Файл: LR_T_d_svoistva_rastvorov_neehlektrolitov (1).pdf

и, считая, что из раствора кристаллизуется только чистый компонент В ,

получаем

где хВ - мольная доля растворенного вещества В при образовании насыщенного раствора;

Тплав.В - температура плавления чистого растворенного вещества В; Тр-ра - температура, при которой твердое растворимое вещество В находится в

равновесии с его насыщенным раствором.

Оперируя понятием растворимости, можно определить теплоту и энтропию плавления веществ, что на практике осуществить гораздо легче, чем через прямой процесс плавления, особенно для тугоплавких металлов.

Вещества, обладающие более высокой теплотой плавления, имеют более низкую растворимость, что соответствует тому, что при растворении, и при плавлении разрушается кристаллическая решетка и затрачивается энергия.

Пример решения задач

Определить графически теплоту плавления и температуру плавления параксилола.

Решение: Для графического решения задачи в небольшом интервале температур используем уравнение Шредера в линейном виде (61):

42

продолжаем до пересечения с осью абсцисс в точке М, где ln xпараксилол= 0 и

xпараксилол=1 ,т.е. чистый параксилол. В точке М : 104/Т =104/Тплав. параксилол.

ln xB

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Задача I. 6.1. Температура затвердевания олова 232оС, температура начала затвердевания сплава олово-цинк, содержащего 2 масс% цинка равна 230оС. Определить теплоту плавления олова и составить уравнение зависимости lnxSn от 1/T.

Задача I. 6.2. Насыщенные расплавы хлорида натрия в пирофосфорнокислом натрии при различных температурах содержат:

Определить температуру плавления и теплоту плавления хлористого натрия.

Задача I. 6.4. Приведены данные, найденные при исследовании процесса кристаллизации в системе фенол - сероуглерод в зависимости от температуры:

43

Можно ли считать систему идеальной, если температура плавления фенола 313,1 К, теплота плавления фенола 11411 Дж/моль? Расчеты произвести графически.

Задача I. 6.5. Растворимость твердого кобальта в жидком свинце описывается уравнением:

lg хСo = 810 / Т + 0,456

Определить теплоту и температуру плавления кобальта, а также его растворимость в жидком свинце при 400оС, считая раствор идеальным.

Задача I. 6.6. Составить уравнение зависимости концентрации в мольных долях бромистого алюминия в расплаве с орто-бромнитробензолом от температуры, считая сплав идеальным раствором, если теплота плавления AlBr3 равна 11286 Дж/моль , его температура плавления 98оС. Вычислить концентрацию в насыщенном растворе при 80оС.

Задача I. 6.7. Зная зависимость растворимости фенола в сероуглероде от температуры, определить графически теплоту и температуру плавления фенола ,а также изменение энтропии при плавлении фенола.

Задача I. 6.8. Растворимость твердого хрома в жидком олове от температуры описывается уравнением: lg хСr = 1100 / Т + 0,516

Определить теплоту растворения хрома и энтропию растворения хрома, считая расплав идеальным раствором, а также определить растворимость хрома при 500оС.

Задача I. 6.9. Температура плавления чистой меди равна 1084оС. Раствор Cu2О в меди, содержащий 1,16 масс.% Cu2О, затвердевает при 1076оС. Считая, что молекулярная масса Cu2О в растворе соответствует формуле, определить теплоту плавления меди и составить уравнение зависимости ln хcu от 1/Т.

Задача I. 6.10. Зная зависимость растворимости хлорида кальция в уксусной кислоте от температуры, определить графически теплоту растворения хлорида кальция в уксусной кислоте и изменение энтропии растворения.

44

Задача I. 6.11. Теплота растворения диоксида серы в соляровом масле равна38100 Дж/моль. Определить растворимость SO2 в соляровом масле при 0оС, если при 10оС растворимость составляет 40,6 г/дм3.

Задача I. 6.12. Температура плавления чистого кремния составляет 1693К. Раствор, содержащий 2 мас% алюминия в кремнии начинает кристаллизоваться при температуре 1689 К. Считая данный насыщенный раствор идеальным, определите теплоту плавления кремния и составьте уравнение зависимости ln xSi от 1/Т.

Задача I. 6.13. Рассчитайте температуру, при которой чистый кадмий находится в равновесии с раствором Cd – Bi, мольная доля Cd в котором равна 0,846. Энтальпия плавления кадмия при температуре плавления (321,1оС) равна 6,23 кДж/моль.

Задача I. 6.14. Метан плавится при 90,5 К. Определить теплоту плавления метана, если его растворимость в жидком азоте при 50 К составляет 23 мас.%, и принимая во внимание, что эти вещества образуют идеальный раствор.

45

Задача I. 6.18. Зная зависимость растворимости оксида кремния в хлориде кальция от температуры, определить графически теплоту растворения SiO2 в

Задача I. 6.19. 3 мас.% раствор олова в висмуте при температуре 258оC находится в равновесии с твердым висмутом, температура плавления которого равна 271оС. Считая раствор идеальным, определите теплоту плавления Bi и составьте уравнение зависимости ln xBi от 1/Т.

Задача I. 6.22. Рассчитайте растворимость n-дибромбензола в бензоле при 20 и 40оС, считая, что образуется идеальный раствор. Энтальпия плавления n-дибромбензола при температуре его плавления (86,9оС) равна

13,22кДж/моль.

Задача I. 6.23. Метан плавится при 90,5 К и имеет теплоту плавления 970,7 Дж/моль. Определить растворимость метана в жидком азоте при 78 К, принимая, что эти вещества образуют идеальный раствор и пренебрегая зависимостью теплоты плавления от температуры.

7. Распределение растворенного вещества между двумя

несмешивающимися растворителями.

Если к системе из двух взаимно нерастворимых или ограниченно растворимых жидкостей добавить третье вещество, способное в них

46