zadat-fkh
.pdf4.7 Построить кривую адсорбции СО2 на цеолите при 293 К и с помощью графического метода определить константы уравнения Ленгмюра, используя
следующие экспериментальные данные: |
|
|
|
|
Адсорбция, Г·103 , кг/кг |
35,0 |
86,0 |
112,0 |
152,0 |
Равновесное давл., |
|
|
|
|
Р· 10-2, Па |
1,0 |
5,0 |
10,0 |
30,0 |
4.8 Построить кривую адсорбции СО2 на цеолите при 293 К и |
с помощью |
|||
графического метода определить константы уравнения Ленгмюра, используя
следующие экспериментальные данные: |
|
|
|
|
Адсорбция, Г·103 , кг/кг |
152,0 |
174,0 |
178,0 |
188,0 |
Равновесное давл., |
|
|
|
|
Р· 10-2, Па |
30,0 |
75,0 |
100,0 |
200,0 |
4.9 Используя уравнение Ленгмюра, вычислить величину адсорбции азота на цеолите при давлении Р = 2,8 · 102 Па, если Г∞ = 38,9· 10 -3 кг/кг, а
b = 0,156 ·10 -2 .
4.10 По экспериментальным данным адсорбции СО2 на активированном угле определить константы уравнения Ленгмюра, используя которые рассчитать
ипостроить кривую адсорбции: Равновесное давл.,
Р· 10-2, Па |
9,9 |
49,7 |
99,8 |
200,0 |
Адсорбция, Г·103 , кг/кг |
32,0 |
70,0 |
91,0 |
102,0 |
4.11 По экспериментальным данным адсорбции СО2 на активированном угле определить константы уравнения Ленгмюра, используя которые рассчитать
ипостроить кривую адсорбции: Равновесное давл.,
Р· 10-2, Па |
9,9 |
49,7 |
99,8 |
200,0 |
Адсорбция, Г·103 , кг/кг |
32,0 |
70,0 |
91,0 |
102,0 |
4.12По константам уравнения Ленгмюра Г∞ = 182·10 -3 кг/кг, b = 0,1 ·10 -2 Па-1
рассчитать и построить кривую адсорбции СО2 на активированном угле в пределах следующих равновесных давлений газа: от 100·102 до 200·102 Па.
4.13По константам уравнения Ленгмюра Г∞ = 182·10 -3 кг/кг, b = 0,1 ·10 -2 Па-1
рассчитать и построить кривую адсорбции СО2 на активированном угле в пределах следующих равновесных давлений газа: от 200·102 до 400·102 Па.
4.14 При изучении адсорбции СО на угле были получены |
следующие |
|||
данные: |
|
|
|
|
давление, мм рт.ст. |
7,2 |
30,3 |
53,9 |
88,1 |
адсорбция, см3/г |
2,32 |
7,82 |
11,7 |
16,3 |
Определить графическим путем константы уравнения Фрейндлиха.
101
4.15 По изотерме адсорбции окиси углерода на поверхности слюды
величиной S = 6,24·103 см2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
р·103, |
см рт.ст. |
0,566 |
0,756 |
1,10 |
2,28 |
2,30 |
4,53 |
5,45 |
7,13 |
Г·102, |
см3 /г |
10,5 |
11,9 |
13,5 |
14,2 |
14,5 |
16,3 |
16,8 |
16,8 |
Определить площадь, занимаемую одной молекулой этого газа в адсорбционном слое.
