Сборник задач по физической химии допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР

Download 1,22 Mb.

bet	30/40
Sana	09.07.2022
Hajmi	1,22 Mb.
	#767409
Turi	Сборник задач

1 ... 26 27 28 29 30 31 32 33 ... 40

Bog'liq
Задачи по физ.химии

р, мм рт. ст.
а, мг{г
24	5
98,4	15,4
218	24

Найти постоянные уравнения Лангмюра.
Решение. Как следует из уравнения (2), является угловым коэффициентом прямой, изображающей зависимость ме-
191

р, мм рт. ст.	Р а
24	4,8
98,4	6,39
218	9,08

По данным последней таблицы строим график, отложив на
оси абсцисс р, а на оси ординат —.
а

Как видно из графика (рис. 42),
1 _ 9,08 — 4,8
~Z ~ 218 — 24
Отсюда
Z = 45,3,
1

Следовательно,

Ь =

bZ
_J
4,3-45,3

= 4,3.

= 0,0051.

192

Пример 73. При 22° С поверхностное натяжение воды равно 72,2 дин/см\ поверхностное натяжение 0,1-м раствора олеиново- кислого натрия равно 62 дин!см. Определить адсорбцию олеиновокислого натрия на поверхности раствора.

Решение. Воспользуемся уравнением (4):
С da
~ RT dC
~ da Да
.заменим производную — отношением —, так как по условию

дано только два значения поверхностного натяжения;

Да _ 62 — 72,2
Д С ~ 0,1

— 102.

получим

Для газовой постоянной следует выбрать 8,315-10⁷ эрг/град ■ • моль. После подстановки имеем

0,1-102 . _1П1П , „
а = = 4,16-10¹⁰ моль см*.
8,315-10⁷-295

Пример 74. 1 г угля адсорбирует при насыщении 0,001 моль ускусной кислоты. Определить активную поверхность угля в квадратных метрах на грамм. Плотность безводной уксусной кислоты равна 1,0553 г/см³.
Решение. Примем, что при насыщении уксусная кислота покрывает всю поверхность адсорбента мономолекулярным слоем. Поверхность, занимаемую одной молекулой, определим, зная молекулярный вес уксусной кислоты и ее плотность, следующим образом.
объем 1 моль кислоты

60
1,0553

i

56,87 см³,

объем, занимаемый одной молекулой,

56,87 6,02-Ю²³

= 9,448- 1СГ²³

см³,

поверхность, занимаемая одной молекулой,
(9,448- 10'²³)^L/« = 2,074 • 10~¹⁵ см³.
Поверхность, занимаемая всеми молекулами, содержащимися в 0,001 моль кислоты, будет равна
2,074 • 10-¹⁵ • 6,02 • 10²⁰ = 1,248 • 10^е см² = 124,8 м².
Эта величина и будет активной поверхностью I г угля. Пример 75. Определить длину слоя адсорбента, обеспечивающую разделение двух компонентов, если — 6; Г₂ = 4; ’ Н =
= 0,25 см и критерий разделения К ~

7 К. С. Пономарева

193

р, мм рт. ст.	а моль/е	р, мм рт. ст.	а. моль/г
100	0,150	500	0,550
200	0,275	600	0,620
300	0,380	700	0,685
400	0,470	800	0,745

Ответ: 1,706; 9,56-10^-4. При 155° К С0₂ адсорбируется на слюде, как показано в таблице р, дин/см¹	а. 10¹⁸ мо ль/см*
4,8	1,22
11,9	1,95
20,6	2,55
41,0	3,24
98,0	3,62

Определить постоянные уравнения Лангмюра и адсорбцию С0₂в молях на квадратный сантиметр при дав тении 70 дин/см². Ответ: 4,33-10¹⁰; 0,07; 3-10-ю моль/см².

