Файл: ФIленко О.Г. ЗбIрник задач з фIзичноI химII навчальний посiбник для студентiв металлургiйних спецiальностей вузiв.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 18.06.2024
Просмотров: 154
Скачиваний: 0
Для другого випадку, коли t = 60 хв, константа швидкості розчи нення дорівнює
|
„ |
|
2,303 |
, |
|
|
2,24 • 10~2 |
. п с о |
1 |
П _ 2 |
- і |
|
|||
|
А 2 |
= |
,п |
Щ |
|
|
5 |
|
=г = |
1,962 |
10 |
хв . |
|
||
|
2 |
|
60 |
s |
2,24 • 10 |
— 1,55 • 10~2 |
|
|
|
|
|
||||
Середня |
константа швидкості |
|
розчинення: |
|
|
|
|
|
|||||||
к |
= |
* 1 |
+ /Са = |
|
1.967 . 1 0 - » + |
1.962 - Ю - 2 = |
1 9 б |
5 |
ш _ |
2 |
|
||||
Час, |
протягом |
|
якого |
насичення розчину |
CaS04 |
• 2На О досягає |
|||||||||
95%: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t |
__ |
2,303 |
|
С н а с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
s |
с в а с - с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,303 |
|
, |
|
|
|
2,24 • 1 0 - 2 |
|
|
, с о |
с |
|
|
|
|
1,965 • 10~2 |
S |
2,24 • Ю - |
2 |
— 0,95 • 2,24 • 10~2 |
= |
152,5 хв |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
я к 2 |
год 33 хв. |
|
|
|
|
|
||
Задача. Кусок |
мармуру, |
що має сталу поверхню, |
розчиняється |
в |
|||||||||||
1 м 3 |
1 н. НС1 із швидкістю розчинення, що дорівнює 5 кг за хвилину. |
||||||||||||||
Визначити, |
який об'єм |
С 0 2 (при нормальних |
умовах) виділиться |
за |
|||||||||||
20 хв, а також скільки часу буде потрібно, щоб такий самий об'єм вуг
лекислого газу |
виділився |
при зануренні |
ідентичного куска мармуру |
|||||
в 2 м 3 тієї самої |
кислоти. |
|
|
|
|
|
|
|
Р о з в ' я з а н н я . Еквівалент СаС08 дорівнює |
||||||||
|
Р |
_ |
МсаСО, |
_ |
100 |
_ |
™ |
|
|
Е.СаС03 |
|
2 |
|
~~2— |
_ |
|
|
Число еквівалентів у 5 кг CaCOs |
|
|
|
|
||||
|
|
|
ОТСаСО, |
|
5 |
п |
, |
|
|
П = - = |
= - =;г |
= 0 , 1 . |
|||||
|
|
|
Е СаСО, |
|
5 0 |
|
|
|
Отже, на розчинення 0,1 кеквівалента СаС08 |
потрібно буде 0,1 кі- |
|||||||
лоеквівалента HQ . |
|
і С заміняємо |
на С0 |
і Сх. Дістанемо: |
||||
У рівнянні (VI1,40) СНав |
||||||||
|
is |
|
2,303 |
і |
С0 |
|
|
|
к= - Т - - ^ - с ^ с 7 -
Константа швидкості розчинення СаС08 :
К = |
• lg t _ | 0 1 = 2,303 • 0,0458 = 0,1055 х в - 1 . |
Кількість кислоти, витрачена на розчинення СаС03 протягом 20 хв: 0,1055 = - ^ . . i g _ _ i _ _ t
звідки
W-CJ |
= - 0 , 1 2 0 5 з о з 2 ° = - 0 , 9 1 6 3 =1,0837, |
або
1 — С , = 0,1213,
Сх = 0,8787 кекв • м - 3 .
Протягом 20 хв витрачається 0,8787 кеквівалента НС1. Отже, ви діляється така сама кількість грам-еквівалентів С 0 2 . Один кілоеквівалент С 0 2 при нормальних умовах займає 11,2 м3 .
Об'єм С 0 2 , що виділився протягом 20 хв: 11,2 • 0,8787 = 9,84 м3 .