4.16 Определить графически константы эмпирического уравнения изотермы адсорбции Фрейндлиха по следующим данным адсорбции окиси углерода на угле:
А, см3/г |
16,2 |
19,4 |
25,7 |
31,7 |
Равновесное давл., |
|
|
|
|
Р, см рт.ст. |
0,6 |
4,0 |
7,2 |
11,7 |
4.17 Определите графически константы эмпирического уравнения изотермы адсорбции Фрейндлиха по следующим данным адсорбции окиси углерода на угле:
А, см3/г |
34,7 |
37,6 |
43,4 |
49,3 |
Равновесное давл., |
|
|
|
|
Р, см рт.ст. |
14,8 |
18,7 |
28,2 |
44,2 |
4.18 Построить кривую адсорбции СО2 на активированном угле при 231 °С и определить константы эмпирического уравнения Фрейндлиха, используя следующие экспериментальные данные:
Адсорбция, Г·103 кг/кг |
32,3 |
66,7 |
96,2 |
117,2 |
Равновесное давл., |
|
|
|
|
Р· 10-2, Па |
10,0 |
44,8 |
100,0 |
144,2 |
4.19 Построить кривую адсорбции СО2 на активированном угле при 231 °С и определить константы эмпирического уравнения Фрейндлиха, используя
следующие экспериментальные данные: |
|
|
||
Адсорбция, Г·103 кг/кг |
96,2 |
117,2 |
145,0 |
177,0 |
Равновесное давление, |
|
|
|
|
Р· 10-2, Па |
100,0 |
144,2 |
250,0 |
452,0 |
4.20 Используя константы эмпирического уравнения Фрейндлиха К = 1,6·10-3 и 1/n = 0,48, построить кривую адсорбции СО2 на активированном угле при 271 °С в интервале давлений от 2·102 до 30·102 Па.
4.21 По изотерме адсорбции окиси углерода на поверхности угля получены следующие результаты:
102
Р, мм рт.ст. |
7,3 |
30,4 |
54,0 |
88,2 |
Адсорбция, см3/г |
2,34 |
7,84 |
11,9 |
16,5 |
Определить графическим путем из этих данных константы в уравнении Фрейндлиха.
4.22 Определить графически |
константы в уравнении изотермы адсорбции |
|||
Фрейндлиха, если: |
|
|
|
|
С, ммоль/см3 |
0,018 |
0,031 |
0,062 |
0,126 |
х/m |
0,467 |
0,624 |
0,801 |
1,11 |
4.23По уравнению Фрейндлиха вычислить равновесную концентрацию уксусной кислоты, если 1 г угля адсорбирует 3,76 ммолей уксусной кислоты,
К = 2,82; n = 2,44.
4.24Какова площадь, приходящаяся на одну молекулу изомасляной кислоты
на поверхности раздела водный раствор - воздух, |
если |
Г∞ = 5,42·10-9 |
кмоль/м2 . |
|
|
4.25 Определить площадь, приходящуюся на одну молекулу в насыщенном адсорбционном слое анилина на поверхности его водного раствора, если Г∞ = 6,0·10-9 кмоль/м2 .
Задача 5
5.1Напишите формулу мицеллы гидрозоля SiО2. Какой знак заряда имеет частица? Какие противоионы составляют диффузный слой?
5.2Напишите формулу мицеллы золя AgI c положительно заряженной частицей. Определите тип коагуляции при добавлении к золю раствора KCl
иNaNO3.
5.3Напишите формулу мицеллы золя AgI c отрицательно заряженной частицей. Определите тип коагуляции при добавлении к золю раствора
Pb(NO3) 2 и KCl.
5.4Напишите формулу мицеллы золя AgСI c положительно заряженной частицей. Определите тип коагуляции при добавлении к золю раствора NaBr
иKNO3.
5.5Напишите формулу мицеллы золя AgСI c отрицательно заряженной частицей. Определите тип коагуляции при добавлении к золю раствора NaI и
AgNO3.
5.6 Напишите формулу мицеллы золя PbSO4 c положительно заряженной частицей. Определите тип коагуляции при добавлении к золю раствора NaI и NaNO3.
103
5.7Напишите формулу мицеллы золя PbSO4 c отрицательно заряженной частицей. Определите тип коагуляции при добавлении к золю раствора
Pb(NO3)2 и CH3COONa.
5.8Напишите формулу мицеллы золя, полученного добавлением к 10 мл
0,02 н. раствора КI 0,5 мл 0,2-%-ного раствора Нg(NО3)2. Плотность раствора Нg(NО3)2 принять за 1.
5.9Смешали 1·10-6 м3 0,005 н. раствора FeCl3 и 3·10-6 м3 0,005 н. раствора К4Fe(СN)6. Определить знак заряда частиц золя. Написать формулу мицеллы.