194

р- 10^е, см рт. ст.	V X0,* см^ш
0,566	10,82
1,05	13,39
4,53	17,17
5,45	17,60
7,91	18,89
10,59	19,60

Поверхность слюды равна 6,24- 10³ см². Определить площадь, приходящуюся на 1 молекулу СО. Ответ: 12,22 А². 486. 25 л1л-0,198-н. раствора СН₃СООН взбалтывались с 3 г угля. После достижения равновесия на титрование 5 мл раствора пошло 11 мл 0,05-н. NaOH. Определить адсорбцию в граммах кислоты на 1 г угля. Ответ; 0,044. 487 Определить поверхностную активность ^перечисленных, ниже кислот, если поверхностное натяжение их 0,12-м. растворов имеет следующие значения, дин/см: Муравьиная 72,6 Уксусная 70,8 Пропионовая 66,2 Масляная 56,0 Изовалериановая 44,7 Поверхностное натяжение воды равно 73 дин/см. Ответ: 3,3; 18,3; 56,7; 141,7; 235,8. В таблице даны значения поверхностного натяжения водно-спиртовых смесей при 22° С. Концентрация спирта, %	с, дин/см
0	72,2
20	40,6
40	31,2
60	27,7
80	25,4
100	22,5

Определить адсорбцию спирта на поверхности 20%- и 80%- ного водного раствора.
От ее т: 7,67 • КН⁰; 4,24 • КН⁰.

С, моль/л	о, дин(см
0,0	73
0,15	65
0,42	57

Определить постоянные ft. и Z уравнения Лангмюра и адсорбцию при С = 0,33 моль/л. Ответ: 5,333; 5,598-10-¹⁰; 3,566- 10-¹⁰. 40 мл СО-2, взятого при нормальных условиях, адсорбируются 1 г угля при 30° С под давлением 600 мм рт. ст. и при 0°С под давлением 173 мм рт. ст. Определить теплоту адсорбции. Ответ: ~~6800~~ кал. Определить теплоту адсорбции окиси азота на фтористом барии на основании следующих данных: —40	°С	0°	С
р, СМ рт* ст.	СМ*	р, см рт. ст.	СМ³
2,66	3,17	5,63	1,81
3,59	3,70	8,39	2,40
5,06	4,40	13,10	3,01
6,45	5,09	18,2	3,73
9,49	6,14	23,4	4,24
12,00	6,70	33,1	5,30
14,2	7,35	40,5	5,86
23,2	8,48	44,4	6,16
26,8	9,07	45,6	6,34
35,7	9,92	61,7	7,30

Ответ: 5300 кал. 492. Температуры кипения некоторых веществ даны ниже, °К: н₂	.... 20,4
N,	.... 77,3
СО	.... 83,1
сн₄ . . .	111,7
со., .	. . . 194,6
MH_S ...	240,0

Определить теплоту адсорбции К₂, СО, СН₄, С0₂ и NH₃ на древесном угле, если теплота адсорбции водорода равна

р, мм рт. ст.	а, мг/г
1	24
2	53
4	96
8	138
10	149
14	164
18	174

Построить график зависимости Л от V и изотерму адсорбции паров бензола при 20° С, если его плотность в жидком состоянии при 20° С равна 0.879 г/см³, а давление насыщенного пара равно 74,66 мм рт. ст.
Ответ: при р = 10 мм рт. ст. а = 76,5 мг/г\ при р = = 18 мм рт. ст. а = 116 .«г/г.

494 Какова должна быть линейная скорость потока проявителя, чтобы данный компонент прошел через детектор за 3 мин., если диаметр колонки равен 5 мм, -длина слоя адсорбции равна 200 см и коэффициент Генри равен 5.
Ответ: ~~5,56~~ см/сек.

Для некоторого вещества, прошедшего через колонку, определены по хроматограмме удерживаемый объем V_e = = 380 см³ и ширина полосы р = 54,9 ши³. Определить коэффициент Генри и число теоретических тарелок. Диаметр .колонки равен 6 мм и длина колонки 177,6 см.

Ответ: 7,57; 383.

На рис. 43 показана проявительная диаграмма для одного вещества. На оси абсцисс отложено время в минутах, от-

197

считываемое с момента введения вещества в колонку с ад сорбентом. По оси ординат — концентрация этого вещества в граммах на миллилитр газа-проявителя. Скорость про-

Рис. 43

хождения газа равна 40 мл/м. Определить по диаграмме количество вещества (в граммах), введенного в колонку.
Ответ: 1,3> 10^⁶ г.

		— ln-^. t C

Download 1,22 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham: