Zjazd 6 1 rozwiązanie 1




Pobierz 90.65 Kb.
NazwaZjazd 6 1 rozwiązanie 1
Data konwersji08.12.2012
Rozmiar90.65 Kb.
TypDokumentacja

ZJAZD_6_1 rozwiązanie 1


1.W temperaturze 20C 1,405-molowy roztwór AgNO3 ma gęstość 1,194 g/cm3.

Przeliczyć podane stężenie na procentowe, molalne ( w molach na kilogram rozpuszczalnika )

i wyrażone w ułamkach molowych.

1.1 Ile waży 1 litr roztworu o gęstości 1,194g/cm3 ?



1.2 Ile waży zawarty tam AgNO3 ( ms )?



1.3 Obliczam stężenie procentowe roztworu.



1.4 Ile wody znajduje się w 1 litrze roztworu?



1.5 Obliczam stężenie molalne - ile moli AgNO3 przypada na 1000g wody

( użyję na oznaczenie tego stężenia symbolu m, chociaż powyżej symbol ten oznaczał masę ).



1.6 Ile moli wody znajduje się w 1 litrze roztworu?



1.7 Obliczam ułamek molowy AgNO3 w roztworze.



ZJAZD_6_1 rozwiązanie 2

2. W temperaturze 20C wodny roztwór HBr, w którym xHBr= 0,25 ma gęstość 1,679 g/cm3.

Podać stężenie roztworu w procentach wagowych, stężenie molowe

i molalne ( w molach na kilogram rozpuszczalnika )


2.1 Ile waży HBr zawarty w 1 molu roztworu?



2.2 Ile waży woda zawarta w 1 molu roztworu?



2.3 Obliczam stężenie HBr w procentach wagowych.



2.4 Jaką objętość zajmuje 1 mol roztworu?



2.5 Obliczam stężenie molowe ( w molach HBr na litr roztworu ).



2.6 Obliczam stężenie HBr w molach na kg wody ( molalne ).

( użyję na oznaczenie tego stężenia symbolu m, chociaż powyżej symbol ten oznaczał masę ).



ZJAZD_6_1 rozwiązanie 3

3. Gęstość roztworu wodnego zawierającego 30% wag. amoniaku wynosi 0,8951 g/cm3 .

Cząstkowa molowa objętość wody jest równa 18 cm3/mol. Obliczyć cząstkową molową objętość amoniaku w tym roztworze.

3.1 Ile moli amoniaku znajduje się w 100g roztworu?



3.2 Ile moli wody znajduje się w 100g roztworu?



3.3 Jaką objętość zajmuje 100g roztworu?



3.4 Obliczam molową cząstkową objętość amoniaku w 30%-wym roztworze.



ZJAZD_6_1 rozwiązanie 4

4. Obliczyć gęstość d wodnych roztworów metanolu(1) o stężeniach 20%, 40%, 60%, korzystając

% wag.(1)





d

VM

0

18,1 cm3/mol




0,9971 g/cm3




20

18,0 cm3/mol

37,8 cm3/mol







40

17,5 cm3/mol

39,0 cm3/mol







60

16,8 cm3/mol

39,8 cm3/mol







100




40,7 cm3/mol

0,7859 g/cm3




z molowych cząstkowych objętości składników oraz .

Obliczyć objętości mieszania VM dla roztworów o stężeniach 20%, 40%, 60%.

Oznaczając przez V objętość molową roztworu, a przez x1 ułamek molowy metanolu w roztworze,

wykonać wykres V=f(x1) i zaznaczyć na nim dla roztworu 40% wag. :

- objętość mieszania VM

- molową cząstkową objętość metanolu ,

- molową cząstkową objętość wody

Oszacować brzegowe wartości (dla x1 = 0) i (dla x2 =0)

4.1 Obliczam ilości moli obu składników w 100g roztworu 20%-wego.



4.2 Obliczam objętość 100g roztworu 20%-wego.



4.3 Obliczam gęstość roztworu 20%-wego.



4.4 Obliczam gęstość roztworu 40%-wego w analogiczny sposób.







4.5 Obliczam gęstość roztworu 60%-wego w analogiczny sposób.







4
.6 Obliczam objętość mieszania VM dla roztworu o stężeniu 20%wag.





