Многокомпонентные системы. Фазовые равновесия. Цыренова С.Б - 29 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Рис. 1 . Зависимость
lgP
насыщенного пара СН
4
от обратной
температуры
432
1022,2
96,0
3
=
==
b
a
tg
α
,
Н
f
= 4322,38,314 = 8,27
кДж/моль.
Этот результат более точен, чем
предыдущий, так как вычислен
на основании пяти опытов
(истинное значение теплоты
испарения метана при
нормальной температуре
кипения 8,19 кДж/моль).
3. Зависимость давления пара (мм рт. ст.) от
температуры для жидкого металлического цинка
выражается уравнением
247,12lg2,1
6697
lg += T
T
P .
Вычислите теплоту испарения (Н
исп
) цинка при
температуре плавления (692,7 К).
Решение: Теплоту испарения цинка при 692,7К
рассчитаем по уравнению (Х1.5) /8/, преобразовав его к
виду
2
ln
RT
dT
Pd
Н
исп
=
.
Дифференцируя уравнение зависимости давления пара
жидкого металлического цинка от температуры
3,2247,12ln2,1
3,26997
ln +
= T
T
P ,
получаем
T
T
dT
Pd 2,13,26997ln
2
= .
Вычисляем Н
исп
при 692б7 К:
Н
исп
= 69972,38,314 – 1,28,314692,7 = 126,887 кДж/моль.
4. Зависимость давления насыщенного пара
муравьиной кислоты (мм рт. ст.) от температуры
выражается уравнением:
для твердой фазы
T
P
3160
486,12lg =
,
для жидкой фазы
T
P
1860
884,7lg =
.
Вычислите координаты тройной точки (тр.т).
Решение. Поскольку для равновесия фаз в тройной
точке справедливо условие
00
твж
РР = , приравниваем друг к
другу приведенные уравнения и вычисляем T
трт
и
0
.ттр
Р :
ттрттр
ТТ
..
1860
884,7
3160
486,12
=
, откуда Т
тр.т
= 282,6 К;
302,1
6,282
1860
884,7lg
.
==
ттр
P ,
откуда
Р
тр.т
= 20 мм рт. ст (2,66610
3
Па).
5. Вычислите теплоту возгонки металлического цинка
если теплота плавления (Н
пл
) при температуре тройной
точки (692,7 К) равна 6,908 кДж/моль, а зависимость
теплоты испарения от температуры описывается
уравнением
Н
исп
= 133738,66 – 9,972 Т (Дж/моль).
Решение. Согласно уравнению
Н
возг
= Н
исп
+ Н
пл
.
Вычисляем Н
исп
:
Н
исп
= 133738,66 – 9,972692,7 = 126,825 кДж/моль.
Вычисляем Н
возг
:
Н
возг
= 126,825 + 6,908 = 133,73 кДж/моль
                                     a       0,96                 Вычисляем ∆Нисп при 692б7 К:
                           tgα = −     =−              = −432 ,
                                     b    2,22 ⋅ 10 −3            ∆Нисп = 6997⋅2,3⋅8,314 – 1,2⋅8,314⋅692,7 = 126,887 кДж/моль.
                                                                       4. Зависимость давления насыщенного пара
                                                                  муравьиной кислоты (мм рт. ст.) от температуры
                          ∆Нf = 432⋅2,3⋅8,314 = 8,27
                                                                  выражается уравнением:
                          кДж/моль.
                                                                                                      3160
                          Этот результат более точен, чем                             lg P = 12,486 −
                          предыдущий, так как вычислен            для твердой фазы                     T ,
  Рис. 1 . Зависимость    на основании пяти опытов                                                  1860
                                                                                     lg P = 7,884 −
            lgP           (истинное значение теплоты              для жидкой фазы                     T .
 насыщенного пара СН4     испарения метана при                    Вычислите координаты тройной точки (тр.т).
      от обратной         нормальной температуре                    Р е ш е н и е . Поскольку для равновесия фаз в тройной
      температуры         кипения 8,19 кДж/моль).
                                                                  точке справедливо условие Рж0 = Ртв    0
                                                                                                           , приравниваем друг к
                                                                                                                   0
                                                                  другу приведенные уравнения и вычисляем Tтр⋅т и Ртр .т :
      3. Зависимость давления пара (мм рт. ст.) от
температуры для жидкого металлического цинка                                     3160             1860
                                                                      12,486 −          = 7,884 −        , откуда Ттр.т = 282,6 К;
выражается уравнением                                                            Т тр.т           Т тр.т
                           6697                                                                         1860
                  lg P = −       − 1,2 lg T + 12,247 .                             lg Pтр.т = 7,884 −         = 1,302 ,
                            T                                                                           282,6
Вычислите теплоту испарения (∆Нисп) цинка при
                                                                  откуда
температуре плавления (692,7 К).
                                                                                  Ртр.т = 20 мм рт. ст (2,666⋅103 Па).
Р е ш е н и е : Теплоту испарения цинка при 692,7К
                                                                     5. Вычислите теплоту возгонки металлического цинка
рассчитаем по уравнению (Х1.5) /8/, преобразовав его к
виду                                                              если теплота плавления (∆Нпл) при температуре тройной
                                                                  точки (692,7 К) равна 6,908 кДж/моль, а зависимость
                                  d ln P  2
                       ∆Н исп =           RT .                  теплоты       испарения       от    температуры      описывается
                                  dT                            уравнением
Дифференцируя уравнение зависимости давления пара                             ∆Нисп = 133738,66 – 9,972 Т (Дж/моль).
 жидкого металлического цинка от температуры                         Р е ш е н и е . Согласно уравнению
                      6997 ⋅ 2,3                                                         ∆Нвозг = ∆Нисп + ∆Нпл.
             ln P = −            − 1,2 ln T + 12,247 ⋅ 2,3 ,
                          T                                       Вычисляем ∆Нисп:
                                                                      ∆Нисп = 133738,66 – 9,972⋅692,7 = 126,825 кДж/моль.
получаем                                                          Вычисляем ∆Нвозг:
                  d ln P 6997 ⋅ 2,3 1,2                                     ∆Нвозг = 126,825 + 6,908 = 133,73 кДж/моль
                        =          −    .
                   dT       T2       T