6. Termodynamika míšení, koligativní vlastnosti - zadání
K nastudování: Peter Atkins, Fyzikální chemie, kapitola 5; soubory integraly.jpg + derivace.jpg
Konstanty: Molární plynová konstanta R = 8,314472 J moľ1 K"1
Příklady:
1. Nádoba je rozdělena na dvě části oddělené přepážkou. Jedna obsahuje 2 mol vodíku, druhá 4 mol dusíku. Teplota v celé nádobě je 25 °C. Vypočítejte Gibbsovu energii míšení poté, co je přepážka odstraněna, jestliže
(i) v části nádoby s vodíkem je tlak 0,2 MPa a v části nádoby s dusíkem tlak 0,3 MPa. (-9,7 kJ)
(ii) v celé nádobě je stejný tlak. (-9,6 kJ)
2. Při 25 °C vzduch obsahuje 75,52 hmotn. % dusíku (M(N2) = 28,02 g moľ1), 23,15 hmotn. % kyslíku (M(02) = 32,00 g moľ1), 1,28 hmotn. % argonu (M(Ar) = 39,95 g moľ1) a 0,046 hmotn. % oxidu uhličitého (M(C02) = 44,0 g moľ1). Vzduch je v kontaktu s vodou. Hustota vody je 997,09 kg m"3, Henryho konstanta pro dusík ve vodě 156 MPa kg moľ1 a Henryho konstanta pro kyslík ve vodě 79,2 MPa kg mol1. Vypočítejte molární koncentraci
(i) dusíku ve vodě při celkovém tlaku je 91,2 kPa. (0,4552 mmol dm3)
(ii) kyslíku ve vodě při celkovém tlaku je 91,2 kPa. (0,2407 mmol dm3)
(iii) dusíku ve vodě při celkovém tlaku je 101,325 kPa. (0,5057 mmol dm3)
(iv) kyslíku ve vodě při celkovém tlaku je 101,325 kPa. (0,2674 mmol dm3)
3. Přidáme-li 4,8 mg určité sloučeniny k 981,2 mg kafru, sníží se jeho teplota tání o 1,09 °C. Kryoskopická konstanta kafru je 40 K kg mol1. Vypočítejte molární hmotnost přidané sloučeniny. (180 g moľ1)
4. Kryoskopická konstanta cyklohexanu (M(CeHi2) = 84,16 g moľ1) je 20,8 K kg moľ1 a jeho teplota tání 6,59 °C. Vypočítejte jeho molární entalpii tání. (2,632 kJ mol1)
5. Ve speciálním přístroji byl při 25 °C měřen osmotický tlak roztoku polystyrenu v toluenu. Proti čistému toluenu vystoupila hladina roztoku o koncentraci 6,613 g dm3a hustotě 1,004 g cm"3 výše o 1,91 cm. Tíhové zrychlení je 9,81 m s"2. Vypočítejte molární hmotnost polystyrenu. (87,15 kg mol1)
6. Při měření rovnováhy mezi kapalnou a plynnou fází roztoku aceton-methanol při teplotě 57,2 °C a tlaku 101,325 kPa byl molární zlomek acetonu 0,400 v kapalné fázi a 0,516 v plynné fázi. Tlak par čistého acetonu je 105,0 kPa a tlak par čistého methanolu 73,5 kPa. Vypočítejte aktivitu a aktivitní koeficient obou složek, (aceton: a = 0,498, y = 1,247; methanol: a = 0,667, y = 1,112)
7. Při teplotě 27 °C je tlak par čisté kapaliny A 76,7 kPa, a čisté kapaliny B 52,0 kPa. Tyto dvě sloučeniny tvoří ideální kapalnou i plynnou směs. Molární zlomek složky A v plynné fázi je 0,350. Vypočítejte celkový tlak par a složení kapalné fáze. (p = 58,6 kPa; x(A) = 0,2674; x(B) = 0,7326)