Tiểu luận hóa lí nâng cao

Tiểu luận hóa lí nâng cao

TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA PHN I: M U Húa lý v cu to cht úng vai trũ ht sc quan trng vic nghiờn cu c s lý lun cỏc quỏ trỡnh húa hc S hiu bit v cu trỳc, nng lng v c ch phn ng lý gii cỏc qui lut din bin ca mt quỏ trỡnh húa hc l nhim v hng u ca mụn hc Húa lý Núi cỏch khỏc, nm chc cỏc kin thc Húa lý s giỳp cỏc nh khoa hc hiu sõu sc hn bn cht ca quỏ trỡnh húa hc Húa lý hin i l s kt hp phc ca cỏc chuyờn ngnh hp nh: ng húa hc, in húa hc, nhit ng húa hc, lý thuyt v dung dch, lý thuyt v xỳc tỏc, húa hc bc x, húa keo, Nhit ng lc hc l mt ngnh ca vt lý hc, nghiờn cu mi quan h nhit, cụng v cỏc dng nng lng C s ca nhit ng lc hc l cỏc nguyờn lý I, II, III v nguyờn lý p dng cỏc nguyờn lý c bn ca nhit ng lc hc vo quỏ trỡnh húa hc hỡnh thnh nờn nhit ng húa hc Nhit ng húa hc ch yu nghiờn cu v: - Nhit húa hc: Nghiờn cu hiu ng nhit ca cỏc phn ng húa hc v cỏc quỏ trỡnh húa lý nh hũa tan, hp ph, chuyn pha - Cõn bng húa hc: Nghiờn cu kh nng, chiu hng v gii hn ca phn ng, ngha l nhng iu kin no mt phn ng húa hc cú th xy ra, t xy theo chiu no, phn ng t cõn bng, hiu xut phn ng l bao nhiờu, nh hng ca cỏc yu t bờn ngoi n s chuyn dch cõn bng phn ng nh th no - Cõn bng pha: Nghiờn cu cỏc iu kin cõn bng pha cỏc h d th, nhng quy lut ca cỏc quỏ trỡnh chuyn pha - Ngoi nhit ng húa hc cũn nghiờn cu cỏc tớnh cht v qui lut c bn ca cỏc loi dung dch v ng dng thc t ca chỳng Nghiờn cu nhit ng hc cõn bng pha l mt nhim v quan trng ca Húa lý vỡ thc t chỳng ta hay gp cỏc h cú nhiu pha, c bit l h hai pha Nghiờn cu gin pha ca h bc hai giỳp ta hiu rừ c tớnh, tớnh cht ca cỏc quỏ trỡnh bay hi, kt tinh, núng chy, ca cỏc dung dch, cỏc h kim loi, m ta thng gp cụng nghip hoỏ hc, luyn kim v mt s ngnh khoa hc khỏc Trang TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA PHN II: C S Lí THUYT Mt s khỏi nim: 1.1 Pha L hp nhng thnh phn ng th cú cựng tớnh cht lý húa Cỏc pha c phõn cỏch bng b mt phõn chia R L H 1.2 Cu t S húa cht cú kh nng to nờn h Cu t kớ hiu: n Ch xột nhng cu t cú kh nng tn ti c lp VD: H2O - NaCl H2 + I2 2HI cú th xem h cu t 2HI H2 + I2 H cu t S cu t = S húa cht s phng trỡnh liờn h 1.3 Bc t f Tc l s thụng s trng thỏi ( T, P, C) cú th thay i mt cỏch tựy ý nhng khụng lm thay i s pha h Qui tc pha (Qui tc Gibb) Xột h n cu t u cú mt k pha nm cõn bng vi Khi h nm trng thỏi cõn bng nú tha cỏc iu kin cõn bng nhit ng hc + Cõn bng nhit T1 = T2 = =Tk + Cõn bng c hc P1 = P2 = = Pk + Cõn bng húa hc à11 = à12 = = à1k 21 = 22 = = 2k n1 = n2 = = nk S phng trỡnh liờn h (k-1).n S thụng s trng thỏi (n-1).k + S bc t f = (n-1)k + (k-1)n f=nk+2 Qui tc pha S bc t bng s cu t h tr i s pha v cng +Nu T = const f = n k + +Nu T, P = const f = n k +Nu thờm thụng s cng f = n k + Da vo qui tc pha ca