bai tap hoa ly full

­ Nhiệt phản ứng bằng tổng nhiệt sinh của các chất tạo thành trừ đi tổng nhiệt sinh của các chất tham gia phản ứng.. ΔH phản ứng = ∑ΔHssp - ∑ ΔHstc ­ Nhiệt phản ứng bằng tổng nhiệt chá

BÀI TẬP HOÁ LÝ CƠ SỞ

MỤC LỤC

Chương 1: Nguyên lý I nhiệt động học……… 2

Chương 2: Nguyên lý II nhiệt động học……… 7

Chương 3: Cân bằng hóa học……… 13

Chương 4: Cân bằng pha……… 22

Chương 5: Dung dịch và cân bằng dung dịch - hơi……… 27

Chương 6: Cân bằng giữa dung dịch lỏng và pha rắn 34

Chương 7: Điện hóa học……… 40

Chương 8: Động hóa học………118

Chương 9: Hấp phụ và hóa keo 58

Chương 1

NGUYÊN LÝ I NHIỆT ĐỘNG HỌC

1.1 Nguyên lý I nhiệt động học

1.1.1 Nhiệt và công

Nhiệt và công là hai hình thức truyền năng lượng của hệ Công ký

hiệu là A và nhiệt ký hiệu là Q

V

VPdV Q

1.1.3.3 Quá trình đẳng áp của khí lý tưởng

Từ phương trình trạng thái khí lý tưởng: PV = nRT

Ta có: Ap = PV = nRΔT

ΔUp = Qp – nRΔT

1.1.3.4 Quá trình dãn nở đẳng nhiệt của khí lý tưởng

Biến thiên nội năng khi dãn nở đẳng nhiệt (T = const) khí lý tưởng là bằng không nên:

2 1

1

2 T

T

P

P nRTln V

V nRTln A

Trong đó:

P1: áp suất ở trạng thái đầu

P2: áp suất ở trạng thái cuối

1.1.3.5 Nhiệt chuyển pha

R là hằng số khí lý tưởng và có các giá trị sau:

R = 1,987 cal/mol.K = 8,314 J/mol.K

R = 0,082 lit.atm/mol.K

1 cal = 4,18 J; 1 l.atm = 101,3 J = 24,2 cal

1.2 Định luật Hess 1.2.1 Nội dung định luật

Trong quá trình đẳng áp hoặc đẳng tích, nhiệt phản ứng chỉ phụ thuộc vào trạng thái đầu và trạng thái cuối mà không phụ thuộc vào các trạng thái trung gian

Biểu thức của định luật Hess:

QV = ΔU và Qp = ΔH Trong đó:

1.2.2 Các hệ quả của định luật Hess

­ Nhiệt phản ứng nghịch bằng nhưng trái dấu với nhiệt phản ứng thuận

ΔHnghịch = - ΔHthuận

­ Nhiệt phản ứng bằng tổng nhiệt sinh của các chất tạo thành trừ đi tổng

nhiệt sinh của các chất tham gia phản ứng

ΔH phản ứng = ∑ΔHssp - ∑ ΔHstc

­ Nhiệt phản ứng bằng tổng nhiệt cháy của các chất tham gia phản ứng

trừ đi tổng nhiệt cháy của các chất tạo thành

ΔH phản ứng = ∑ΔHchtc - ∑ ΔHch

Ghi chú: Nhiệt tạo thành tiêu chuẩn (H0298, tt), nhiệt đốt cháy tiêu

chuẩn (H0298,đc) được cho sẵn trong sổ tay hóa lý

1.3 Nhiệt dung

1.3.1 Định nghĩa

­ Nhiệt dung đẳng áp:

P P

p

T

H dP

v

T

U dT

2 1

T

TCdT n

1.3.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến nhiệt dung

Sự phụ thuộc vào nhiệt độ của nhiệt dung được biểu diễn bằng các

công thức thực nghiệm dưới dạng các hàm số:

Cp = a0 + a1.T + a2.T2Hoặc Cp = a0 + a1.T + a-2.T-2

Trong đó: a0, a1, a2, a-2 là các hệ số thực nghiệm có thể tra giá trị của

chúng trong sổ tay hóa lý

1.2.2 Định luật Kirchhoff

Hiệu ứng nhiệt của phản ứng phụ thuộc vào nhiệt độ được biểu diễn

bởi định luật Kirchhoff:

p P

ΔC T

ΔC T

T

T p T

Giải Nhiệt lượng cần cung cấp để làm hóa hơi 10g nước là:

Q = m. = 10 2451,824 = 24518,24 (J) Công sinh ra của quá trình hóa hơi là:

Giải Nhiệt lượng tỏa ra khi ngưng tụ là:

Q = m.ng tụ = 450 (- 539) = - 242550 (cal) Công của quá trình:

nhiệt tạo thành tiêu chuẩn ở 298K của CO và CH3OH(k) bằng 110,5 và

-201,2 kJ/mol Nhiệt dung mol đẳng áp của các chất là một hàm của nhiệt độ:

H0298 = - 201,2 - (-110,5) = - 90,7 (KJ)

Biến thiên nhiệt dung:

Cp = Cp(CH3OH) – Cp(CO) – 2Cp(H2)

= - 67,69 + 94,58 10-3T (J/K) Nhiệt phản ứng ở 500K là :

298 0

dT T 94,58.10 67,69

90,7.10

= - 96750,42 (J)

Ví dụ 4: Cho 100g khí CO2 (được xem như là khí lý tưởng) ở 00C và

1,013.105 Pa Xác định Q, A, ΔU và ΔH trong các quá trình sau Biết Cp =

V nRTln A

1

2 T

273 0,082 44

100

0,2.10 1

273.ln 8,314

PV n.Cp 2 1 

100 0,2.10

1 0,082

273 0,082 44

100 0,2.10

2

2T

P T

Ví dụ 5: Một khí lý tưởng nào đó có nhiệt dung mol đẳng tích ở mọi nhiệt độ

có Cv = 2,5R (R là hằng số khí) Tính Q, A, U và H khi một mol khí này thực hiện các quá trình sau đây:

a Dãn nở thuận nghịch đẳng áp ở áp suất 1atm từ 20dm3 đến 40dm3

b Biến đổi thuận nghịch đẳng tích từ trạng thái (1atm; 40dm3) đến (0,5atm; 40dm3)

c Nén thuận nghịch đẳng nhiệt từ 0,5 atm đến 1 atm ở 250C

Giải

a Dãn nở thuận nghịch đẳng áp (P = const)