5.10Смешали 3·10-6 м3 раствора FeCl3 и 1·10-6 м3 раствора К4Fe(СN)6. Оба раствора имели концентрацию 0,005 н. Определить знак заряда частиц золя. Написать формулу мицеллы.
5.11Какой объем 0,005 н. раствора Ag NО3 надо прибавить к 10 мл 0,03 н. КI, чтобы получить положительный золь AgI? Написать формулу мицеллы.
5.12Золь PbI2 получен смешением равных объемов 0,005 н. раствора
Pb(NО3)2 и 0,008 н. раствора NаI. Определить знак заряда частиц золя. Написать формулу мицеллы.
5.13Золь PbI2 получен смешением равных объемов 0,004 н. раствора Pb(NО3)2 и 0,007 н. раствора КI. Определить знак заряда частиц золя. Написать формулу мицеллы.
5.14Золь PbI2 получен смешением равных объемов 0,003 н. раствора Pb(NО3)2 и 0,009 н. раствора КI. Определить знак заряда частиц золя. Написать формулу мицеллы.
5.15Золь PbSO4 получен смешением равных объемов 0,003 н. раствора Pb(NО3)2 и 0,008 н. раствора NаI. Определить знак заряда частиц золя. Написать формулу мицеллы.
5.16Какие объемы 0,037-%-ного раствора КCl и 0,001 н. раствора
AgNО3 надо смешать, чтобы получить незаряженные частицы золя AgСI? Плотность раствора КCl принять за 1.
5.17Какие объемы 0,037-%-ного раствора КCl и 0,001 н. раствора
AgNО3 надо смешать, чтобы получить отрицательно заряженные частицы золя AgСI? Плотность раствора КCl принять за 1.
104
5.18Какие объемы 0,01 н. раствора Ag NО3 и 0,29-%-ного раствора NаCl надо смешать, чтобы получить незаряженные частицы золя AgСI? Плотность раствора NаCl принять за 1.
5.19Какие объемы 0,01 н. раствора Ag NО3 и 0,29-%-ного раствора NаCl надо смешать, чтобы получить отрицательно заряженные частицы золя AgСI? Плотность раствора NаCl принять за 1.
5.20Золь сернокислого бария получен смешением равных объемов
растворов Ва(NО3)2 и Nа2SO4. Одинаковы ли исходные концентрации растворов, если в электрическом поле частицы движутся к отрицательному электроду?
5.21Какой объем раствора NаNО3 (С= 0,3 моль/л) был добавлен к 80 мл золя Аs2S3, если порог коагуляции NаNО3 равен 40 ммоль/л?
5.22Определить знак заряда частиц золя AgI, если пороги коагуляции
электролитов (ммоль/л): γ NаCl = 258; |
γ NаNО3 = 262; |
γ Ва(NО3)2 = 6,0; |
γ Sr(NО3)2 = 7,0; γА1(NО3)3 = 0,067. |
|
|
5.23Какой объем раствора Аl2(SO4)3 концентрации 0,01 кмоль/м3 требуется для коагуляции 10-3 м3 золя Аl(OН)3? Порог коагуляции γ = 96·10-6 кмоль/м3.
5.24Для коагуляции 10·10-6 м3 золя AgI требуется 0,45·10-6 м3 раствора Ва(NО3)2. Концентрация электролита равна 0,05 кмоль/м3. Рассчитать порог коагуляции золя.
5.25Какое количество электролита К2СrО4 нужно добавить к 1·10-6 м3 золя Al2O3, чтобы вызывать коагуляцию? Концентрация электролита равна 0,01
кмоль/м3, порог коагуляции γ = 0,63·10-3 кмоль/м3.
5.26Во сколько раз уменьшится порог коагуляции золя, если для коагуляции вместо 0,5 кмоль/м3 NаCl (его требуется 1,2·10-6 м3 на 10·10-6 м3 золя)
использовать 0,036·10-6 кмоль/м3 МgCl2 (0,4·10-6 м3 на 10·10-6 м3 золя) и 0,01 кмоль/м3 AlCl3 (0,1·10-6 м3 на 10·10-6 м3 золя)?