Для другого випадку, коли взяли 2 м 3 1 н. НС1, Я д , S і б порівня |
|
но з першим дослідом не змінилися, тільки об'єм кислоти |
збільшився |
в два рази. Отже, константа швидкості розчинення СаС03 |
дорівнюва |
тиме |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К . = 4 |
Ї С |
= |
4 " |
= ^ |
= 0,0528 хв"' . |
||
При |
розчиненні |
мармуру |
концентрація 2 м 3 1 н. НС1 зменшує |
||||||
ться на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
° ' 8 7 8 7 |
= 0,4394 еквівалента. |
|
|||
Час, |
який |
потрібний |
для виділення |
9,84 м3 С 0 2 |
при розчиненні |
||||
СаС03 |
в 2 м 3 |
1 н. НС1, дорівнює |
|
|
|||||
t |
^ |
_2|03 |
} g |
_ £ і _ _ = |
. ]g |
= |
ю,97 хв. |
||
Задачі
37. Визначити коефіцієнт дифузії вуглецю в а-залізі при 1000 К. Залежність коефіцієнта дифузії від температури визначаємо за рів нянням
—84,16.10»
/Сд = 2 • 10~6 • е R T |
. |
Відповідь: 8,05 • 10 - 1 1 м2 • с - 1 . |
|
38. Визначити коефіцієнт дифузії азоту в а-залізі при 298 і 1000 К. Залежність коефіцієнта дифузії від температури визначаємо за рів нянням
|
—7,79-10' |
||
/Сд = |
6,6 • 10~7 -є |
я т |
. |
Відповідь: 1,48 • 10~20 |
і 5,64 • 10 _ і 1 |
м2 |
• с - ' . |
39. Розчинність РЬС12 у воді при 298 К дорівнює 38,66 моля на 1 м 3 . Протягом 10,5 хв при сталих швидкості переміщування і поверхні в сталому об'ємі, що дорівнює 1 м3 , розчинилося 6,14 моля, а за 1 год у тих самих умовах — 24,58 моля.
Визначити середню величину константи швидкості розчинення РЬС12 і час, який потрібний для того, щоб насичення розчину РЬС12 досягло 90%.
Відповідь: 1,665 • 10 - 2 х в - 1 ; 138,3 хв.
40. Нижче наведено результати дослідження швидкості розчинен ня CaS04 в 0,05 л води при 298 К:
і, год |
0, |
0,083 |
0,167 |
0,25 |
CcaS04, кг |
0,027 |
0,048 |
0,0632 |
0,0736 |
Швидкість перемішування була сталою. Об'єм води — 1 м3 . Кон центрація насиченого розчину при 298 К дорівнює 0,1047 кг в 0,05 л розчину. Поверхня алебастру зберігалася сталою.
Визначити константу швидкості розчинення CaS04 при зазначених умовах.
Відповідь: 3,663 г о д - 1 .
41. Мідна куля обертається в азотній кислоті і її час від часу зва жують. Протягом першої секунди вага зменшується від 4,3465 • 10~3 до 4,0463 • 10~3 кг, а протягом другої секунди — від 4,0463 • 10 - 3 до 3,7673 • 10~3 кг. Середня поверхня за ці інтервали часу відповідно дорівнювала 2,8993 • 10~2 і 2,764 • 10 - 2 м3 . Маючи на увазі, що об'єм кислоти дуже великий і концентрація її залишається практично ста лою, визначити, скільки грамів міді розчиниться протягом 6-ї секунди, якщо середня поверхня в цей час дорівнюватиме 2,2515 • 10~2 -м2 .
Відповідь: 2,3 • 10 - 4 кг.
42., Визначити товщину дифузійного шару навколо CaS04, якщо коефіцієнт дифузії дорівнює 6,041 • 10 - 5 м2 • год - 1 , а поверхня але бастру становить 3,155 • 10~3 м2 . Константа швидкості розчинення CaS04 в 1 л води дорівнює 3,663 год .
Відповідь: 5,2 • 10~5 м.
ДОДАТКИ
|
|
|
|
Т а б л и ц я |
1 |
|
|
Міжнародні атомні маси деяких елементів (1961) |
|
|
|||
Елемент |
Сим |
Атомна маса |
Елемент |
Сим |
Атомна |
маса |
вол |
вол |
|||||
Азот |
N |
14,0067 |
Алюміній |
А1 |
26,9815 |
Барій |
Ва |
137,34 |
Берилій |
Be |
9,0122 |
Бор |
В |
10,811 |
Ванадій |
V |
50,942 |
Вісмут |
Ві |
208,980 |
Водень |
н |
1,00797 |
Вольфрам |
W |
183,85 |
Гафній |
Ні |
178,49 |
Гелій |
Не |
4,0026 |