Gibb cú cỏch phõn loi h a)Phõn loi theo cu t n = h cu t n = h cu t n = h cu t b)Phõn loi theo s pha Trang TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA k = h pha k = h pha k = h pha c)Phõn loi theo bc t f = h bin f = h bin f = h bt bin H hai cu t 3.1- Nhn xột chung Khỏc vi h mt cu t, i vi h hai cu t c hon ton xỏc nh bi thụng s: ỏp sut, nhit v nng mt cu t (vỡ bit nng ca cu t thỡ s suy nng ca cu t kia) Nh vy cú iu kin thay i l T, P, nng (x) Ta nhn thy biu din thnh phn ca h thỡ nờn chn cỏch biu din % lng hoc nng phõn s mol l tin li nht, vỡ nh vy bit nng ca cu t ny ta cú th suy nng ca cu t Mt khỏc ta nhn thy rng biu din gin pha ca h ta cn trc: T, P, nng (x) thỡ ta s c gin pha khụng gian ú l iu gõy bt tin, n gin v phự hp vi iu kin thc t ngi ta thng nghiờn cu h hai cu t vi iu kin thay i cú th l: P x; T x; nh i vi h gm cỏc cht rn hoc lng, cũn pha khớ, thỡ thng ch nghiờn cu s thay i pha theo T x (ngha l P = const) VD: Gin h hai cu t P = const P = const T Hơi Dị thể Lỏng Dị thể Dị thể A x B 3.2- H hai cu t tn ti th lng 3.2.1 Dung dch lng lý tng: cha cu t - Cú bn cht ging hoc gn ging - Cú lc tng tỏc fA-A = fB-B = fA-B (f lc tng tỏc) - Quỏ trỡnh trn ln V = 0, H = - Tuõn theo nh lut Raoult + Xột hn hp A, B Trang TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA -Ta thy hai cu t A, B ca dung dch lng lớ tng tuõn theo nh lut Raoult pi = pi0 xi Pi: ỏp sut hi bóo hũa trờn b mt cht lng i Pi : ỏp sut hi bóo hũa ca i nguyờn cht Ta cú: p A = p 0A x A pB = pB0 xB Pchung = PA + PB = p 0A + ( pB0 PA0 ) xB (1) , vi xA = - xB, xA, xB ln lt l nng phn mol ca A, B th lng Biu thc (1) biu din s ph thuc ca ỏp sut chung vo thnh phn th lng Gi s p A0 < pB0 Ta cú gin P T = const P = PA + PB B A Mt khỏc phn hi tuõn theo nh lut Daltow PB = P yB , yB nng phn mol ca B th hi PB0 xB PB yB = = PA + ( PB0 PA0 ) xB P x PB0 = y= (2) + ( 1).x PA Biu thc (2) biu din mi quan h gia thnh phn lng v hi Mi quan h c biu din bng gin : (3) (2) y n (1) m Trang x TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA (1) = 1; (2) >1; (3) >>1 Ta cú Pchung = PA + PB = p 0A + ( pB0 PA0 ) xB = f(x) T (2) x = y ( 1) y P = PA0 + ( PB0 PA0 ) y = f(y) ( 1) y Gin : P T = const L Đường lỏng P = f(x) L H H P = f(y) Đường B A 3.2.2 Dung dch thc - Sai lch dng (+) + Tng tỏc gia cỏc cu t fA-B < fA-A, fB-B + P > P lớ tng + V > 0, H > P P T = const B A Sai lệch (+) 3.3 Quy tc ũn by: Trang - Sai lch õm (-) + Tng tỏc gia cỏc cu t fA-B > fA-A, fB-B + P < P lớ tng + V < 0, H < T = const B A Sai lệch (-) TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA Gi s un núng mol dung dch cú nng x a lờn vựng d th im tng trng l k, lỳc ny cú m mol dung dch ó chuyn thnh hi, (1-m) mol nm lng P = f(x) T = const P P0B a k b P = f(y) P0A y A xB x B S mol ban u ca B l: 1.x0 S mol ca