Tính công A:

 V V  1  40 20  20  l.atm  P

T

p p

5 , 0 ln 298 314 , 8 1 P

P nRTln A

Q

2

1 T

16057(J) 5

1 400ln 8,314

3 P

P nRTln A

Q

2

1 T

298 0

ĐS: 2,54 kJ

2 Tính ΔH và ΔU cho các quá trình sau đây:

a Một mol nước đông đặc ở 00C và 1 atm;

b Một mol nước sôi ở 1000C và 1 atm

Biết rằng nhiệt đông đặc và nhiệt hóa hơi của 1 mol nước bằng -6,01

kJ và 40,79 kJ, thể tích mol của nước đá và nước lỏng bằng 0,0195 và

0,0180 lit Chấp nhận hơi nước là khí lý tưởng

ĐS: a ΔH = ΔU = -6,01 kJ

b ΔH = 37,7 kJ; ΔU = 40,79 kJ

3 Nhiệt sinh của H2O(l) và của CO2 lần lượt là -285,8 và -393,5 kJ/mol ở

250C, 1 atm Cũng ở điều kiện này nhiệt đốt cháy của CH4 bằng

-890,3 kJ/mol Tính nhiệt tạo thành của CH4 từ các nguyên tố ở điều

Biết nhiệt sinh của H2SO4(l) là -193,75 Kcal/mol và nhiệt hòa tan

H2SO4(l) với 5 mol nước là -13,6 Kcal

ĐS: -207,35 Kcal

7 Cho 100 gam khí nitơ ở điều kiện chuẩn (1atm, 250C), CP(N2) = 3,262

cal/mol.K Tính giá trị của các đại lượng Q, A và U trong các quá

trình sau:

a Nén đẳng tích tới 1,5 atm

b Dãn nở đẳng áp tới thể tích gấp đôi thể tích ban đầu

c Dãn nở đẳng nhiệt tới thể tích 200lít

d Dãn nở đoạn nhiệt tới thể tích 200lít

ĐS: a Qv = 2424 cal; b QP = 8786 cal, AP = 1937 cal

c QT = AT = 1775 cal; d U = A = 1480 cal

ĐS: H0T = -18,22 – 15,36.10-3T + 8.10-6T2 (Kcal)

H0 = -25,58 Kcal 

Trong quá trình thuận nghịch, biến thiên entropy khi chuyển hệ từ

trạng thái 1 sang trạng thái 2 được xác định bằng phương trình:

Entropy được đo bằng đơn vị cal.mol-1.K-1 hay J.mol-1.K-1

2.1.2 Biểu thức toán của nguyên lý II

T

δQ

dS 

­ Dấu “=” khi quá trình là thuận nghịch

­ Dấu “>” khi quá trình là bất thuận nghịch

2.1.3 Tiêu chuẩn xét chiều trong hệ cô lập

Trong hệ cô lập (đoạn nhiệt)

­ Nếu dS > 0 : Quá trình tự xảy ra

­ Nếu dS = 0 hay d2S < 0: Quá trình đạt cân bằng

2.1.4 Biến thiên entropy của một số quá trình thuận nghịch

2.1.4.1 Quá trình đẳng áp hoặc đẳng tích





2 1

T

dT C ΔS

Nếu quá trình đẳng áp:  

2 1

T

T pT

dT C ΔS

Nếu quá trình đẳng tích:  

2 1

T

T vT

dT C ΔS

ΔH

ΔS  T 

nc

nc ncT

λ

hh

hh hhT

V

V nRTln

Q 

Ta được:

2 1

1

2 T

P

P nRln V

V nRln T

1

T

nc R

p chph

chph T

0

R p T

T

λ T

dT C T

λ T

dT C ΔS

T

hh hh

k p hh

hh T

T

l p

T

dT C T

λ T

dT C

T

λ T

dT C

ΔST p

Trong đó:

1 R p

C : nhiệt dung ở trạng thái rắn 1

2 R

p

C : nhiệt dung ở trạng thái rắn 2

Biến thiên entropy tiêu chuẩn của các phản ứng được xác định bằng

phương trình:

 0298(sp) 0298(tc)0

biểu diễn bằng phương trình sau:

F = U - TS

G = H - TS

Và G = Gcuối - Gđầu

F = Fcuối - FđầuThế đẳng áp tạo thành tiêu chuẩn của các chất (G0298) có thể tra

trong sổ tay hóa lý.

2.2.1 Xét chiều trong hệ đẳng nhiệt, đẳng áp

Trong hệ đẳng nhiệt, đẳng áp

­ Nếu dG = 0 hay d2G > 0 : Quá trình đạt cân bằng

2.2.2 Xét chiều trong hệ đẳng nhiệt, đẳng tích

Trong hệ đẳng nhiệt, đẳng tích

­ Nếu dF = 0 hay d2F > 0 : Quá trình đạt cân bằng

2.3 Bài tập mẫu

Ví dụ 1 Tính biến thiên entropy khi đun nóng thuận nghịch 16 kg O2 từ 273K

đến 373K trong các điều kiện sau:

373 1,987.ln 2

5 32

16.10 T

dT C n ΔS

3 T

T p

373 1,987.ln 2

3 32

16.10 T

dT C n ΔS

3 T

T v

Giải Gọi T (K) là nhiệt độ của hệ sau khi trộn Giả sử hệ là cô lập

Ta có phương trình:

Nhiệt lượng tỏa ra = Nhiệt lượng thu vào

- Qtỏa  = Qthu hay Q3 = Q1 + Q2

λ ΔS

nc

nc

1,117(J/K) T

dT 4,18 1.

dT 4,18 10.

