Chemia Fizyczna, ćwiczenia rachunkowe
Chemia, semestr III

(12) Równowaga fazowa ciecz-ciało stałe.

1.

W badaniach wodnych roztworów elektrolitów metodą magnetycznego rezonansu jądrowego

(NMR) obniża się niekiedy temperaturę krzepnięcia roztworu dodając do niego deuterowanego

acetonu (CD

3

-C(O)-CD

3

). Do jakiej najniższej temperatury można oziębić mieszaninę 20% wag.

H

2

O i 80% wag. CD

3

-C(O)-CD

3

, aby nie zaszła w niej jeszcze krystalizacja? Ciepło topnienia

H

2

O wynosi 6,0 kJ

.

mol

-1

, a CD

3

-C(O)-CD

3

7,72 kJ

.

mol

-1

. Temp. krzepnięcia acetonu 178 K.

2.

Roztwór alkoholu etylowego i wody zawiera 90% wag. EtOH. Określ, która substancja przy

ochładzaniu krystalizuje z roztworu. Dane są: L

t

(H

2

O) = 6020 J

.

mol

-1

, L

t

(EtOH) = 4810 J

.

mol

-1

,

T

k

(H

2

O) = 0

o

C, T

k

(EtOH) = -114

o

C.

3.

Roztwór zawierający 0,1 mola naftalenu i 0,9 mola benzenu ochłodzono do temperatury,

w której z roztworu wydzieliło się nieco stałego benzenu. Osad odsączono, a powstały roztwór

ogrzano do temp. 80

o

C. Okazało się, że prężność pary benzenu wynosi 892 hPa. Wiedząc, że

T

k

(C

6

H

6

) = 5,5

o

C, T

w

(C

6

H

6

) = 80

o

C, L

t

(C

6

H

6

) = 10670 J

.

mol

-1

, wyznacz temperaturę

ochłodzenia roztworu oraz ilość wykrystalizowanego benzenu. Załóż, że naftalen i benzen

tworzą roztwory doskonałe, oraz że naftalen jest nielotny.

4.

Oblicz rozpuszczalność sacharozy w wodzie (w molach na 1000 g H

2

O) w temp. 25

o

C.

Temperatura topnienia sacharozy wynosi 200

o

C, jej ciepło topnienia 15,1 kJ

.

mol

-1

, a masa

molowa 342 g

.

mol

-1

. Załóż doskonałość roztworu wodnego sacharozy.

5.

Do chłodnicy samochodowej wlano 4,00 dm

3

glikolu etylenowego o gęstości 1,116 kg

.

dm

-3

i dopełniono wodą destylowaną do łącznej objętości 12,50 dm

3

. Do jakiej temperatury zostanie

zabezpieczona przed zamarzaniem ciecz w chłodnicy? Dane są: K

k

(H

2

O) = 1,86 kg

.

K

.

mol

-1

,

M(C

2

H

4

(OH)

2

) = 62,07 g

.

mol

-1

, d(H

2

O) =1000 g

.

dm

-3

.

6.

Stop żelaza z krzemem zawiera 14,5% Si. Oblicz temperaturę krzepnięcia stopu, jeżeli temp.

krzepnięcia żelaza wynosi 1530

o

C, a jego stała krioskopowa równa jest 13,18 kg

.

K

.

mol

-1

.