B L l: (1-m)x S mol ca B H l: my Theo nh lut tỏc dng lng: x0 = (1- m)x + my m= m x x ka x0 x y x0 = v m = = m y x0 kb yx yx ka lng hi/ lng lng = kb 3.4 Cỏc nh lut Konovalov dP dPB y x = dx dx x(1 y ) dP Ta cú du ca ph thuc vo y x dx 3.4.1 nh lut Konovalov 1: dP > dP, dx ng bin dx dP yx Cu t no cú thnh phn th hi ln hn th lng thỡ thờm vo dung dch thỡ ỏp sut chung ca h s tng lờn nhit khụng i hoc nhit sụi ca h s gim xung ỏp sut khụng i 3.4.2 nh lut Konovalov 2: y=x dP dT = hoc =0 dx dx Ti im cc tr ca ỏp sut hi bóo hũa ( hay nhit sụi) phn lng v phn hi nh Ta cú th mụ t bng gin sau: Trang TIU LUN HểA L NNG CAO T = const P GVHD: PGS.TS TRN THI HềA T n A P = const B A B 3.5 Phng phỏp chng ct 3.5.1- Hn hp khụng to ng phớ: Hỡnh Nu un núng dung dch cú thnh phn N thỡ dung dch s sụi t nhit t1, hi cõn bng vi pha lng cú thnh phn N3 v giu cu t B hn, vỡ vy sau ó bay hi mt phn thỡ phn dung dch cũn li s cú thnh phn N giu cu t A hn so vi dung dch ban u Dung dch ú s sụi nhit t cao hn t1 Hi cõn bng vi pha lng lỳc ny cú thnh phn N 4, nú cng giu cu t B hn so vi pha lng Vỡ vy, phn dung dch s giu cu t A hn v sụi nhit cao hn Nu tip tc chng ct thỡ phn cn cui cựng ch gm cu t A tinh khit v nhit sụi t n tA tA tA Hơi C D Hơi K lỏng tB tB lỏng A N2 N1 N N4 N3 N5 Thành phần Hình 1: Biểu đồ nhiệt độ sôi- thành phần hệ hai cấu tử B A N1 N2 C N4 N3B Thành phần Hình 2: Biểu đồ nhiệt độ sôi - thành phần hệ hai cấu tử có điểm đẳng phí Nu xột n phn hi, gi s phn hi cú thnh phn N c ngng t li v em chng ct thỡ nú s sụi nhit t v hi thu c cú thnh phn N5 s Trang TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA cng giu cu t B Nu tip tc quỏ trỡnh chng ct v ngng t nh vy thỡ cui cựng bỡnh ngng ta s thu c cu t B tinh khit 3.5.2- Hn hp to ng phớ: Hỡnh i vi hn hp to ng phớ thỡ ta khụng th tỏch riờng bng phng phỏp trờn c Gi s ta cú dung dch cú thnh phn N nm gia A v C thỡ dung dch s sụi nhit t1 v hi nhn c cú thnh phn N2 giu cu t B hn so vi pha lng phn dung dch cũn li giu cu t A hn s sụi nhit cao hn Nu tip tc chng ct phn cn cui cựng s l cu t A tinh khit Nhng t dung dch ban u cú thnh phn N ta khụng th tỏch c cu t B tinh khit m ta tỏch c dung dch ng phớ C VD: H nc ru etylic H ny cú nhit sụi cc tiu 78,13 0C ng vi thnh phn 95,57% theo lng ru ( khong 960) - nõng cao hm lng cht cn tỏch t hn hp ng phớ ngi ta cú th phỏ ng phớ bng mt s phng phỏp sau: + Thay i hỡnh dng gin : VD: Xột vi h etanol nc ta h ỏp sut ngoi t 760mmHg xung 100mmHg thỡ t l ru dung dch ng phớ s tng lờn n 99,6% mol (99,60) v nhit sụi ng phớ h n 34,20C T0 C P = 1atm 1000C T0 C 34,20C H2O 960 99,60 C2H5OH + Thờm cu t th ba vo: Cu t ny cú tỏc dng ngn cn s hỡnh thnh dung dch ng phớ hoc nú to ng phớ vi mt hai cu t v b tỏch quỏ trỡnh chng ct VD: Xột vi h etanol nc cho thờm CaCl vo lỳc ny nc s solvat húa