ЗАДАЧИ ПО ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Образование этилового эфира муравьиной кислоты при 303 К протекает по уравнению реакции первого порядка
Были получены следующие результаты:
t. мин........... 0 1700 10000 14000 20000 40000 .
Объем кислоты в данный момент,
см3.............. 29,44 28,59 24,77 23,05 21,28 16,80
Концентрацию кислоты определяли титрованием. Константа обратной реакции k-1 = 1,15*10-5 мин-1. Концентрация продукта прямой реакции в начальный момент равна 0. Определите константу прямой реакции.

Константы скорости реакции разложения органической кислоты в водном растворе следующие:
Т, К.............. 273,2 293,2 313,2 333,2
k*10^5, мин-1... 2,46 47,5 576 5480
Постройте график зависимости lg k от 1/Т и определите энергию активации. Вычислите константу k0 в уравнении k = k0e-Ea/R , период полураспада для этой реакции при 373,2 K, если эта реакция первого порядка.

Энергия активации горения вещества в условиях пожара составляет 110 кДж/моль. При наличии в его составе диоксида марганца, выступающего в качестве катализатора горения, энергия активации снижается до 85 кДж/моль. Во сколько раз возрастет скорость реакции горения, если значение температуры составляет 600 0С.

Изменение ΔG для реакции H2(г) + 1/2O2(г) = H2O (г) равно -228.6 кДж/моль. Вычислить Кp, при стандартной температуре. Вычислить парциальное давление O2 в состоянии равновесия при общем давлении 0.5 атм.

Коэффициент диффузии в системе H2О-O2 с температурой меняется согласно данным таблицы:
t, 0С.......... 0 200 400 600
D, см2 /с.... 0.24 0.62 1.15 1.80
Определить графически значения D0 и n в уравнении D = Do/(T/273 )п.

ЭДС гальванического элемента, составленного из двух водородных электродов, погруженных, соответственно, один - в раствор хлороводорода с концентрацией 10^-2 моль/л, другой - в мочу, равняется 354 мВ. Рассчитайте кислотность (pH) мочи. Приведите электрохимическую схему записи элемента.
Ответ: 8,0.

Рассчитайте редокс-потенциал ОВ-электрода Pt|MnO4-,H+, Mn2+ при pH = 2,0, если концентрации окисленной и восстановленной форм равны, соответственно, 0,01 и 0,0001 моль/л. T= 298 К.
Ответ: 1,35 В.

Дана зависимость составов жидкой фазы и находящегося с ней в равновесии пара от температуры для двухкомпонентной жидкой системы А - В при постоянном давлении. Молярный состав жидкой фазы х и насыщенного пара у выражен в процентах вещества А. По приведенным данным:
1) постройте график зависимости состава пара от состава жидкости при постоянном давлении; 2) постойте диаграмму кипения системы А - В; 3) определите температуру кипения системы с молярным содержанием а% вещества А; каков состав первого пузырька пара над этой системой; при какой температуре закончится кипение системы; каков состав последней капли жидкой фазы? 4) определите состав пара, находящегося в равновесии с жидкой фазой, кипящей при температуре Т1; 5) при помощи какого эксперимента можно установить состав жидкой бинарной системы, если она начинает кипеть при температуре Т1 при наличии диаграммы кипения системы? 6) какой компонент и в каком количестве может быть выделен из системы, состоящей из b кг вещества А и с кг вещества В? 7) какого компонента и какое количество надо добавить к указанной в п.6 смеси, чтобы получилась азеотропная система? 8) какое количество вещества А будет в парах и в жидкой фазе, если 2 кг смеси с молярным, содержанием а% вещества А нагреть до температуры Т1? 9) определите вариантность системы в азеотропной точке.

На основании температур начала кристаллизации двухкомпонентной системы:

1. постройте диаграмму фазового состояния (диаграмму плавкости) системы А -В;
2. обозначьте точками: I-жидкий расплав, содержащий а % вещества А при температуре T1; II - расплав, содержащий а % вещества А, находящийся в равновесии с кристаллами химического соединения; III - систему, состоящую из твердого вещества А, находящегося в равновесии с расплавом, содержащим b % вещества А; IV - равновесие фаз одинакового состава; V - равновесие трех фаз;
3. определите состав устойчивого химического соединения;
4. определите качественный и количественный составы эвтектик;
5. вычертите все типы кривых охлаждения, возможные для данной системы, укажите, каким составам на диаграмме плавкости эти кривые соответствуют;
6. в каком фазовом состоянии находятся системы, содержащие с, d, e % вещества А при температуре T1? Что произойдет с этими системами, если их охладить до температуры T2?
7. определите число фаз и число условных термодинамических степеней свободы системы при эвтектической температуре и молярной доле компонента А 95 и 5 %;
8. при какой температуре начнет отвердевать расплав, содержащий с % вещества А? При какой температуре он отвердеет полностью? Каков состав первых кристаллов?
9. при какой температуре начнет плавиться система, содержащая d % вещества А? При какой температуре она расплавится полностью? Каков состав первых капель расплава?
10. вычислите теплоты плавления веществ А и В;
11. какой компонент и сколько его выкристаллизуется из системы, если 2 кг расплава, содержащего а % вещества А, охладить от Т1 до Т2?

В растворе, содержащем 0,1 кмоль этилацетата и 0,1 кмоль NaOH при 283,2 К в течение 15 минут омыляется 10 % эфира, а при 298,2 К за тот же промежуток времени 20 %. Реакция второго порядка. Сколько эфира омыляется в течение 5 минут при 313,2 К?