13.07.2015 Views

Rešenje

Rešenje

Rešenje

SHOW MORE
SHOW LESS

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.

Zadatak 1.• U sistemu koji se sastoji od vodenograstvora etanola u ravnoteži sa komadimaleda odrediti broj faza (P), brojkomponenata (C) i broj stepeni slobode(F):P= 2 (led i rastvor)C= 2 (voda i etanol)F= 2 (temperatura i sastav)


Zadatak 2.• Odrediti makimalni broj stepeni slobodeu sistemima koji sadrže jednu, dve i trikomponente.C=1, P=1, F=2C=2, P=1, F=3C=3, P=1, F=4


Zadatak 3• Odrediti maksimalan broj faza koje semogu naći u ravnoteži u sistemu kojisadrži vodu i šećer.0=2-P+2 P=4


Zadatak 4• Koliko komponenata, faza i stepenislobode ima u ravnotežnim sistemima:• a) CaCO 3 (č)=CaO(č)+CO 2 (g)• b) N 2 O 4 (g)=2NO 2 (g)<strong>Rešenje</strong>:a) C=2, P=3, F=1b) C=1, P=1, F=2


Zadatak 5.Šta se dešava ako se uzorak CO 2 u početku na1,0 atm i 298 K izloži sledećim promenama:– izobarsko zagrevanjedo 310K– izotermsko sabijanje do100 atm– izobarsko hlañenje do210 K– izotermsko širenje do 1atm– izobrsko zagrevanje do298 K• Prikazati promene nadijagramu i objasniti ih.


Zadatak 6.Na sledećem faznom dijagramu, koji je iskaz pogrešan:PABCDEa)Tačka A odgovara koegzistenciji čvrste i tečne fazeb)Tačka B odgovara kritičnoj tačkic)Tačka D odgovara koegzistenciji tri faze u ravnotežid)Kretanje od E do C odgovara kompresiji iizaziva kondenzacijue)Gustina čvrste faze je manja od gustine tečneT


7. Na dijagramu faza označiti:-oblast gasovite faze-oblast tečne faze-oblast čvrste faze-krivu napona pare (1)-krivu sublimacije (2)-krivu tačke topljenja (3)-trojnu tačku (4)-kritičnu tačku (5)-oblast superkritičnog fluidaČ(3)T(5)(1)SKF(4)G(2)


Zadatak 8.• Ako 0,1 g nepoznatog čistog proteinarastvorenog u 50 g vode, snizi tačkumržnjenja vode za 0,000267 K, naćimolarnu masu proteina (u g/mol) ako serastvor ponaša idealno i ako se zna da jekrioskopska konstanta vode 1,86 K kg/mol


<strong>Rešenje</strong>:∆T= k0,1gMg / molfm m =0,000267K= 1,436 ⋅101,86 Kkg / mol: 50g= 1,436 ⋅10−4−4mol / kg:1000 M = 1,393 ⋅104g/mol


Zadatak 9.• 1,25% rastvor supstancije nepoznatemolarne mase, u benzenu kao rastvaraču,ima napon pare 752,4 mmHg na 80 o C itačku ključanja 80,25 o C. Normalna tačkaključanja benzena je 80 o C. Izračunatimolarnu masu i specifičnu toploturastavaranja benzena čija je molarnamasa 78 g/mol.


<strong>Rešenje</strong>:• Relativno sniženje napona pare je:molgmolgMnnn/97,660,01281,250,01287898,750,01760752,47602222 ===+==−gJlgmolKKKmolJmnTRTlispoisp/537,698,750,012810000,251000353,15/8,31410001000221221=⋅⋅⋅⋅=⋅∆=


Zadatak 10.• Na 300K pritisak pare razblaženograstvora HCl u GeCl 4 je sledeći:• x(HCl) 0,005 0,012 0,019• p/kPa 32,0 76,9 121,8• Pokazati da se rastvor pokoravaHenrijevom zakonu u ovoj oblastikoncentracija i izračunati Henrijevukonstantu na 300K.


Zadatak 10.<strong>Rešenje</strong>:Proveriti da li je x 2 /p 2 konstantno:x 0,005 0,012 0,01p/kPa 32 76,9 121.8x/p 1,56⋅10 -4 1,56⋅10 -4 1,56⋅10 -4Znači Henrijeva konstanta je približno 1,56·10 -4 kPa -1 .