ion Ca2+ mnh hn cũn C2H5OH d dng bay v ta thu c C 2H5OH trờn 960 Phng phỏp phõn tớch nhit Mt phng phỏp thng dựng nghiờn cu s thay i pha ca h cu t l phng phỏp phõn tớch nhit Ni dung ca phng phỏp ny theo dừi s thay i nhit chuyn pha (s xut hin pha mi) ca tng h cu t vi nhng thnh phn khỏc Mt phng phỏp thng dựng l o nhit liờn tc theo thi gian, ri cn c vo s thay i nhit xột ti s xut hin pha mi Khi cú pha mi xut hin s kốm theo s thay i nhit khụng u hoc t ngt õy l phng phỏp phõn tớch nhit hay dựng phũng thớ nghim Cỏch lm nh sau: Chng hn xột h gm cu t A v B vi thnh phn: Trang TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA Cu t A 0% 10% 100% Cu t B 100% 90% 0% em un núng cho hoỏ lng hon ton ri lm lnh t t theo dừi s thay i nhit bng nhit k C qua thi gian nht nh (khong 30 giõy) thỡ ghi nhit , sau ú v lờn th trc (trc tung ghi T, trc honh ghi thi gian t) Lỳc ú ta s c ng cong nhit thi gian khỏc gi l ng ngui ca cu t nguyờn cht hay hn hp Trờn ng cong s cú s thay i khỏc thng tng ng vi s xut hin pha mi Ta s xột c th cỏc dng c bn ca ng ngui ú 4.1- ng ngui ca cu t nguyờn cht ng ngui l th biu din mi quan h gia nhit theo thi gian quỏ trỡnh lm ngui mt cht hay hn hp ng ngui ca cu t A v B cú dng nh (hỡnh 4.5) To K TB a/ a Nguyờn cht A b c/ / TA b Nguyờn cht B c d d / t (thi gian) Hỡnh 4.5- ng ngui ca cu t nguyờn cht Lỳc u ta ch cú pha lng, nhit gim dn, ng vi on ab, lỳc ú: f=11+1=1 n b nhit dng li, cu t bt u kt tinh nờn chớnh ú l nhit kt tinh ca cu t on bc, nhit khụng thay i theo thi gian vỡ qua trỡnh lm lnh cú to lng nhit, lng nhit ny nú bự p li lng nhit ca h ó mt i qua trỡnh kt tinh, nờn nhit khụng thay i theo thi gian p dng quy tc pha cho on bc ta cú: f = + = Ngha l kột tinh nhit khụng th thay i c n c, kt tinh ht, lỳc ny h l pha rn Do ú, f = + = Ngha l nhit li tip tc gim, ng vi on cd v h kt tinh hon ton Trang TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA Chỳ ý: Cỏc cht khỏc u cú ng ngui tng t nhng khỏc nhit kt tinh 4.2- ng ngui ca hn hp ng ngui ca hn hp cú dng nh (hỡnh 4.6) To K a/ a T1 b T/1 T2 b/ (1) d/ c/ d c e (2) e/ (3) t (thi gian) Hỡnh 4.6- ng ngui ca hn hp Trờn th v ng ngui ca hn hp cú thnh phn khỏc Sut quỏ trỡnh ng vi on ab (hay a /b/), h ch cú pha lng v nhit gim dn, tip theo ta thy ln thay i tc gim ca nhit T T1 T/1 l nhit kt tinh ca cu t Cu t no kt tinh trc l tu thuc vo thnh phn ca nú so vi thnh phn cỳ hn hp c bit (gi l hn hp tecti) n b (hay b/) h bt u cú pha: hn hp lng v cu t kt tinh Vỡ cú s kt tinh cu t kốm theo ta nhit nờn nhit gim chm i, theo quy tc pha: C = + = Ngha l cú th thay i thụng s (nhit hoc nng ) Sut quỏ trỡnh kt tinh bc (hay b /c/) h cú pha, vỡ mt cu t kt tinh nờn thnh phn pha lng thay i liờn tc T2 : gi l nhit kt tinh ca hn hp tecti ng ngui ca hn hp tecti tecti l hn hp ng nht gm cỏc tinh th