5.27Как изменится порог коагуляции, если для коагуляции 10·10-6 м3 золя
AgI вместо 1,5·10-6 м3 КNО3 концентрации 1 кмоль/м3 взять 0,5·10-6 м3 Са(NО3)2 концентрации 0,1 кмоль/м3 или 0,2·10-6 м3 Al(NО3)3 концентрацией
0,01 кмоль/м3.
105
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Таблица – А1 Атомные теплоемкости некоторых элементов для расчета теплоемкости сложного вещества по правилу Неймана-Коппа
Элемент |
Ср, Дж/моль К |
Элемент |
Ср, Дж/моль К |
С |
7,53 |
O |
16,74 |
Н |
9,62 |
F |
20,92 |
В |
11,30 |
P |
22,59 |
Si |
15,90 |
S |
22,59 |
Таблица – А2 Энергии разрыва некоторых химических связей
Связь |
Молекула |
Е, кДж/моль |
||||
C-Br |
Алкилбромиды |
264,8 |
||||
C-Cl |
Алкилхлориды |
318,0 |
||||
|
|
|
|
|
CCl4, CНCl3, |
317,1 |
|
|
|
|
|
CОCl2 |
311,3 |
C-I |
Алкилиодиды |
197,5 |
||||
C-C |
Алканы, |
331,8 |
||||
|
|
|
|
|
RCHO, RCOR, |
350,6 |
|
|
|
|
|
бензольное кольцо |
487,0 |
С═С |
Алкены |
587,9 |
||||
c |
|
|
C |
Алкины |
823,0 |
|
|
|
|||||
|
|
|||||
|
|
|||||
С-Н |
Алканы |
413,0 |
||||
|
|
|
|
|
Алкены |
415,9 |
|
|
|
|
|
Алкины, НСN, CHCl3 |
402,9 |
|
|
|
|
|
Бензол |
421,3 |
С-N |
Амины, нитроалканы |
275,7 |
||||
C |
|
|
N |
НСN |
870,0 |
|
|
||||||
|
|
|||||
|
|
|||||
С-О |
Спирты, простые эфиры |
333,0 |
||||
С═О |
RCHO, RCOR |
705,8 |
||||
|
|
|
|
|
CO2 |
799,1 |
|
|
|
|
|
CO |
1070 |
N-H |
Амины, NН3 |
384,9 |
||||
N-N |
N2O4 |
177,8 |
||||
N═O |
Нитроалканы |
685,8 |
||||
|
|
|
|
|
NO |
625,0 |
О-Н |
Спирты |
438,9 |
||||
|
|
|
|
|
Н2О |
457,7 |
О-О |
Н2О2 |
139,3 |
||||
S-H |
H2S |
363,2 |
||||
С-С* |
С2 (газ) |
594,0 |
||||
Сгр → Сгаз + 716,67
*Энергия разрыва связей других двухатомных молекул
106
ЛИТЕРАТУРА
1.Кудряшов И. В. Сборник примеров и задач по физической химии: учеб. пособие для хим.-технол. спец. вузов/ И. В. Кудряшов, Г. С. Каретников .- М.: Высшая школа, 1991.- 527 с.
2.Стромберг А. Г. Сборник задач по химической термодинамике: учеб. пособие для хим. и хим.-технол. спец. вузов /А. Г. Стромберг, Х. А. Лельчук, А. И. Картушинская .- М.: Высшая школа, 1985.- 192 с.
3.Краткий справочник физико-химических величин/под ред. А.А.Равделя.-
Л.: Химия, 1983.- 232 с.
107
СОДЕРЖАНИЕ
1.Первое начало термодинамики………………………………….. 3
2.Второе начало термодинамики …………………………………. 17
3.Химическое равновесие …………………………………………30
4.Фазовое равновесие ………………………………………………48
5.Растворы ………………………………………………………….52
6.Электрохимия …………………………………………………… 67
7.Кинетика ………………………………………………………….77
8.Поверхностные явления и дисперсные системы ………………91
108