4.7 Obliczam objętość mieszania VM dla roztworu o stężeniu 40%wag.





4.8 Obliczam objętość mieszania VM dla roztworu o stężeniu 60%wag.





4.9 Obliczam ułamki molowe metanolu kolejno w roztworach 20%, 40%, 60% (zmienna niezależna do

wykresu).







4.10 Obliczam objętości molowe roztworów kolejno 20%, 40%, 60% (zmienna zależna do wykresu).












4.11 Szacuję molową cząstkową objętość metanolu ( ) w roztworze gdy x10

Zakładam, że styczna do krzywej V=f(x1) w punkcie x1=0 pokrywa się z sieczną.

Z podobieństwa trójkątów obliczam odcinek, jaki ta styczna zaznacza na przeciwległym boku wykresu.












4.12 Szacuję molową cząstkową objętość wody () w roztworze, gdy x11

Zakładam, że styczna do krzywej V=f(x1) w punkcie x1=1 pokrywa się z sieczną.

Z podobieństwa trójkątów obliczam odcinek, jaki ta styczna zaznacza na przeciwległym boku wykresu.












ZJAZD_6_1 rozwiązanie 5


5. Utworzono roztwór w temperaturze T z następujących składników: 156g benzenu

i 46g toluenu. Prężności pary nasyconej nad czystym benzenem i nad czystym toluenem

wynoszą w tej temperaturze odpowiednio 0,526 i 0,400 atm. Obliczyć:

- stężenie benzenu w fazie ciekłej w ułamkach molowych,

- prężność par benzenu i prężność par toluenu w fazie gazowej nad roztworem,

- ciśnienie pary będącej w równowadze z tym roztworem,

- skład pary będącej w równowadze z tym roztworem.


Indeksem 1 oznaczam benzen, indeksem 2 oznaczam toluen.


5.1 Obliczam ilości moli składników w roztworze.



5.2 Obliczam ułamek molowy benzenu w fazie ciekłej.



5.3 Obliczam prężność par benzenu nad roztworem w oparciu o prawo Raoulta.



Wykonując takie obliczenie dla innych ułamków molowych benzenu w cieczy (x1 0,1)

otrzymuję funkcję jak na wykresie – linia niebieska.


5.4 Obliczam prężność par toluenu nad roztworem w oparciu o prawo Raoulta.



Wykonując takie obliczenie dla innych ułamków molowych toluenu w cieczy (x1  0,1)

otrzymuję funkcję jak na wykresie – linia czerwona. 5.5 Obliczam ciśnienie całkowite par nad tym roztworem, korzystając z prawa Daltona.



Linia prosta żółta to sumaryczne ciśnienie pary.








5.6 Obliczam ułamek molowy benzenu w fazie gazowej zakładając, że jest to doskonała mieszanina gazów doskonałych.



Na wykresie p=f(y1) przedstawiłam zależność prężności (sumarycznej) od składu pary. Przykładowy punkt to para o zawartości benzenu 0,84 jest parą nasyconą pod ciśnieniem (sumarycznym) 0,501 atm. Inne punkty krzywej wyliczone dla innych roztworów ciekłych (x1=0,2; 0,4; 0,6; 0,8)

Taka jest zależność między składem pary nasyconej a jej całkowitym ciśnieniem. Linia ta – krzywa - może być nazwana linią kondensacji lub linią skraplania.









Łącząc wykres p=f(x1 ) z wykresem p=(y1 ) otrzymujemy diagram równowagi ciecz-para






Pomijam na wykresie linie prężności cząstkowych benzenu (p1) i toluenu (p2). Pozostawiam tylko linię wrzenia p=f(x1) i linię kondensacji p=f(y1).