Ví dụ 3 Tính biến thiên entropy của quá trình nén đẳng nhiệt, thuận nghịch

a 1 mol oxy từ P1 = 0,001atm đến P2 = 0,01atm

b 1 mol mêtan từ P1 = 0,1 atm đến P2 = 1 atm

Trong hai trường hợp trên khí được xem là lý tưởng

Giải

a 1,987.ln0, 1 4,575(cal/ K)

P

P nRln

ΔS

2



Ví dụ 4 Xác định biến thiên entropy của quá trình chuyển 2g nước lỏng ở

00C thành hơi ở 1200C dưới áp suất 1 atm Biết nhiệt hóa hơi của nước ở

1000C là 2,255 (kJ/g), nhiệt dung mol của hơi nước Cp,h = 30,13 + 11,3.10-3T

(J/mol.K) và nhiệt dung của nước lỏng là Cp,l = 75, 30 J/mol K

2 ΔS

373

273

12,09(J/K) 373

2255 2

ΔS2   

T

dT T 11,3.10 30,13

18

2 ΔS

393

373

3 -

S = 14,9 (J/K)

Ví dụ 5 Một bình kín hai ngăn, ngăn thứ nhất có thể tích 0,1 m3 chứa oxi,

ngăn thứ hai có thể tích 0,4 m3 chứa Nitơ Hai ngăn đều ở cùng một điều

kiện nhiệt độ là 170C và áp suất 1,013.105 N/m2 Tính biến thiên entropy khi

cho hai khí khuếch tán vào nhau

Giải Khi hai khí khuếch tán vào nhau, thể tích của hỗn hợp V2 = 0,5 m3

 Biến thiên entropy của hệ:

S =S1 + S2

Với S1: biến thiên entropy của khí Oxy khi khuếch tán

S2: biến thiên entropy của khí Nitơ khi khuếch tán

K) 13,32(cal/

V

V nR.ln ΔS

1

2

) 7,46(cal/K V

V nR.ln

Ví dụ 6 Tính U, H và S của quá trình chuyển 1 mol H2O lỏng ở 250C và

1 atm thành hơi nước ở 1000C, 1 atm Cho biết nhiệt dung mol của nước lỏng là 75,24 J/mol.K và nhiệt hóa hơi của nước là 40629,6 J/mol

Giải

Nhiệt lượng cần cung cấp

hh 373

298 2 1

) 46272,69(J 40629,6

298) 75,24(373

Công của quá trình

  J 3101,1 373

8,314 1

nRT V

P 0 A A

Nội năng

U = Q – A = 43171,5 (J)

H = Qp = 4627,6 (J) Biến thiên entropy của quá trình

hh hh 373

298 p 2

1

T

λ T

dT C ΔS

1 Tính biến thiên entropy của quá trình đun nóng đẳng áp 1 mol KBr từ

298 đến 500K, biết rằng trong khoảng nhiệt độ đó: Cp(KBr) = 11,56 +

3,32.10-3T cal/mol

ĐS: 6,65 cal/mol.K

2 Tính biến thiên entropy của quá trình đun nóng 2 mol Nitơ (được xem

là lý tưởng) từ 300K đến 600K dưới áp suất khí quyển trong 2 trường hợp:

a Đẳng áp

b Đẳng tích Biết rằng nhiệt dung Cp của Nitơ trong khoảng nhiệt độ 300 - 600K được cho bằng phương trình: Cp = 27 + 6.10-3T (J/mol.K)

ĐS: 41 J/K; 29,5 J/K

3 Tính biến thiên entopy của quá trình trộn 10g nước đá ở 00C với 50g nước lỏng ở 400C trong hệ cô lập Cho biết nhiệt nóng chảy của nước

đá bằng 334,4 J/g, nhiệt dung riêng của nước lỏng bằng 4,18 J/g

4 Tính biến thiên entropy của phản ứng:

4 Fe + 3O2 = 2Fe2O3 Cho biết S0298 của Fe, O2 và Fe2O3 tương ứng bằng 27,3; 205 và 87,4 J/mol.K

5 Hãy dự đoán dấu của S trong các phản ứng sau:

ΔH0tt,298 -1206,90 -635,10 -393,50

ĐS:  So298= 158,9 J/K;  Ho298= 178,30 kJ;

o 298G

8 Cho phản ứng: CO(k) + H2O(k) = CO2(k) + H2(k), có những giá trị biến

thiên entanpy và biến thiên entropy tiêu chuẩn ở 300K và 1200K như

9 Cho phản ứng: CH4(k) + H2O(k) = CO(k) + 3H2(k)

Cho biết nhiệt tạo thành chuẩn của CH4(k), H2O(h) và CO(k) lần lượt là

-74,8; -241,8; -110,5 KJ/mol Entropy tiêu chuẩn của CH4(k), H2O(h) và CO(k)

lần lượt là 186,2; 188,7 và 197,6 J/mol.K (Trong tính toán giả sử H0 và S0

không phụ thuộc nhiệt độ)

Cp(CO) = 6,96 (cal /mol.K)

Cp(COCl2) = 14,51 (cal /mol.K)

Cp(Cl2) = 8,11 (cal /mol.K)

a Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích của phản ứng ở

250C?

b Xét chiều phản ứng ở 250C?

c Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp của phản ứng ở 1000K?

ĐS: a H0 = 26,88 Kcal, U0 = 26287,87 cal

b S0 = 31,45 cal/K, G0 = 17507,9 cal

c H0 = 26486,88 cal

11 Tính nhiệt lượng cần thiết để làm nóng chảy 90 gam nước đá ở 00C

và sau đó nâng nhiệt độ lên 250C Cho biết nhiệt nóng chảy của nước

đá ở 00C là 1434,6 cal/mol, nhiệt dung của nước lỏng phụ thuộc vào

nhiệt độ theo hàm số: Cp = 7,20 + 2,7.10-3T (cal.mol-1.K-1)

13 Cho phản ứng và các số liệu sau:

FeO(r) + CO(k) = CO2(k) + Fe(r)

H0298 t.t (Kcal/mol)

S0298(cal/mol.K)

c Xét chiều phản ứng ở điều kiện tiêu chuẩn

d Xét chiều phản ứng ở 1000K xem entropy không thay đổi theo nhiệt độ

a Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp và đẳng tích của phản ứng ở 250C

và 1atm

b Xét chiều phản ứng ở 250C và 1atm

c Tính hiệu ứng nhiệt đẳng áp của phản ứng ở 1000K

ĐS: a H0298 = 41212 cal; U0298 = 40619 cal

c H01000 = 43297 cal 

d D c C P

.P P

.P P

d D c C C

.C C

.C C

d D c C x

.x x

.x x

d D c C n

.n n

.n n

Σn

P K P K RT K

d D c C p

.P P

.P P

Trong đó: PA, PB, PC, PD là áp suất riêng phần tại thời điểm bất kỳ



P P

K

π

ΔG 

­ Nếu P > KP: phản ứng xảy ra theo chiều nghịch

­ Nếu P < KP: phản ứng xảy ra theo chiều thuận

­ Nếu P = KP: phản ứng đạt cân bằng Chú ý:

Δn

i n

Δn x Δn C P

n

P π

.P π (RT) π π

3.2.1 Biểu diễn hằng số cân bằng

Nếu các phản ứng xảy ra trong các hệ dị thể mà các chất trong pha rắn hoặc pha lỏng không tạo thành dung dịch thì biểu thức định nghĩa hằng

số cân bằng không có mặt các chất rắn và chất lỏng

Ví dụ: Fe2O3(r) + 3CO(k) = 2Fe(r) + 3CO2(k)

Hằng số cân bằng:

3 CO

3 CO P

n

α 

n: lượng chất đã phân ly

no: lượng chất ban đầu

3.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến hằng số cân bằng

3.3.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hằng số cân bằng

Từ phương trình đẳng áp Van’t Hoff

2 P

RT

ΔH dT

p

T p

T

1 T

1 R

ΔH K

K ln

1 2

Nếu phản ứng thu nhiệt, H > 0  0

dT

dlnKP

 : như vậy khi nhiệt

độ tăng, giá trị Kp cũng tăng, phản ứng dịch chuyển theo chiều thuận

dT

dlnKP

 : như vậy khi nhiệt

độ tăng, giá trị Kp sẽ giảm, phản ứng dịch chuyển theo chiều nghịch

3.3.2 Ảnh hưởng của áp suất

Tại nhiệt độ không đổi ta có: Kp  Kx.PΔn  const

Nếu n > 0: Khi tăng áp suất P, giá trị Pncũng tăng, do đó Kx giảm,

cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều nghịch

Nếu n < 0: Khi tăng áp suất P, giá trị Pngiảm, do đó Kxtăng, cân

bằng dịch chuyển theo chiều thuận

Nếu n = 0: thì Kp = Kx = const Khi đó áp suất chung P không ảnh

hưởng gì đến cân bằng phản ứng

3.4 Bài tập mẫu

Ví dụ 1 Hằng số cân bằng của phản ứng:

CO(k) + H2O(h) CO2(k) + H2(k) ở 800K là 4,12

Đun hỗn hợp chứa 20% CO và 80% H2O (% khối lượng) đến 800K

Xác định lượng hydro sinh ra nếu dùng 1 kg nước

Giải Gọi x là số mol của H2O tham gia phản ứng

18

1000 x 28 250

x n

n

.n n K K

2

O H CO

H CO n P

2

2 2

Giải Gọi a là số mol ban đầu của CH3CHOHCH3

x là số mol CH3CHOHCH3 phân ly, ta có:

P.xa

x.xΣn

P.KK

Δn

cb i n

x a

0,97.x

2 2

2



 x = 0,764a

Ví dụ 3 Đun nóng tới 4450C một bình kín chứa 8 mol I2 và 5,3 mol H2 thì tạo

ra 9,5 mol HI lúc cân bằng Xác định lượng HI thu được khi xuất phát từ 8

mol I2 và 3 mol H2

Giải Gọi x là số mol H2 tham gia phản ứng:

n

n K

2

I H

2 HI n

2 2

a Tính độ phân ly của PCl5 ở 1atm và 8 atm

b Ở áp suất nào, độ phân ly là 10%

c Phải thêm bao nhiêu mol Cl2 vào 1mol PCl5 để độ phân ly của PCl5 ở

α a n

P K K

2 2 Δn

i n P

Với n = 1, ni = a(1+)



3

1 α 1

1 α



Với P = 1 atm  α  0,5 Với P = 8 atm  α  0,2

b Ở áp suất nào độ phân ly là 10%

Ta có

3

1 α 1

.P 0,12

P K

8 0,9

0,1 b 0,1.

Xác định HSCB KP của phản ứng ở 3860C, biết rằng ở nhiệt độ đó và áp

suất 1 atm, khi cho một mol HCl tác dụng với 0,48 mol O2 thì khi cân bằng sẽ

được 0,402 mol Cl2

Giải Gọi x là số mol O2 tham gia phản ứng

n

P K

2 2 P

n

P 4x

1 x 0,48

2x 2x

0,279

0,402 K

Giải Gọi x là số mol H2O tham gia phản ứng:

4 O H

4 H

1,255 1,315

1,255 P

P K

4 H

x 3

x P

P K

 x = 2,863 (atm)

Số mol khí H2 sinh ra:

0,148 473

0,082

2 2,863 RT

P.V n nRT

b Tính áp suất tổng cộng khi cân bằng nếu cho dư FeSO4 vào bình có

SO2 với áp suất đầu là 0,6 atm ở 929K

Giải

a Hằng số cân bằng:

0,2025 0,45

0,45 P

P K

.P P K

CO + 2H2 = CH3OH(l) bằng -29,1 KJ/mol và áp suất hơi của metanol ở 250C bằng 16200 Pa

2

.P P

1

P(2) OH CH 2

H CO

OH CH

.P P

P K

3 2

0 (2)

126168 298

8,314

29,1.10 exp

P(3)K

K

Mà: Kp(1) = 7,76.10-21 (atm)

Kp(2) = 3,1.10-18 (atm)

7,76.10

3,1.10 K

CuSO4.3H2O(r) = CuSO4(r) + 3H2O(h)

biết hằng số cân bằng KP ở 250C là 10-6atm3.Tính lượng hơi nước tối thiểu

phải thêm vào bình 2 lít ở 25oC để chuyển hoàn toàn 0,01 mol CuSO4 thành

CuSO4.3H2O

Giải Gọi x là mol H2O thêm vào:

CuSO4.3H2O(r) CuSO4(r) + 3H2O(h)

i n p

10

1V

RT0,03x

1n

PKK

thu COF2 và CO2 thì cứ 500 ml hổn hợp cân bằng sẽ còn lại 200ml không bị

(a – x)

2

x

2 x

CF

V

Vn

x a 2 x

n

.n n K

CF CO n P

2

4 2

0 1000

) p(T

) p(T

T

1 T

1 R

ΔH K

K ln

1 2

32065 1273

1 1274 1

4

4,04 1,987ln

T

1 T 1 K

K Rln ΔH

1 2

) p(T

) p(T

0 1000

1 2

1273 1,987

RTlnK

Ta lại có: G01000 = H01000 - TS01000

1273

3507 32065

T

ΔG ΔH

ΔS

0 1000 0

1000 0

Ví dụ 12 Ở 1000K hằng số cân bằng của phản ứng:

C(gr) + CO2(k) 2CO(k)

là Kp =1,85 atm và hiệu ứng trung bình là 41130 cal Xác định thành phần

pha khí ở cân bằng tại 1000K và 1200K biết áp suất tổng cộng là 1atm

x 1

x K

Ρ,

Τ Ρ,

Τ

1 Τ

1 R

ΔΗ K

K

ln

1 2

1 1,987

41130 1,85

G0298(KJ/mol)