ca cu t, kt tinh c hai cu t kt tinh ng thi theo mt t l nht nh Nh vy hn hp tecti kt tinh vi thnh phn pha lng v pha rn nh nhau, trờn th ng vi on cd (hay c /d/) Sut quỏ trỡnh hn hp tecti kt tinh ht cú pha: pha lng v pha rn (tinh th ca cu t) nờn : f = + = 0, nờn T2 = Te = const v c gi l nhit kt tinh ca hn hp tecti Ta nhn thy rng, nhit kt tinh ca hn hp tecti l thp nht v chung cho mi trng hp Trang 10 TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA iu ny cú ngha l mt h hai cu t ch cú hn hp tecti ng vi thnh phn c nh, nờn dự thnh phn ban u khỏc nhng cỏc hn hp u s t n thnh phn ca hn hp tecti n nhit T1 cu t no cú thnh phn nhiu hn so vi thnh phn ca nú hn hp tecti thỡ cu t ú kt tinh trc Thớ d: hn hp tecti cú thnh phn 70%A + 30%B V nu hn hp lng cú 60% A v 40%B thỡ B s kt tinh trc Khi pha lng tecti kt tinh (n d) h ch cũn pha rn v s bc t C = + = 1, ú nhit li tip tc gim Nh vy nu hn hp ban u cú thnh phn hn hp tecti thỡ ng ngui cng ch cú im dng ng vi nhit Te (ng (3) trờn hỡnh v), cú ngha l ng ngui tecti cng ging nh ng ngui nguyờn cht, ch khỏc l nhit thp nht 4.3 Gin pha ca h hai cu t Sau ó cú c cỏc ng ngui cn c vo nhit kt tinh, thnh phn ca hn hp ta s cú gin pha ca h Cú th thy cỏch lm qua (hỡnh 4.7) a cỏc ng ngui ca h lờn trc to : Vi trc honh l trc thnh phn, Trc tung l nhit , Ta s c gin pha ca h cu t ToK (4) T0K (5) (1 ) (2) (1) T0K (2) (3) (4) (5) TB (3) Lng (A+B) TA Rn B v Lng (A+B) Rn A v Lng (A+B) Rn A + Rn B t A(%) Hỡnh 4.7- Gin pha ca h cu t Trang 11 %B TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA PHN III: BI TP VN DNG Bi 1: Gin bc hai ng ỏp etanol benzen th hin mt cc tiu ng phớ ng ỏp di ỏp sut bar t(0C) 80 75 70 67,5 AZ 65 0,2 0,4 0,6 0,8 xB a Xỏc nh ta ca AZ di ỏp sut p = bar b Xỏc nh nhit bt u húa lng v kt thỳc hn hp hi cú thnh phn 0,2; 0,9 Bi gii: a T gin ta thy xAz = 0,54 v tAz = 67,50C b Vi xB = 0,2, s húa lng bt u nhit khong 74 0C v kt thỳc nhit khong 720C Vi xB = 0,9, s húa lng bt u nhit khong 76 0C v kt thỳc nhit khong 730C Bi 2: Gin bc hai ng ỏp ca h liti clorua natri clorua: a Xỏc inh bn cht cỏc pha cú mt mi A, B, C v D b Xỏc nh cỏc ta ca cc tiu M Bi gii: a H c hp thnh: A: t mt hn hp ng th NaCl v LiCl núng chy B v C: t mt dung dch rn nm cõn bng vi mt dung dch lng v c hai u to thnh bi KCl v NaCl D: t mt dung dch rn NaCl v KCl b Da vo hỡnh v ta c c xM = 0,39 v tM = 5200C Trang 12 TIU LUN HểA L NNG CAO toC GVHD: PGS.TS TRN THI HềA P = 10bar 800 700 A C 600 B D M 500 0,5 LiCl NaCl Giản đồ bậc hai liti clorua - natri clorua Bi 3: Cho gin trng thỏi ca h KCl LiCl nh sau: toc 800 a 700 650 600 od B b 500 450 c o p M N 400 361 E Trang 13 40 60 %LiCl Hệ LiCl - NaCl 20 oe 80 100 600 TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA a S pha, thnh phn pha v nhit ti cỏc im a, b, c, d, e v E b Thnh