Zadatak 11.• Koncentracija kiseonika u vodi, potrebnaza održavanje aerobnog podvodnog životaje oko 4mg/L. Koliki treba da je minimalniparcijalni pritisak kiseonika u atmosferi dabi se ostvarila ova koncentracija. Henrijevakonstanta za kiseonik na 298K je1,3⋅10 -2 mol/m 3 kPa


<strong>Rešenje</strong>:[ ] [ ][ ]kPam kPamolmmolkOPmmolmolgLgOkPOOO9,6/101,3324324/32/1043232332222=⋅===⋅==−−


Zadatak 12.1. Na 90 o C napon pare toluena je 400 torr ao-ksilena 150 torr. Koji je sastav tečnesmeše koja ključa na 90 o C i pritisku od0,5 atm? Koji je sastav nastale pare?<strong>Rešenje</strong>:xT=p − pp − p0t0k0k=380 −150400 −150=0,92x't=xtpp0t=0,92 ⋅ 400380=0,968


Zadatak 13.1. Napon pare čiste tečnosti A na 300 K je575 torr a čiste tečnosti B je 390 torr.Ova dva jedinjenja grade idealnu smešuu tečnom i gasnom stanju. Razmotritiravnotežni sastav smeše u kojoj jemolska frakcija komponente A u pari0,35. Izračunati ukupni pritisak (u Pa) isastav tečne smeše.


<strong>Rešenje</strong>:kPatorrpppxppppxpxxBBAAAABABAA58,61133,322440440)(0,268)(000000,0,=⋅==+−==+−=


Zadatak 14.• Dva suda 1 i 2 koji sadrže po 50 mL rastvorauree koncentracije 0,1 i 0,2M, su stavljeni podstakleno zvono na 298K. Urea nije isparljiva,pretpostaviti idealno ponašanje rastvora.• a) Posle dostizanja ravnoteže, koje suzapremine rastvora 1 i 2 (gustina vode irazblaženog rastvora je 1g/mL).• b) Izračunati molsku frakciju uree u rastvorima 1i 2 u ravnoteži• c) Izračunati razliku izmeñu hemijskogpotencijala vode u rastvoru 1 i u čistoj vodi.


<strong>Rešenje</strong>:mLVmLVmLymLgyVmLgyV66,6733,3316,675016,671180,010,011180,0050,00521 ==−==⋅++=⋅−+0,00271833,330,0050,00521 =+== ssxx1 20,1M 0,2Ma)b)c)molJmolKJKxxxRTOHOHureaOHOHOHOH/6,7ln 0,9973/8,3142980,99731ln00222222= −⋅=−=−=+=µµµµUspostavila se ravnoteža


Zadatak 15.• Dva vodena rastvora uree imaju osmotskepritiske 2,4 atm i 4,6 atm na izvesnojtemperaturi. Koliki je osmotski pritisakrastvora pripremljenog mešanjem jednakihzapremina ova dva rastvora na istojtemperaturi?


Zadatak 16.• Tečnosti A i B grade idealan rastvor. Parasmeše koja sadrži 40mol% A je smeštena ucilindar sa klipom na konstatnoj temperaturi.Sistem se zatim polako komprimuje nakonstantnoj temperaturi T. Ako napon čistetečnosti A iznosi 0,4atm a tečnosti B je 1,2atm,izračunati a) ukupni pritisak pri kome tečnostpočinje da se kondenzuje i sastav tečnosti. b)Izračunati sastav rastvora čija je normalna tačkaključanja T.


<strong>Rešenje</strong>:• Na početkukondenzacije x A ’=0,4tj.:pA000,4 = Ptot= pAxA+ (1 − xA)pB= 1,2 − 0,8xAxAPtotP tot= 1 ,2 − 0,8 ⋅0,67= 0, 664atm=0,671 1,2 − 0,8 ⋅ x Ax ==A0,25


<strong>Rešenje</strong> 17:• Tečnosti A i B grade idealan rastvor.Na50 o C ukupni napon pare rastvora koji sesastoji od 1 mola A i 2 mola B je 250mmHg; dodatkom 1 mola A u rastvor,napon pare raste do 300 mmHg.Izračunati p Ao i p Bo.


<strong>Rešenje</strong>:250p0B=13p0A+23= 150mmHgp0Bip300oA==12p0A+12450mmHgp0B


Zadatak 18.• Dva su rastvora komponenti A i B. Prvisadrži 1 mol A i 3 mola B a ukupni pritisakje 1 atm. Drugi sadrži 2 mola A i 2 mola B,njegov napon pare je veći od 1 atm, alimože biti smanjen do 1 atm dodatkom 6molova C. Napon pare čistog C je 0,8atm.Izračunati napona pare čistih A i B.