Ciśnienie całkowite mieści się w zakresie 0,400atm do 0,526 atm.


Prowadząc linię prostą poziomą dla dowolnej wartości ciśnienia - odczytać mogę z wykresu skład cieczy wrzącej pod tym ciśnieniem (np. x1= 0,8) i skład będącej z nią w równowadze pary (np. y1=0,84).








Opisuję pola - zaznaczam, w jakich warunkach jaka faza jest trwała.


Obszar zawarty między liniami jest obszarem współistnienia wrzącej cieczy i pary nasyconej.





ZJAZD_6_1 rozwiązanie 6

6. Temperatura wrzenia roztworu benzen(1) - toluen(2) pod ciśnieniem 450 mmHg wynosi 70C.

W tej temperaturze p1=549 mmHg, p2=205 mmHg. Obliczyć skład cieczy, obliczyć skład pary.

6.1 Wyrażam ciśnienie całkowite jako funkcję składu cieczy .



6.2 Obliczam skład cieczy, nad którą ciśnienie sumaryczne par w temperaturze 70C wynosi 450mmHg.



6.3 Obliczam skład pary, będącej w równowadze

z tą cieczą.







ZJAZD_6_1 rozwiązanie 7

7. Roztwór doskonały A + B wrze pod ciśnieniem 1 atm w temperaturze 360K. Obliczyć

skład roztworu i skład będącej z nim w równowadze pary. Entalpia parowania

substancji A w normalnej temperaturze wrzenia ( 350K) wynosi 30kJ/mol.

Entalpia parowania substancji B w normalnej temperaturze wrzenia ( 380K) wynosi 40kJ/mol.


7.1 Obliczam prężność pary nasyconej substancji A w temperaturze 360K.








7.2 Obliczam prężność pary nasyconej substancji B w temperaturze 360K.






7.3 Wyrażam ciśnienie całkowite jako funkcję składu cieczy .




7.4. Obliczam skład cieczy, nad którą

ciśnienie sumaryczne par w temperaturze

360K wynosi 1atm.





7.5 Obliczam skład pary, będącej w równowadze z tą cieczą.





ZJAZD_6_1 rozwiązanie 8

8. W temperaturze 80C prężność par czystego benzenu wynosi 753 mmHg, a czystego

toluenu 290 mmHg. Obliczyć skład cieczy będącej w równowadze z parą zawierającą

30% molowych benzenu. Pod jakim ciśnieniem układ będzie w stanie równowagi?


Indeksem 1 oznaczam benzen, indeksem 2 oznaczam toluen

8.1 Układam wyrażenie wiążące skład pary ze składem cieczy.





8.2 Obliczam skład cieczy będącej w równowadze z parą o zawartości 30% molowych benzenu.



8.3 Obliczam całkowite ciśnienie pary nad cieczą.






ZJAZD_6_1 rozwiązanie 9

9. Prężności pary nasyconej substancji A i B w temperaturze 50C wynoszą odpowiednio

0,424 atm i 0,800 atm. Zakładając doskonałość roztworu obliczyć:

- ułamek molowy substancji A w cieczy wrzącej w temperaturze 50C pod ciśnieniem 0,533 atm.:

- ułamek molowy substancji A w początkowym kondensacie tej destylacji.






9.1 Wyrażam ciśnienie całkowite jako funkcję składu cieczy .




9.2 Obliczam skład cieczy, nad którą ciśnienie sumaryczne par w temperaturze 50C wynosi 0,533atm.




9.3 Obliczam skład pary, będącej w równowadze z tą cieczą.



Kondensat to para opuszczająca kolbę destylacyjną i skroplona w całości w chłodnicy.

Zawartość substancji A w kondensacie wynosi więc 0,565 uł.mol.