phn ca h c biu din bng im M trờn gin bng qui tc ũn by Bi gii: a im a: Mt pha lng cha 40% LiCl, 7000C im b: Hai pha cha 80% LiCl 5100C nm cõn bng vi tinh th LiCl im c: Mt pha núng chy ca LiCl 6500C im d: Mt pha tinh th KCl 6250C im e: Hai pha rn gm tinh th LiCl 80% v KCl 20% im E: tecti, h pha ( pha tinh th + pha lng) pha lng cha 58,5% LiCl Nhit tecti 3610C b im M ng vi h pha 4500C, pha lng cha 20% LiCl v 80% KCl MN 30 Lng pha rn KCl/ Lng pha lng = = MP 20 Bi 4: Khi lng riờng ca phờnol rn l 1,072.10 kg.m-3, ca phờnol lng l 1,056.103 kg.m-3 Nhit núng chy ca nú l 1,044.105 J kg Nhit kt tinh l 314,20K Tớnh dP dT v nhit núng chy ca phờnol P = 5,065.107 N.m-2 Bi gii: p dng : dP Hnc 1,044.105 (1,072.1,056 ).106 = = = 4,525.108 N.m -1 dT T.V 314,2.(1,072 1,056).10 tớnh T0nc ỏp sut ngoi ó cho nh trờn, ta phi coi giỏ tr dT = 4,525.10 N1.m khong ỏp dP khụng i v bng 4,525.10 N1.m , nờn: T2 P2 T1 P1 sut 1,044.10 5,065.107 (N.m-2) l dT = 4,525.10 dP T2 = 314,2 + 4,525.10 8.5,065.107 = 316,4 K Bi 5: V gin pha ca h Sb Pb da vo cỏc d kin cho bng sau: Thnh phn hn hp lng, % lng Trang 14 Sb Pb 100 632 80 20 580 TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA 60 40 520 40 60 433 20 80 300 10 90 273 100 326 a Xỏc nh thnh phn tecti b Cú bao nhiờu Sb tỏch nu 10kg hn hp lng cha 40% Pb, c lm ngui ti 4330C? Bi gii: Gin : toc A 600 K 520 433 F 400 N M B C E 326 D 200 Sb 20 40 %Pb 60 80 87 100 Gin pha ca h Sb Pb a Hai ng lng AE v BE ct ti E ng vi thnh phn owtecti 87%Pb v 13%Sb b Nu hn hp lng cha 40% Pb c lm ngui ti 433 0C thỡ ng vi im M trờn gin Ti thnh phn 40% Pb, tinh th u tiờn tỏch hn hp lng l Sb ti 5200C (im K trờn gin ) Dn theo s tỏch Sb, hn hp lng cng giu Pb hn ú im K chuyn dch ti N chng hn (60%Pb) Gi L l lng pha lng ti im K v R l lng Sb tinh th tỏch hn hp lng ti K Theo quy Trang 15 TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA tc ũn by R.FM = L.MN hay R= L 20 MN = 10 = kg 40 FM Bi 6: Cho biu hai thnh phn ng ỏp ca h gecmani silic theo phn mol silic xSi = x2 ca toC 1600 1600 1500 1500 Lỏng 1400 1414 1400 1300 1300 1200 1200 1100 dung dịch rắn 1000 1100 1000 0,32 0,5 0,6 0,67 x2 (Si) Ta xột h thu c trn ln 8,43g silic vi 14,52g gecmani a Tớnh thnh phn chung ca h b Hn hp ny c a ti 12000C, xỏc nh thnh phn ca hai pha cõn bng c Xỏc nh lng v lng ca tng pha cõn bng Bi gii: Theo nh ngha phn mol x2 = xSi = nSi nSi + nGe 8,43 28,1 = 8,43 14,52 = 0,60 + 28,1 72,6 xSi = 0,60 v xGe = 0,40 Theo gin t = 1200 0C ct ng lng x 2(l) = 0,32 v ng rn x2(r) = 0,67 n = n(r) + n(l) = Ta li cú: n(l ) = n Trang 16 8,43 14,52 + = 0,50 28,1 72,6 ( x2 (r ) x2 ) 0,67 0,60 = 0,5 = 0,1 ( x2 ( r ) x2 (l ) 0,67 0,32 TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA n(r) = n n(l) = 0,40 Thnh phn mol ca hai pha: Trong pha lng: nSi(l) = xSi(l).n(l) = 