 |
3. Решение задач на тему «Давление пара над раствором. Осмос. Растворимость газов в жидкостях. Закон Генри. Перегонка жидких смесей».
|
|
|
|
3. Решение задач на тему «Давление пара над раствором. Осмос. Растворимость газов в жидкостях. Закон Генри. Перегонка жидких смесей».
3-1. Давления пара чистых CHCl3 и CCl4 при 25 °C равны 26, 54 и 15, 27 кПа. Полагая, что они образуют идеальный раствор, рассчитать давление пара и состав (в мольных долях) пара над раствором, состоящим из 1 моль CHCl3 и 1 моль CCl4.
3-2. Дибромэтилен и дибромпропилен при смешении образуют почти идеальные растворы. При 80 °C давление пара дибромэтилена равно 22, 9 кПа, а дибромпропилена 16, 9 кПа. Рассчитать состав пара, находящегося в равновесии с раствором, мольная доля дибромэтилена в котором равна 0, 75. Рассчитать состав раствора, находящегося в равновесии с паром, мольная доля дибромэтилена в котором равна 0, 50.
3-3. Бензол и хлорбензол образуют смеси, близкие к идеальным. При 80 °С давления пара бензола и хлорбензола соответственно равны 100, 5 и 19, 3 кПа. Вычислите: 1) состав смеси в мольных %, если парциальное давление бензола в два раза больше парциального давления хлорбензола; 2) состав пара, равновесного с этой смесью.
3-4. Константа Генри для CO2 в воде при 25 °C равна 166611, 8 кПа. Рассчитать растворимость (в единицах моляльности) CO2 в воде при 25 °C, если парциальное давление CO2 над водой равно 10, 13 кПа.
3-5. В 36 млводы при 30 °С и давлении 98, 6 кПарастворяется 81, 4 млсероводорода. Вычислите коэффициент растворимости и коэффициент абсорбции.
3-6. Осмотическое давление раствора глицерина при 0 °С равно 133, 3 кПа. Найдите осмотическое давление этого раствора при 18 °С.
3-7. При 17 °С осмотическое давление раствора мочевины равно 119, 96 кПа. Каково будет осмотическое давление, если раствор разбавить в 3 раза, а температуру повысить до 30 °С?
|
|
|
3-8. Кривые зависимости температуры кипения смеси этилового спирта и четыреххлористого углерода от состава жидкой смеси (нижняя кривая) и состава пара (верхняя кривая) при давлении 99, 3 кПа. представлены на рисунке 1. Пользуясь диаграммой: 1) найдите состав смеси, кипящей при 70 °С, и состав ее пара; 2) определите состав и температуру кипения азеотропной смеси; 3) определите, какой компонент может быть выделен в чистом виде при помощи фракционной перегонки из смесей, состоящих из а) 20% ССl4 и 80% С2Н5ОН; б) 85% ССl4 и 15% С2Н5ОН,
и где он будет находиться – в приемнике
или в перегонной колбе.
3-9. Используя диаграмму (рис. 1) ответьте на следующие вопросы:
1)Укажите состав последних капель конденсата, образующегося при охлаждении пара содержащего 20 % (мольных) С2Н5ОН;
2) Смесь С2Н5ОН и ССl4 неизвестного состава начинает кипеть при температуре 65 º С. Определите ее состав, если при добавлении к ней нескольких миллилитров спирта температура начала кипения поднялась до 67 º С.
3-10. Используя диаграмму (рис. 2) ответьте на следующие вопросы:
1) Какие фазы и какого состава находятся в равновесии, если система, состоящая из 60 % СН3СООН и 40 % Н2О, нагрета до 107 º С?
2) Укажите температуры начала и конца конденсации системы, содержащей 20 % Н2О. Каков состав первых капель жидкости в начале конденсации?
4. Задачи для аудиторной самостоятельной работы.
4-1. Этанол и метанол при смешении образуют почти идеальные растворы. При 20o C давление пара этанола равно 5, 93 кПа, а метанола 11, 83 кПа. Рассчитать давление пара раствора, состоящего из 100 г этанола и 100 г метанола, а также состав (в мольных долях) пара над этим раствором при 20 °C.
4-2. Давления пара чистых бензола и толуола при 60 °C равны 51, 3 и 18, 5 кПа. При каком давлении закипит при 60 °C раствор, состоящий из 1 моль бензола и 2 моль толуола? Каков будет состав пара?
4-3. Константы Генри для кислорода и азота в воде при 25 °C равны 4400000 кПа и 8680000 кПа соответственно. Рассчитать состав (в %) воздуха, растворенного в воде при 25 °C, если воздух над водой состоит из 80% N2 и 20% O2 по объему, а его давление равно 100 кПа.
|
|
|
4-4. Вычислите осмотическое давление раствора, содержащего в 5 л0, 3 мольглюкозы (температура раствора 22 °С).
4-5. На рисунке 3 изображены кривые зависимости температуры кипения смеси ацетона и хлороформа от состава жидкой смеси и состава пара при давлении 99, 97 кПа. Пользуясь диаграммой: 1) найдите состав смеси, кипящей при 62, 5 °С, и состав ее пара; 2) найдите состав и температуру кипения азеотропной смеси; 3) определите, какой компонент может быть выделен в чистом виде при помощи дистилляции из смесей, состоящих: а) из 33% CHCl3 и 67% (СН3)2СО; б) из 85% CHCl3 и 15% (СН3)2СО,
и где он будет находиться – в приемнике или в перегонной колбе.
4-6. Используя диаграмму (рис. 4) ответьте на следующие вопросы:
1) В каком фазовом состоянии находится система, содержащая 40 % (мольн. ) ССl4 при 65 º С?
2) При какой температуре начнется кипение системы, содержащей 40 % (мольн. ) ССl4? Каков будет состав пара?
|
|
|