UWAGA: Ciecz o zawartości (1-0,710)=0,29 uł.mol. substancji lotniejszej ( tutaj B) generuje parę

o zawartości tej substancji (1-0,565)=0,435 uł.mol. Oznacza to, że w miarę postępowania destylacji,

w cieczy będzie coraz mniej substancji lotniejszej. Zmieniający się skład cieczy pociąga za sobą zmiany składu pary. Obliczone w zadaniu składy odnoszą się do początkowej chwili destylacji.


ZJAZD_6_1 rozwiązanie 10

10. Substancje A, B i C tworzą roztwory doskonałe. Prężność pary nad roztworem złożonym

z 1 mola A i 3 moli B wynosi 105Pa , natomiast prężność par nad roztworem 2 moli A i 2 moli B jest wyższa niż 105Pa, ale można ją obniżyć do wartości 105Pa wprowadzając do roztworu 6 moli C. Prężność pary nasyconej C w temperaturze 25C wynosi 0,8105Pa . Obliczyć prężność par czystych cieczy A i B zakładając, że wszystkie dane dotyczą tej samej temperatury 25C.

W zadaniu jest mowa o trzech różnych roztworach:

( 1 mol A + 3 mole B ), ( 2 mole A + 2 mole B ), ( 2 mole A + 2 mole B + 6 moli C )

Nadaję tym roztworom kolejne numery 1,2 i 3.

10.1 Obliczam skład roztworu 1.





10.2 Układam wyrażenie wiążące ciśnienie całkowite nad roztworem 1 z jego składem.



a mnożąc obie strony przez 4:



10.3 Obliczam skład roztworu 3.







10.4 Układam wyrażenie wiążące ciśnienie całkowite nad roztworem 3 z jego składem.





10.5 Obliczam prężności par nasyconych substancji A i B z układu dwu równań z dwiema niewiadomymi

(10.2 i 10.4)











10.6 Sprawdzam, czy prężność pary nad roztworem 2 jest rzeczywiście wyższa niż 105 Pa.

Zgadza się.

ZJAZD_6_1 rozwiązanie 11

11. Zmieszano ze sobą 4,5 mola etylobenzenu(1) i 5,5 mola styrenu(2). Układ podgrzano

pod ciśnieniem 50 mmHg do temperatury 62C. Otrzymano układ dwufazowy ciecz-para.

Wyznaczyć składy faz będących w równowadze oraz ilości moli cieczy i pary.

W tej temperaturze p1=60,4 mmHg, p2=42,6 mmHg


11.1 Wyrażam ciśnienie całkowite jako funkcję składu cieczy .









11.2 Obliczam skład cieczy, nad którą ciśnienie sumaryczne par w temperaturze 62C

wynosi 50mmHg.



11.3 Obliczam skład pary, będącej w równowadze z tą cieczą.







11.4 Oznaczam przez nc ilość moli cieczy (jest w tym zarówno etylobenzen - 41,47% molowych

jak i styren - 58,53% molowych.

Oznaczam przez np ilość moli pary (jest w tym zarówno etylobenzen - 50,22% molowych

jak i styren - 49,78% molowych.

Stosując powyższe oznaczenia układam układ dwu równań z dwiema niewiadomymi nc i np .



Pierwsze równanie oznacza, że ilość moli etylobenzenu ( 4,5 mola) równa się sumie moli etylobenzenu zawartego w fazie ciekłej i w fazie gazowej.



Drugie równanie oznacza, że ilość moli styrenu ( 5,5 mola) równa się sumie moli styrenu

zawartego w fazie ciekłej i w fazie gazowej.

11.5 Rozwiązuję układ równań na przykład metodą podstawienia.











11.6 Sprawdzam łączną ilość moli w układzie.



Zgadza się.


ZJAZD_6_1 rozwiązanie 12

12. Utworzono mieszaninę etylobenzenu(1) i styrenu(2) o średnim składzie x1śr=0,45,

która w temperaturze 62C pod ciśnieniem 50 mmHg rozdzieliła się na dwie fazy

(ciecz i parę). W tej temperaturze p1=60,4 mmHg, p2=42,6 mmHg.

Obliczyć stosunek ilości moli tych faz.