<strong>Rešenje</strong>:atmpatmppppppppppABBACBABABoA1,90,72,45535151134434110000000000==++=++=+=+=


Zadatak 19.• Tečnosti A i B grade idealan rastvor. Ako rastvorsadrži 25mol% A, a para u ravnoteži sarastvorom na 25 o C sadrži 50mol% A, izračunatiodnos napona pare čistog A i B• <strong>Rešenje</strong>:nn'A'B'= x 0,5 0,25⋅popoA= =A Ax'0,5 0,75⋅popoBB B=0,750,25=3


Zadatak 20.• Napon pare vode na 10 atm je 31 mmHgna 25 o C. Koliko NaCl treba dodati u 55,5mola vode na 25 o C tako da napon parerastvora pri ritisku od 10atm bude 30mmHg (pretpostaviti da NaCl iako potpunodisosovan daje idealan rastvor).


<strong>Rešenje</strong>• Relativno sniženje napona pare rastvarača nadrastvorom u odnosu na čist rastvarač je:pno12−po1p1== 0,902x231−3031=0,0320,016=n2n2+ 55,5Molska frakcija NaCl je 0,016 pošto svaki molekul disosujena dva jona (dve čestice).


Zadatak 21.• Kada smeša vode i hlorbenzena(meñusobno ne mešljivi) destiluje prispoljašnjem pritisku od 740,2 mmHg,smeša ključa na 90,3 o C kada je naponpare vode 530,1 mmHg. Izračunatiprocenat hlorbenzena u destilatu(M hb =112g/mol)


<strong>Rešenje</strong>• Napon pare hlorbenzena je:pohb='n740 ,2 − 530,2 = 210,1mmHg'nhbv=210,1530,2=0,396U 100 g vode ima 5,56 molova pa je broj molovahlorbenzena:'nhb = 0,396 ⋅5,56= 2,2 mhb= 2,2 ⋅112= 246, 6g246 ,6 / 346,6 = 0,71 =71%


21. Razmotriti fazni dijagram na slici i odgovoriti na pitanja;:a) Šta predstavlja ovaj fazni dijagram?b) Oblast I sadrži:c) Oblast II sadrži:d) Oblast III sadrži:e) Oblast IV sadrži:f) Oblast V sadrži:g) Oblast VI sadrži:h) Oblast VIIsadrži: i) Broj eutektičkih tački je:j) Formula nagrañenog jedinjenja je:


21. Razmotriti fazni dijagram na slici i odgovoriti na pitanja:a) Šta predstavlja ovaj fazni dijagram? Ravnotežu komponenti A i Bi jedinjenja sa kongruentnom tačkom topljenjab) Oblast I sadrži:čvrsto A i jedinjenjec) Oblast II sadrži:čvrsto A i tečnu smešuDEd) Oblast III sadrži:čvrsto jedinjenje i tečnu smešuCe) Oblast IV sadrži:čvrsto jedinjenje i čvrsto Bf) Oblast V sadrži:čvrsto jedinjenje i tečnu smešug) Oblast VI sadrži:čvrsto B i tečnu smešuh) Oblast VIIsadrži:tečnu smešu i) Broj eutektičkih tački je:dveC i E j) Tačka D je kongruentna tačka topljenja jedinjenjak) Formula nagrañenog jedinjenja je: A 2 B


22. Razmotriti dijagram koji opisuje ravnotežu izmeñu čvrstei tečne faze za binarnu smešu koja formira jedinjenje sa______inkongruentnom tačkom topljenjaNavesti faze koje sadrže pojedine oblasti:Oblast I sadrži___________________________________čvrste i A i jedinjenjeOblast II sadrži___________________________________Čvrste i B i jedinjenjeOblast III sadrži Čvrsto A i rastvorOblast IV sadrži_ Čvrsto jedinjenje i rastvorOblast V sadrži_________________Čvrsto B i rastvorOblast VI sadrži_______________Rastvor-rastop_ Formula nagrañenog jedinjenja je:AB 2


23. Objasniti šta predstavlja sledeći fazni dijagram na slici ukome nema čvrstih faza.TKoja je komponentaisparljivija?AKoje faze sadrži oblast:I gasovituIItečnu+gasovituIIItečnuPp+ttečnostSkicirati zavisnost P=f(x)za ovaj sistem na jednojtemperaturi.para0x B1


24. Fazni dijagram na slici predstavljaravnotežu____________________________________________________Sn, Mg i jedinjenja sa kongruentnom tačkom topljenja__________________________________________________________________Na faznom dijagramu obeležiti pojedine faze.Obeležeti i očitati temperature topljenja i eutektičke tačke.Sastav nagrañenog jedinjenja je: Mg 2SnT(j)=790 o CTečnost (t)t+j(č)t+Mg(č)T(Mg)=650 o Ct+j(č)E 2=590 o CMg(č)+j(č)T(Sn)=250 o CSn(č)+tE 1=200 o CSn(č)+j(č)