0,032 mol nGe(l) = n(l) - nSi(l) = 0,068 mol Khi lng ca pha lng ú l: m(l) = nSi(l).MSi + nGe(l).MGe = 5,84g Trong pha rn: nSi(r) = xSi(r).n(r) = 0,268 mol nGe(r) = n(r) - nSi(r) = 0,132 mol Khi lng ca pha rn ú l: m(r) = nSi(r).MSi + nGe(r).MGe = 17,11g Bi 7: Hn hp bc hai toluen benzen cú th c coi nh l lớ tng Gin ng ỏp ca nú di p = 1,0bar cho hỡnh sau: t 0c P = 1,0bar 120 110 100 N Q M 90 80 70 0,2 0,4 0,6 0,8 xB Ta xột hn hp thu c trn 4,0mol benzen vi 6,0 mol toluen a Xỏc nh nhit bt u sụi ca hn hp ny b Tớnh cỏc lng cht lng v hi cõn bng 1000C c Tớnh lng toluen lng cú mt h 1000C Bi gii: a H cú phn mol benzen x B = 0,4, trờn gin nhit bt u sụi c c trờn ng cong sụi t = 940C b Ta cú n(h) = MN MQ n v n(l) = n NQ NQ Theo gin NM = 0,2, MQ = 0,087 v NQ = 0,287 n(h) = Trang 17 0,2 10 = 7,0 mol 0,287 TIU LUN HểA L NNG CAO V n(l) = GVHD: PGS.TS TRN THI HềA 0,087 10 = 3,0 mol 0,287 c ng ng nhit 1000C ct ng cong sụi xB(l) = 0,22 nờn xT(l) = 0,78, nh vy lng toluen pha loóng bng nT(l) = xT(l) n(l) = 0,78.3,0 = 2,3 mol Bi 8: Xỏc nh nhit hoỏ hi ca thu ngõn, nu nh ỏp sut hi bo hũa ca nú 3300C l 0,65.105N.m-2 Cho bit nhit sụi ca thu ngõn ỏp sut P = 1,013.105 N.m-2 l 3570C Bi gii: Theo phng trỡnh Clausius Clapeyron cho quỏ trỡnh bay hi: dP Hcp = dT T.V dP Hh = dT T.Vh hay : Hh dP = R.T dT T P hay : dP dT = Hh P R.T Trong khong nhit they i T T2 v coi Hh = const khong nhit trờn, nờn ta ly tớch phõn tng ng : T1 T2 v P1 P2 P2 T2 dP H dT H P h h = ln = P1 R T1 T2 T P1 P T1 R Suy ra: Hh = R.T1.T2 ln T2 T1 P2 P1 8,314.103 ( 330 + 273).( 357 + 273) ln = 1,013.105 0,65.105 630 603 Bi 9: 3700K noc s sụi di ỏp sut l bao nhiờu? Bit nhit hoỏ hi riờng ca nc l 2254,75 J g Bi gii: P2 dP = P1 P p dng : T2 H dT P H ( õy: Hh = 2254,75.18.103 = 40,585.103 J mol T = 3700 K T2 = 373 K R = 8,314.10 J mol.K ( Suy ra: Trang ln P1 = ln P2 18 h h ln = P1 R T1 T2 T T1 R Hh R ) ) ( T2 T1 P1 = 0,91.10 N.m T T ) TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA Bi 10: Tớnh bin thiờn ỏp sut cõn cú thay i im úng bng ca nc khong 10C Cho bit nhit núng chy 00C l 334 J g Khi lng riờng ca nc lng v nc ỏ ln lt l : 0,9998 g ml ; 0,9158 g ml Bi gii: VL = Ta cú : VR = 3 = 1,0002 cm = 1000,2 cm g kg 0,9998 3 = 1,0908 cm = 1090,8 cm g kg 0,9168 V = VL VR = 1090,8 1000,2 = 9,06.10 m kg Theo phng trỡnh Clausius Clapeyron cho quỏ trỡnh núng chy: 334.10 J Hnc dP Hnc dP kg = = = = 1,34.10 N.m = 134atm dT T.V dT T.( VL VR ) 373. 