12.1 Wyrażam ciśnienie całkowite jako funkcję składu cieczy .









12.2 Obliczam skład cieczy, nad którą ciśnienie sumaryczne par w temperaturze 62C wynosi 50mmHg.



12.3 Obliczam skład pary, będącej w równowadze z tą cieczą.






12.4 Oznaczam przez nc ilość moli cieczy (jest w tym zarówno etylobenzen - 41,47% molowych

jak i styren - 58,53% molowych.

Oznaczam przez np ilość moli pary (jest w tym zarówno etylobenzen - 50,22% molowych

jak i styren - 49,78% molowych.

Całkowita ilość moli w układzie to suma ( nc +np )

Stosując powyższe oznaczenia mogę ułożyć dwa równania:.



pierwsze równanie oznacza, że ilość moli etylobenzenu równa się sumie moli etylobenzenu

zawartego w fazie ciekłej i w fazie gazowej.



drugie równanie oznacza, że ilość moli styrenu równa się sumie moli styrenu

zawartego w fazie ciekłej i w fazie gazowej.

12.5 Znajduję stosunek np /nc albo z równania pierwszego, albo z równania drugiego.





UWAGA: Oparta na tym postępowaniu mnemotechniczna reguła nosi nazwę reguły dźwigni.


ZJAZD_6_1 rozwiązanie 13

13. Mieszanina ciekła składa się z 4 moli substancji A i 16 moli substancji B. W temperaturze

320K pA=150 mm Hg, pB=280 mm Hg. Jaka będzie prężność pary w temperaturze 320K,

jeżeli składniki tworzą roztwory doskonałe w całym zakresie stężeń?




13.1 Obliczam ułamek molowy substancji A w fazie ciekłej.



13.2 Obliczam prężność par substancji A nad roztworem w oparciu o prawo Raoulta.



13.3 Obliczam prężność par substancji B nad roztworem w oparciu o prawo Raoulta.



13.4 Obliczam ciśnienie całkowite par nad tym roztworem, korzystając z prawa Daltona.







ZJAZD_6_1 rozwiązanie 14 (dotyczy wykładu 7_2)

14. Mieszanina ciekła składa się z 4 moli substancji A i 16 moli substancji B. W temperaturze

320K pA=150 mm Hg, pB=280 mm Hg. Jaka będzie prężność pary w temperaturze 320K,

jeżeli ciecze nie mieszają się?


14.1 Ile wynosi prężność par substancji A nad mieszaniną dwu cieczy?



14.2 Ile wynosi prężność par substancji B nad mieszaniną dwu cieczy?



14.3 Obliczam ciśnienie całkowite par nad układem dwu cieczy..










Opracowanie: dr inż. Bernadeta Andruszkiewicz

Dodaj dokument na swoim blogu lub stronie

Powiązany:

Zjazd 6 1 rozwiązanie 1 iconRozwiązanie

Zjazd 6 1 rozwiązanie 1 iconProszę o rozwiązanie: 1

Zjazd 6 1 rozwiązanie 1 iconRozwiązanie: Klimat I

Zjazd 6 1 rozwiązanie 1 iconRozwiązanie: Klimat I

Zjazd 6 1 rozwiązanie 1 iconPrzykładowe rozwiązanie kazusu

Zjazd 6 1 rozwiązanie 1 iconKonstruktywne rozwiązanie konfliktu

Zjazd 6 1 rozwiązanie 1 iconPozew o rozwiązanie przysposobienia

Zjazd 6 1 rozwiązanie 1 iconRozwiązanie stosunku pracy

Zjazd 6 1 rozwiązanie 1 iconO rozwiązanie spóŁki jawnej

Zjazd 6 1 rozwiązanie 1 iconRozwiązanie stosunku pracy

Umieść przycisk na swojej stronie:
Rozprawki


Baza danych jest chroniona prawami autorskimi ©pldocs.org 2014
stosuje się do zarządzania
Rozprawki
Dom