Cp,298(J/mol.K)

27,33 298

8,314

67,72.10 RT

ΔG lnK

3 0

) 21 , 12

) 298 (

21 , 12 63670 )

21 , 12 ( 63670

P,

T P,

Τ

1 Τ

1 R

ΔΗ Κ

Κ ln

1 2

6,55 298

1 400

1 8,314

63670 K

K

ln

1

2

T

p,

T

p,





















9 11

6,55 Ρ,400 e 7,4.10 1,055.10

Ví dụ 14 Cho phản ứng và các số liệu tương ứng sau:

Ckc(r) + 2H2(k) = CH4(k)

H0298

(Kcal/mol)

S0298

(cal/mol.K)

Cp

(cal/mol K)

a Hãy xác định G0298 và Kp298 của phản ứng trên

b Ở 250C khi trộn 0,55 mol khí CH4 với 0,1 mol khí H2 trong bình chứa

Ckc rắn (dư), thì phản ứng xảy ra theo chiều nào nếu áp suất tổng

cộng giữ không đổi ở 1 atm? Giải thích

c Khí H2 được nén vào bình có chứa Ckc rắn dư ở điều kiện áp suất 1

atm và nhiệt độ 298K Hãy xác định áp suất riêng phần của CH4 khi

cân bằng ở nhiệt độ áp suất trên

d Thiết lập phương trình H0 = f(T) (phương trình chỉ có số và T) và tính

H0 ở 10000K

Giải

a H0298(pư) = -7,093 – 0,453 = -7,546 (Kcal)

S0298(pư) = 44,50 – 0,568 – 2x31,21 = -18,488 (cal)

G0298 = -7546 + 298x18,488 = -2036,576 (cal)

KP298 = 31,169 (atm-1)

b 35,75(atm ) 0,55 0,1 1 0,1 0,55 n P π π 1 1 2 Δn i n p                      p > Kp suy ra phản ứng xảy ra theo chiều nghịch

c 2 H CH 2 H CH p 4 2 2 4 31,169P P 31,169 P P K    

Ta có P P 1 31,169P P 1 0 2 2 2 4 H 2 H H CH       Ta được P 0,164(atm) , P 0,836(atm) 4 2 CH H   d ΔH ΔH ΔC dT 7546 11,05(T 298) T 298 p 0 298 0 T       

Vậy ΔH0T   11,05T  4253,1 (cal)

15303,1 4253,1

1000 11,05

= - 15,3031 (Kcal)

3.5 Bài tập tự giải

1 Tại 500C và áp suất 0,344 atm, độ phân ly của N2O4 thành NO2 là 63% Xác định KP và KC

ĐS: Kp = 0,867 (atm); KC= 0,034 (mol/l)

2 Ở 630C hằng số cân bằng KP của phản ứng:

N2O4 2NO2 là 1,27 Xác định thành phần hỗn hợp cân bằng khi:

a Áp suất chung bằng 1atm

b Áp suất chung bằng 10 atm

ĐS: a 65,8% NO2; 34,2% N2O4

b 29,8% NO2; 70,2% N2O4

3 Đun 746g I2 với 16,2g H2 trong một bình kín có thể tích 1000 lit đến

4200C thì cân bằng thu được 721g HI Nếu thêm vào hỗn hợp đầu 1000g I2 và 5g H2 thì lượng HI tạo thành là bao nhiêu?

ĐS: 1582 g

4 Xác định hằng số cân bằng Kp của phản ứng sau ở 700K

SO2 + 1/2O2 = SO3 Biết rằng ở 500K hằng số cân bằng Kp = 2,138.105 atm -1/2 và hiệu ứng nhiệt trung bình trong khoảng nhiệt độ 500  700K là -23400 cal

ĐS: 2,6.10+2 atm-1/2

5 Ở 1000K hằng số cân bằng của phản ứng:

2SO3(k) + O2(k) 2SO3(k)

Có hằng số cân bằng KP = 3,5 atm-1 Tính áp suất riêng phần lúc cân bằng của SO2 và SO3 nếu áp suất chung của hệ bằng 1 atm và áp suất cân bằng của O2 là 0,1 atm

ĐS: PSO2  0 , 75 atm, P 0 , 15 atm

3

SO 

6 Tính G0 và hằng số cân bằng Kp ở 250C của phản ứng sau:

NO + O3 NO2 + O2 Cho biết các số liệu sau:

8 Ở nhiệt độ T và áp suất P xác định, một hỗn hợp khí cân bằng gồm 3

mol N2, 1 mol H2 và 1 mol NH3

a Xác định hằng số cân bằng Kx của phản ứng

3H2(k) + N2(k) 2NH3(k)

b Cân bằng sẽ dịch chuyển theo chiều nào, khi thêm 0,1 mol N2

vào hỗn hợp cân bằng ở T và P không đổi

ĐS: a Kx= 8,33; b Kx = 8,39

9 Hằng số cân bằng của phản ứng:

PCl3(k) + Cl2(k) PCl5 (k) ở 500K là KP = 3 atm-1

a Tính độ phân ly của PCl5 ở 2 atm và 20 atm

b Ở áp suất nào, độ phân ly là 15%

ĐS: a 44,7%; 13%; b 14,48 atm

10 Cho phản ứng thủy phân este axetat etyl

CH3COOC2H5 + H2O CH3COOH + C2H5OH

Nếu ban đầu số mol của este bằng số mol nước thì khi cân bằng có

1/3 lượng este bị thủy phân

a Xác định hằng số cân bằng của phản ứng thủy phân

b Tính số mol este bị thủy phân khi số mol nước lớn gấp 10 lần

mol ban đầu của C2H4 là a, của H2 là b, hằng số cân bằng Kp và áp suất cân

bằng của hệ là P

1 P.K

abPK 4

b a 2

b a

P P 2

­ 2 mol CO; 5 mol Cl2 và mol 3 COCl2

­ 0,4 mol CO; 1,6 mol Cl2 và 8 mol COCl2

13 Có thể điều chế Cl2 bằng phản ứng:

4HCl(k) + O2 2H2O(h) + 2Cl2Xác định HSCB KP của phản ứng ở 3860C, biết rằng ở nhiệt độ đó và

áp suất 1 atm, khi cho 1 mol HCl tác dụng với 0,5 mol O2 thì khi cân bằng sẽ được 0,4 mol Cl2