Залізо |
Fe |
55,847 |
Золото |
Au |
196,967 |
Йод |
I |
126,9044 |
Іридій |
Ir |
192,2 |
Кадмій |
Cd |
112,40 |
Калій |
К |
39,102 |
Кальцій |
Са |
40,08 |
Кисень |
О |
15,9994 |
Кобальт |
Со |
58,9332 |
Кремній |
Si |
28,086 |
Магній |
Mg |
24,312 |
Марганець |
Mn |
54,9381 |
Мідь |
.Си |
63,54 |
Молібден |
Mo |
95,94 |
Натрій |
Na |
22,9898 |
Нікель |
Ni |
58.71 |
Олово |
Sn |
118,69 |
Платина |
Pt |
195,09 |
Радій |
Ra |
226 |
Ртуть |
Hg |
200,59 |
Рубідій |
Rb |
85,47 |
Свинець |
Pb |
207,19 |
Селен |
Se |
78,96 |
Сірка |
S |
32,064 |
Срібло |
Ag |
107,870 |
Стронцій |
Sr |
87,62 |
Сурма |
Sb |
121,75 |
Талій |
Tl |
204,37 |
Тантал |
Та |
180,948 |
Титан |
Ті |
47,90 |
Телур |
Те |
127,60 |
Торій |
Th |
232,038 |
Вуглець |
С |
12,011115 |
Фосфор |
P |
30,9738 |
Фтор |
F |
18,9984 |
Хлор |
CI |
35,453 |
Хром |
Cr |
51,996 |
Цинк |
Zn |
65,37 |
Цирконій |
Zr |
91,22 |
Термодинамічні властивості простих речовин і складних сполук
- |
ДЯ298 X - |
|
|
|
с0 |
|
|
A Z 298 X |
6298 X |
|
Т |
||||
Речовина |
6 |
X 10~ |
6 |
, |
х ю - 3 , |
Фаза |
|
x 10—, |
|
|
1 |
||||
|
Дж X |
Дж X |
|
Дж X |
|
|
|
X к м о л ь - 1 X кмоль |
|
' X кмоль - ' X |
|
|
|||
X К - 1
І. Прості речовини
|
|
Коефіцієнти |
рівняння |
|
|
|
|
^^перетв, |
СР == а„ + aj + агТ* + а__2 Г - 2 . |
Температур |
|||
перетв, |
Дж |
• кмоль - * • К - 1 |
|
|||
Дж х |
|
|
|
|
ний інтер |
|
к |
X кмоль |
' |
|
|
|
вал, к |
|
|
а„ • 1 0 - 3 |
а, |
а2 • Ю8 |
а _ 2 |
• Ю - 8 |
А1 |
|
|
—, |
28,340 |
|
Т |
933,1 |
10,76 |
20,68 |
12,39 |
— |
— |
298—933,1 |
Ві |
|
— |
— |
55,44 |
|
Т |
544,2 |
11,01 |
22,52 |
10,89 |
— |
— |
298—554,2 |
С |
(графіт) |
—. |
— |
5,74 |
|
|
|
|
17,15 |
4,27 |
— |
— 8,79 |
298—2300 |
С |
(алмаз) |
1,897 |
2,866 |
2,38 |
|
|
|
|
9,12 |
13,22 |
— |
— 6,19 |
298—1200 |
Cd |
|
|
— |
51,50 |
|
Т |
594,1 |
6,11 |
22,23 |
12,31 |
— |
— |
298—594,1 |
Co |
|
— |
— |
28,5 |
т |
(а) |
723 |
0,021 |
19,76 |
18,00 |
— |
— |
298—723 |
|
|
|
|
|
т |
(р) |
1398 |
0,398 |
13,82 |
24,53 |
— |
— |
723—1398 |
Cr |
|
— |
— |
23,78 |
т (у) |
1766 |
15,50 |
40,19 |
— |
— |
— |
1398—1766 |
|
|
|
т |
2173 |
14,7 |
22,40 |
9,88 |
— |
- 1,84 |
298—2173 |
||||
Си |
|
— |
— |
33,37 |
|
т |
1356,2 |
13,02 |
22,65 |
6,28 |
— |
— |
298—1356,2 |
|
|
— |
— |
27,177 |
т |
(а) |
1033 |
1,72 |
14,11 |
29,73 |
— |
1,80 |
298—1033 |
Fe |
|
|
|
|
т (р) |
1180 |
0,909 |
43,54 |
— |
— |
|
1033—1180 |
|
|
|
|
|
|
т (у) |
1673 |
0,63 |
20,31 |
12,56 |
— |
— |
1180—1673 |
|
|
|
|
|
|
т (6) |
1808 |
13,02 |
43,12 |
— |
— |
— |
1673—1808 |
|
н 2 |
|
|
|
|
рід. |
3043 |
304,80 |
41,868 |
— |
— |
— |
1808—2500 |
|
|
— |
— |
306,74 |
|
г |
923 |
9,21 |
27,72 |
3,39 |
— |
— |
298—2500 |
|
Mg |
|
— |
32,53 |
|
т |
22,32 |
10,26 |
— |
— 0,4312 |
298—923 |
|||
Mn |
— |
— |
31,78 |
т |
(а) |
і 000 |
2,24 |
23,86 |
14,15 |
— |
— 1,549 |
298—1000 |
|
Mo |
— |
— |
28,60 |
|
т |
2883 |
24,3 |
22,94 |
5,443 |
— |
— |
298—2500 |
|
N 2 |
|
— |
— |
191,617 |
т |
г |
626 |
0,385 |
28,30 |
2,537 |
0,544 |
— |
298—2500 |
Ni |
|
— |
— |
29,881 |
(а) |
17,00 |
29,48 |
— |
— |
298—626 |
|||
o2 |
|
|
|
|
т (Р) |
1728 |
17,63 |
25,12 |
7,536 |
— |
— |
626—1728 |
|
|
— |
— |
205,166 |
|
г |
— |
— |
34,62 |
1,08 |
— |
— 7,859 |
298—2500 |
|
T - p * |
— |
— |
177,5 |
т |
(5) |
317,4 |
2,516 |
57,024 |
120,24 |
— |
— |
298—317,4 |
|
|
|||||||||||||