25. Za so MX i njene hidrate označiti sve faze i navesti sve fazne transformacije priizotermskom isparavanju na 30 o C rastvora sastava A do suva.1. Rastvor2. Led+rastvor3. Led+MX·6H 2O(č)4. MX ·6H 2O(č)+rastvor5. MX ·6H 2O(č)+rastvor6. MX ·6H 2O(č)+MX ·3H 2O(č)7. MX ·3H 2O(č)+rastvor8. MX ·H 2O(č)+MX ·3H 2O(č)9. MX ·H 2O(č)+rastvor10. MX ·H 2O(č)+MX (č)a b c d e f g


26. Na faznom dijagramu za TiO 2i MnO obeležiti faze, označiti tačke topljenje ieutektičke talke47%


26.<strong>Rešenje</strong>:


27. U trokomponentnom sistemu čiji je fazni dijagram prikazan, krive označavaju:ab -sastav rastvora presićenog NaCl, bc- sastav rastvora presićenog sa Na 2SO 4ikriva dc- sastav rastvora presićenog sa Na 2SO 4⋅10H 2O. Dopuniti dijagram i obeležitifaze u pojedinim oblastima. Objasniti šta se dogaña pri potpunoj dehidrataciji na25 o C sa sistemom označenim tačkom 1 i tačkom 2.27.<strong>Rešenje</strong>:


28. Adsorpcija nekog gasa se može opisati Langmirovomizotermom u kojoj je koeficijent adsorpcije K=0,85kPa -1 na 25 o C.Izračunati ptirisak pri kome će zaposednutost površine biti: a)0,15 i b) 0,95.<strong>Rešenje</strong>:θ =KP ⎛ θ ⎞P = ⎜ ⎟11+KP ⎝1−θ⎠ KP = 0,15 10, 21kPa0,85⋅10,85kPa= −P = 0,95 122, kPa0,05⋅ 0,85kPa= 4−1


29. Neki čvrst uzorak adsorbuje 0,44mg CO kada je pritisakgasa 26kPa i temperatura 300K. Masa gasa koja jeadsorbovana na istoj količini uzorka pri pritisku od 3,0kPa itemperaturi od 300K je 0,19mg. Ovu adsorpciju opisujeLangmirova izoterma. Naći prekrivenost površine na ovimpritiscima.x1/ m θ1P11+KP⎛ x ⎞⎛1P ⎞221= = ⋅( x )x / m θ1P2/ x2P11⎜x⎟⎜2P⎟−−1 1P 1+KP K ==⎝ ⎠⎝⎠⋅222K10,44 3,0⋅ −10,19 26,0 1= ⋅ = 0,19kPa0,44 3,0kPa1−0,19P2−( x1P2/ x2) ⎛ x ⎞ P2−11−⎜⎝ x12⎟⎠−10,19 kPa ⋅ 26kPa0,19 ⋅3θ1== 0,83 θ2= =− 11+0,19 kPa ⋅ 26kPa1+0,19 ⋅ 30,36


30. Izračunati višak površinske koncentracije sumpornekiseline u graničnoj površini faza: 20% rastvor sumpornekiseline u vodi/vazduh, na 18 o C, ako je njen površinski napon75,2·10 -3 N/m, a vode 73,05·10 -3 N/m.<strong>Rešenje</strong>:Γ = −cRT−32γ2−γoc2(75,2 − 73,05) ⋅10N /⋅c2= −⋅8,314Nm/ Kmol ⋅ 291Kc2m−7Γ = −8,88⋅10mol / m2


Pitanja• 1. Koji binerni tečni sistemi pokazuju negativna odstupanja od Raulovogzakona?• 2. Šta predstavlja krioskopska konstanta i koje jedinice ima u SI sistemu?• 3. Uslov za ravnotežu u višekomponentnom višefaznom sistemu je:• _______________________________________________________________•• 4. Broj faza u nekom sistemu je:• 5. Broj komponenata u nekom sistemu je:• 6. Broj stepeni slobode u nekom sistemu je:• 7. Kriva sublimacije ima veći manji (zaokruži tačno) nagib od krive isparavanja.Zašto.• 8. Enantiotropija je:• 9. Monotropija je:• 10. Molarna masa slabo ispraljivog jedinjenja se može odrediti iz:• 11.Nernstov zakon raspodele glasi:• 13. Kongruentna tačka topljenja je:• 14. Najvažnike karakteristike hemisorpcije su:

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!