Chương 4

CÂN BẰNG PHA

4.1 Một số khái niệm cơ bản

­ Pha: là tập hợp những phần đồng thể của một hệ, có cùng thành phần

hóa học và tính chất lý hóa ở mọi điểm Số pha ký hiệu là f

­ Số cấu tử: là số tối thiểu hợp phần đủ để tạo ra hệ Ký hiệu là k

­ Độ tự do của một hệ là thông số nhiệt động độc lập đủ để xác định hệ

ở cân bằng Ký hiệu là c

4.2 Qui tắc pha Gibbs

Bậc tự do của hệ:

c = k - f + n Trong đó:

k: số cấu tử

f: số pha

n: số thông số bên ngoài tác động lên hệ

4.3 Giản đồ pha và các qui tắc cân bằng pha

4.3.1 Biểu diễn thành phần của hệ 2 cấu tử

Thành phần của các cấu tử trên giản đồ pha thường dùng là phần mol

xi hay phần trăm khối lượng yi Trong hệ hai cấu tử, dùng một đoạn thẳng

được chia thành 100% như sau:

Hình 4.1 Giản đồ pha hệ hai cấu tử Trên trục toạ độ chỉ cần biểu diễn cho một cấu tử vì thành phần của

cấu tử còn lại được xác định theo công thức: xA + xB = 1 hay y1 + y2 = 100%

Khi điểm biểu diễn của hệ càng gần cấu tử nào thì hàm lượng của cấu

tử đó càng lớn

4.3.2 Biểu diễn thành phần của hệ 3 cấu tử

Thành phần của hệ 3 cấu tử thường được biểu diễn bằng một tam

giác đều như sau:

Hình 4.2 Giản đồ pha hệ ba cấu tử

­ Ba đỉnh của tam giác là ba điểm hệ của các cấu tử nguyên chất A, B

và C

­ Ba cạnh của tam giác biểu diễn ba hệ hai cấu tử tương ứng là AB, AC

và BC

­ Mỗi điểm trong tam giác biểu diễn hệ 3 cấu tử

Cách biểu diễn điểm P(40%A, 40%B, 20%C) trên giản đồ tam giác đều ABC

Trên cạnh AC, ta vẽ đường thẳng đi qua điểm 40% và song song với cạnh BC

Trên cạnh AB, ta vẽ đường thẳng đi qua điểm 40% và song song với cạnh AC

Trên cạnh BC, ta vẽ đường thẳng đi qua điểm 20% và song song với cạnh AB

Ta thấy 3 đường thẳng trên cắt nhau tại P Vậy P là điểm biểu diễn của hệ có thành phần (40%A, 40%B, 20%C)

4.4 Các qui tắc của giản đồ pha 4.4.1 Qui tắc liên tục

Hình 4.3 Giản đồ nhiệt độ - thời gian của chất nguyên chất

Các đường hoặc các mặt trên giản đồ pha biểu diễn sự phụ thuộc

giữa các thông số nhiệt động của hệ sẽ liên tục nếu trong hệ không xảy ra

sự biến đổi chất, sự thay đổi số pha hoặc dạng các pha

Như vậy ta có thể suy ra, nếu trong hệ có sự thay đổi về pha hay sự thay đổi

về dạng pha thì trên các đường hay các mặt sẽ xuất hiện các điểm gãy, làm

cho đồ thị không còn liên tục

4.4.2 Qui tắc đường thẳng liên hợp

Trong điều kiện đẳng nhiệt và đẳng áp nếu hệ phân chia thành hai hệ

con (hay được sinh ra từ hai hệ con) thì điểm biểu diễn của ba hệ này phải

nằm trên cùng một đường thẳng, đường thẳng này gọi là đường thẳng liên

hợp

Hình 4.4 Minh họa quy tắc đường thẳng liên hiệp

Ví dụ: hệ H = hệ M + hệ N Thì điểm biểu diễn các hệ H, M và N nằm

thẳng hàng

4.4.3 Qui tắc đòn bẩy

Nếu có ba điểm hệ liên hợp M, H và N thì lượng tương đối của chúng

được tính theo qui tắc đòn bẩy như sau:

Hình 4.5 Minh họa quy tắc đòn bẩy

Áp dụng quy tắc đòn bẩy, ta có:

HM

HN g

gN

M



Trong đó: gM: Khối lượng của hệ M

gN: Khối lượng của hệ N

4.4.4 Qui tắc khối tâm

Nếu một hệ gồm n hệ con thì điểm biểu diễn của nó phải nằm ở khối tâm vật lý của đa giác có đỉnh là các điểm biểu diễn của n hệ con

Ví dụ: Hệ H gồm ba hệ con là H1, H2 và H3 với khối lượng tương ứng là:

K H g

g

1

2 2

Tiếp theo ta xác định điểm H thỏa mãn điều kiện sau:

Hệ H = hệ K + hệ H3

và

KH

HHg

ggg

3

2 1

3

4.5 Ảnh hưởng của áp suất đến nhiệt độ chuyển pha

Phương trình Clausius – Claypeyron I:

λ

V T.

dP

dT 



Trong đó:

T: nhiệt độ chuyển pha (K)

: nhiệt chuyển pha (cal/mol hoặc J/mol)

V = V2 – V1: biến thiên thể tích (ml)

Nếu V được tính bằng ml,  được tính bằng cal và 1cal = 41,3

ml.atm, nên phương trình Clausius – Claypeyron trở thành:

41,3.λ

V T.

dP

4.6 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến áp suất hơi bão hòa

Phương trình Clausius – Claypeyron II

2

RT

λ dT

2

T

1 T

1 R

λ P

P ln

Ví dụ 1 Ở 00C nhiệt nóng chảy của nước đá là 1434,6 cal/mol Thể tích

riêng của nước đá và nước lỏng lần lượt là 1,098 và 1,001 ml/g Xác định hệ

số ảnh hưởng của áp suất đến nhiệt độ nóng chảy của nước đá và tính nhiệt

độ nóng chảy của nước ở 4 atm

Giải

Áp dụng phương trình:

λ

V T.

dP

dT 



Với: V = Vlỏng – Vrắn = 1,001 – 1,098 = - 0,097 (ml/g) Hoặc: V = 18.(- 0,097) = -1,746 (ml/mol)

0,0081 41,3

1434,6

1,746 273

Như vậy, cứ tăng áp suất lên 1 atm thì nhiệt độ nóng chảy của nước

đá giảm 0,0081K Một cách gần đúng, ở 4atm, nhiệt độ nóng chảy của nước

đá là:

T = 273 + (-0,0081) x (4 - 1) = 272,9757K = - 0,02430C

Ví dụ 2 Tính nhiệt độ sôi của nước ở 2 atm, biết nhiệt hóa hơi của nó là 538,1 cal/g (coi nhiệt hóa hơi không thay đổi trong khỏang từ 1 atm đến 2 atm)

Giải Nhiệt hóa hơi:  = 538,1x18 = 9685,8 (cal/mol)

2

T

1 T

1 R

λ P

P ln

1 T

1 1,987

9685,8 1

2 ln

Từ đó tính được: T = 394K = 1210C

Ví dụ 3 Tính nhiệt nóng chảy của 1 mol diphenylamin nếu 1kg diphenylamin nóng chảy làm tăng thể tích lên 9,58.10-5m3 cho biết dT/dP = 2,67.10-7K.m2/N Nhiệt độ nóng chảy của diphenylamin là 540C, khối lượng mol của chất này là 169

Giải

Áp dụng công thức:

λ

V T.

dP

dT 



3 7

5

19,83.10 2,67.10

9,58.10 1000

169 54

lgP(mmHg)  

Xác định nhiệt độ sôi và nhiệt hóa hơi của nó ở điều kiện thường

Giải Nhiệt độ sôi của axit HCN ở áp suất 760 mmHg:

Ta có:

T

1237 7,04

lg(760)  

 T = 297,4K

Vậy nhiệt độ sôi của axit HCN là 24,40C

Lấy đạo hàm hai vế phương trình theo T, ta được:

2

T

1237 dT

dlgP



Suy ra:

2 2

T

1237 4,575.T

Hãy xác định điểm biểu diễn của ba cấu tử A, B, C trên giản đồ tam

giác đều trong hai lớp trên

Giải Độc giả tự vẽ hình

Khối lượng của chất A trong hỗn hợp ban đầu:

mAo = 20%200 = 40 (g) Phần trăm của chất C trong lớp thứ 1:

%C = 100 - 50 - 20 = 30 (%) Vậy điểm biểu diễn của lớp 1: I1 (50%A, 20%B, 30%C) Khối lượng lớp thứ 2:

m = 200 – 60 = 140 (g) Khối lượng của chất A trong lớp thứ 1:

mA1 = 50%60 = 30 (g) Khối lượng của chất A trong lớp thứ 2:

mA2 = 40 - 30 = 10 (g) Khối lượng của chất B trong lớp thứ 2:

mB2 = 80%140 = 112 (g) Khối lượng của chất C trong lớp thứ 2

mC2 = 140 - 122 = 17 (g) Điểm biểu điễn lớp 2: I2 (7,15%A, 80%B,12,85%C)

Ví dụ 6 Khối lượng riêng của phenol dạng rắn và dạng lỏng lần lượt là 1,072

và 1,056 g/ml, nhiệt nóng chảy của phenol là 24,93 cal/g, nhiệt độ kết tinh của nó ở 1 atm là 410C Tính nhiệt độ nóng chảy của phenol ở 500 atm

Giải

Áp dụng phương trình:

λ

V T.

1

41,3 24,93

0,014 314

T = 314 + 4,26.10-3(500 - 1)

Ví dụ 7 Ở áp suất thường, nhiệt độ sôi của nước và cloroform lần lượt là

1000C và 600C, nhiệt hóa hơi tương ứng là 12,0 và 7,0 kcal/mol Tính nhiệt

độ mà ở đó 2 chất lỏng trên có cùng áp suất?

Giải Gọi T là nhiệt độ mà tại đó 2 chất lỏng có cùng áp suất:

1 λ T

1 T

1 λ

2 2 1

1 7 T

1 373

1 12

Suy ra: T = 448,40K

4.8 Bài tập tự giải

1 Xác định nhiệt độ hóa hơi của H2O ở 4 atm nếu ở 1000C nhiệt hóa hơi

của nước bằng 2254,757 J/g

2 Xác định nhiệt độ sôi của benzoatetyl (C9H10O2) ở áp suất 200 mmHg

biết rằng nhiệt độ sôi chuẩn của benzoatetyl là 2130C và nhiệt hóa hơi

bằng 44157,52 (J/mol)

ĐS: T = 433,10K

3 Nhiệt độ nóng chảy chuẩn của Bi là 2710C Ở điều kiện đó khối lượng

riêng của Bi rắn và lỏng là 9,673 và 10 g/cm3 Mặt khác khi áp suất

tăng lên 1 atm thì nhiệt độ nóng chảy giảm đi 0,00354K Tính nhiệt

nóng chảy của Bi

ĐS: 11 kJ/mol

4 Tại 1270C HgI2 bị chuyển dạng thù hình từ dạng đỏ sang dạng vàng

Nhiệt chuyển hóa là 1250 J/mol, V = 5,4 cm3.mol-1, dạng đỏ có tỷ

trọng lớn hơn dạng vàng Xác định dT/dP tại 1270C

ĐS: -1,73.10-6 K/Pa

5 Khi đun nóng lưu huỳnh rombic chuyển thành lưu huỳnh đơn tà kèm

theo biến thiên thể tích V = 0,0000138 m3/kg Nhiệt độ chuyển hóa

chuẩn bằng 96,70C và dT/dP = 3,25.10-7 K/Pa Xác định nhiệt chuyển

pha

ĐS:  = 501,24 kJ/kg

6 Xác định thể tích riêng của thiếc lỏng tại nhiệt độ nóng chảy chuẩn

2320C nếu nhiệt nóng chảy riêng là 59,413 J/g, khối lượng riêng của

thiếc rắn là 7,18 g/cm3 và dT/dP = 3,2567.10-8 K/Pa

ĐS: 0,147 cm3/g

7 Ở 200 mmHg metanol sôi ở 34,70C còn khi tăng áp suất lên gấp đôi

thì nhiệt độ sôi là 49,90C Tính nhiệt độ sôi chuẩn của metanol

C với điểm I

ĐS: %A = 40%, %B = 40%, %C = 20%

10 Nước nguyên chất có thể tồn tại ở 9 dạng pha khác nhau (khí, lỏng và

7 dạng rắn) Tính số pha tối đa của nước có thể đồng thời nằm cân bằng với nhau

Chương 5

DUNG DỊCH VÀ CÂN BẰNG DUNG DỊCH - HƠI

5.1 Cách biểu diễn thành phần của dung dịch

- Nồng độ phần trăm khối lượng (%):

