жидкой фазе Nж(С6Н5СН3) = 0,2.
Ответ: Р = 63759 Па, Р(С6Н6) = 58374 Па, Р(С6Н5СН3) = 5385 Па.
3. Вычислите давление насыщенного пара над 2%-ным (по массе) водным раствором сахарозы (С12Н22О11) при 373 К. Считайте этот раствор подчиняющимся законам предельно разбавленных растворов. Давление пара чистого растворителя при 373 К Р = 1013 гПа.
Ответ: Р = 1012 гПа.
4. При 298 К давление водяного пара составляет 23,76 Торр, а давление пара морской воды 22,98 Торр. Полагая, что морская вода из всех солей содержит только хлорид натрия, оцените моляльную концентрацию соли.
Ответ: Смл (NaCl) = 0,93 .
5. Давление пара чистой воды при 313 К равно 7375,4 Па. Вычислите при данной температуре давление пара над раствором, содержащим 0,920610-2 кг глицерина в 0,36 кг воды. Формула глицерина: СН2ОН-СНОН-СН2ОН.
Ответ: Р = 7338,7 Па.
6. В 0,1 кг эфира (М = 74 ) содержится 0,01 кг нелетучего вещества. Давление пара этого раствора равно 426 Торр при 293 К, а давление пара чистого эфира при 293 К равно 442 Торр. Рассчитайте молярную массу растворённого вещества.
Ответ: М = 197,2 .