100(%) g

g g

g C

n 2

i in

n x

- CN = z.CM (z: số điện tích trao đổi trong phản ứng)

5.2 Sự hòa tan của khí trong chất lỏng

5.2.1 Ảnh hưởng của áp suất đến độ tan của các khí trong chất lỏng

Định luật Henry: ở nhiệt độ không đổi, độ hòa tan của một khí trong

một chất lỏng tỷ lệ thuận với áp suất riêng phần của khí trên pha lỏng

xi = kH.PiTrong đó:

kH là hằng số Henry

Pi là áp suất hơi của pha khí trên pha lỏng

5.2.2 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ hòa tan của khí trong chất

(dd) x K

1 R i λ i

Với: T0 là nhiệt độ ngưng tụ (nhiệt độ sôi)

5.3 Sự hòa tan của chất lỏng trong chất lỏng và cân bằng dung dịch - hơi

5.3.1 Hệ dung dịch lý tưởng tan lẫn vô hạn 5.3.1.1 Áp suất hơi - định luật Raoul

Áp suất hơi bảo hòa của mỗi cấu tử bất kỳ tỷ lệ thuận với phần phân

tử của nó trong dung dịch

l i R

l B 0 B

Hình 5.1 Giản đồ áp suất hơi (P - x) của dung dịch 2 cấu tử lý tưởng

5.3.1.3 Thành phần pha hơi – định luật Konovalop I

Xét hệ dung dịch lý tưởng của hai cấu tử A và B nằm cân bằng với

pha hơi của chúng

Theo định luật Raoult ta được:

lAx

lBxα

lAx

lBx0AP

0BPh

0 B

l B x (1

l B α.x l

B α.x

l A x

l B α.x h

B x

h

A

x

h B x

l B α.x h

Biểu diễn phương trình (4) lên đồ thị (x - x) ta được các đường trên hình 5.2

Hình 5.2 Giản đồ (x-x) của hệ hai cấu tử A-B

5.3.2 Hệ dung dịch thực tan lẫn vô hạn 5.3.2.1 Áp suất hơi

­ Dung dịch sai lệch dương có áp suất hơi trên dung dịch lớn hơn áp suất hơi tính theo định luật Raoult

­ Dung dịch sai lệch âm có áp suất hơi trên dung dịch nhỏ hơn áp suất hơi tính theo định luật Raoult

5.3.2.2 Thành phần pha hơi, định luật Konovalop II

Đối với những hệ có thành phần ứng với điểm cực trị trên đường áp suất hơi tổng cộng (P - x) thì pha lỏng và pha hơi cân bằng có cùng thành phần

h B lg

P P

P x

x

0 A

0 B A

B h A

h

­ Nhiệt độ sôi của hỗn hợp cũng không phụ thuộc vào thành phần, nó nhỏ hơn nhiệt độ sôi của mỗi cấu tử và chỉ phụ thuộc vào áp suất bên ngoài

­ Trong quá trình sôi, nhiệt độ sôi của hỗn hợp sẽ giữ nguyên cho đến khi một trong hai cấu tử chuyển hết thành hơi, thì nhiệt độ sôi của hệ

sẽ tăng vọt đến nhiệt độ sôi của cấu tử còn lại

5.3.3.2 Chưng cất lôi cuốn theo hơi nước

A 0 A

0 O H O H

M

18 P

Ở nhiệt độ và áp suất không đổi, tỷ số nồng độ của một chất tan trong

hai dung môi không tan lẫn là một hằng số không phụ thuộc vào lượng

tương đối của chất tan và dung môi

K C

CY/B Y/A 

CY/A, CY/B: là nồng độ của chất tan Y trong dung môi A và trong dung

môi B

K: hệ số phân bố

5.4 Bài tập mẫu

Ví dụ 1: Tính áp suất hơi của dung dịch đường (C12H22O11) 5% ở 1000C và

nồng độ % của dung dịch glycerin trong nước để có áp suất hơi bằng áp

suất hơi của dung dịch đường 5%

Giải

Áp suất hơi của dung dịch đường: H0O HO

2

2 .x P

P 

758

342

5 18 95 18

95 760

P

O H O H

m x

gly O

H

O H

O H

m

m C%

O H gly gly

0,014m

O H O H

O H

2 2

a Thành phần dung dịch ở 123,30C dưới áp suất khí quyển 760mmHg

b Tỷ số mol của clorobenzen và bromobenzen trong pha hơi trên dung dịch có thành phần 10% mol clorobenzen.

Giải Hai cấu tử này tạo với nhau một dung dịch lý tưởng nên:

1 0 2 0 1 0 2 l 2 0 2 l 1 0 1 2

400

762 760 P

P

P P

2 0 1

0 2 l

0,1 400

760 x

x P

P x

x

l 1

l 2 1 0

2 0 h 1 h

Ví dụ 3 Benzen và toluen tạo với nhau một dung dịch xem như lý tưởng Ở

300C áp suất hơi của benzen bằng 120,2 mmHg, của toluen bằng 36,7

mmHg Xác định:

a Áp suất hơi riêng phần của từng cấu tử

b Áp suất hơi của dung dịch

Nếu dung dịch được hình thành từ sự trộn 100g benzen và 100g toluen

Giải

a Áp suất hơi riêng phần của từng cấu tử

Phần mol của benzen:

54 , 0

92

100 78 100 78 100

n n

n x

T B

n n

n x

T B

120,2 x

P

Áp suất hơi của Toluen:

16,882 0,46

36,7 x

P

b Xác định áp suất hơi của dung dịch

81,79 16,882

64,908 P

P

Ví dụ 4 Etanol và metanol tạo thành dung dịch xem như lý tưởng Ở 20oC

áp suất hơi bão hòa của etanol và metanol lần lượt là 44,5 và 88,7 mmHg

a Tính thành phần mol các chất trong dung dịch chứa 100g etanol và

100g metanol

b Xác định các áp suất riêng phần và áp suất tổng của dung dịch

c Tính phần mol của metanol trong pha hơi nằm cân bằng với dung dịch

, 52 0,59 7 , 88 x P

P = 18,245 + 52,333 = 70,578 (mmHg)

c Phần mol của metanol trong pha hơi:

0,7415 0,59

1 44,5

88,7 1

0,59 44,5 88,7

1)x (α 1

α.x x

l M

l M h

b Xác định thành phần hỗn hợp SnCl4 - CCl4 sôi ở 900C dưới áp suất 760mmHg

c Xác định thành phần hơi tại 900C

Giải

a Xây dựng giản đồ “thành phần - áp suất”