9,06.10 m3 kg Trang 19 TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA TI LIU THAM KHO Trn Hip Hi, Nguyn Vn Du; Bi húa lý, Nh xut bn Giỏo dc, 1985 Trn Vn Nhõn v cng s; Húa lý 1, 2, 3; Nh xut bn Giỏo dc H Ni, 1999 o Quý Chiu; Húa hc nm th nht, Húa hc nm th hai; Nh xut bn Giỏo dc, 2006 Lõm Ngc Thim, Trn Hip Hi, Nguyn Th Thu; Bi húa lý c s, Nh xut bn khoa hc v k thut H Ni, 2003 Nguyn ỡnh Hu; ng húa hc v xỳc tỏc; Nh xut bn Giỏo dc, 1990 Renộ DIDIER; Ngi dch: Nguyn ỡnh Bng V ng ; Húa i cng 1, 2, 3; Nh xut bn Giỏo dc, 1997 Hong Nhõm; Húa hc vụ c 1; Nh xut bn Giỏo dc, 2003 TS Trn Thỏi Ho; Bi ging Hoỏ Lớ nõng cao; HKH Hu - 2010 V ng ; C s lớ thuyt cỏc quỏ trỡnh hoỏ hc; NXBGD 2006 10 V ng ( Ch biờn ) - Trnh Ngc Chõu - Nguyn Vn Hi; Bi C s lớ thuyt cỏc quỏ trỡnh Húa hc; NXBGD 2006 11 F Cotton G Wilkinson, Ngi dch: Lờ Mu Quyn Lờ Chớ Kiờn; C s Hoỏ hc Vụ C - Phn I; NXB i hc v Trung hc chuyờn nghip H Ni 1984 Trang 20 [...]... 0,39 v tM = 5200C Trang 12 TIU LUN HểA L NNG CAO toC GVHD: PGS.TS TRN THI HềA P = 10bar 800 700 A C 600 B D M 500 0 1 0,5 LiCl NaCl Giản đồ bậc hai liti clorua - natri clorua Bi 3: Cho gin trng thỏi ca h KCl LiCl nh sau: toc 800 a 700 0 650 600 0 od B b 500 450 c o p M N 400 361 E 0 Trang 13 40 60 %LiCl Hệ LiCl - NaCl 20 oe 80 100 600 TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA a S pha, thnh phn... pha ca h 2 cu t ToK (4) T0K (5) (1 ) (2) (1) T0K (2) (3) (4) (5) TB (3) Lng (A+B) TA Rn B v Lng (A+B) Rn A v Lng (A+B) Rn A + Rn B t A(%) Hỡnh 4.7- Gin pha ca h 2 cu t Trang 11 %B TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA PHN III: BI TP VN DNG Bi 1: Gin bc hai ng ỏp etanol benzen th hin mt cc tiu ng phớ ng ỏp di ỏp sut 1 bar t(0C) 80 75 70 67,5 AZ 65 0,2 0 0,4 0,6 0,8 1 xB a Xỏc nh ta ca...TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA iu ny cú ngha l mt h hai cu t ch cú 1 hn hp tecti ng vi thnh phn c nh, nờn dự thnh phn ban u khỏc nhau nhng cỏc hn hp u s t n thnh phn ca hn hp tecti n nhit T1 cu t no cú... 4,525.10 dP T2 = 314,2 + 4,525.10 8.5,065.107 = 316,4 0 K Bi 5: V gin pha ca h Sb Pb da vo cỏc d kin cho bng sau: Thnh phn hn hp lng, % khi lng Trang 14 Sb Pb 100 0 632 80 20 580 TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA 60 40 520 40 60 433 20 80 300 10 90 273 0 100 326 a Xỏc nh thnh phn tecti b Cú bao nhiờu Sb tỏch ra nu 10kg hn hp lng cha 40% Pb, c lm ngui ti 4330C? Bi gii: Gin : toc A 600... trờn gin ) Dn theo s tỏch Sb, hn hp lng cng giu Pb hn do ú im K chuyn dch ti N chng hn (60%Pb) Gi L l lng pha lng ti im K v R l lng Sb tinh th tỏch khi hn hp lng ti K Theo quy Trang 15 TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA tc ũn by R.FM = L.MN hay R= L 20 MN = 10 = 5 kg 40 FM Bi 6: Cho biu hai thnh phn ng ỏp ca h gecmani silic theo phn mol silic xSi = x2 ca toC 1600 1600 1500 1500 Lỏng 1400... x 2(l) = 0,32 v ng rn x2(r) = 0,67 n = n(r) + n(l) = Ta li cú: n(l ) = n Trang 16 8,43 14,52 + = 0,50 28,1 72,6 ( x2 (r ) x2 ) 0,67 0,60 = 0,5 = 0,1 ( x2 ( r ) x2 (l ) 0,67 0,32 TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA n(r) = n n(l) = 0,40 Thnh phn mol ca hai pha: Trong pha lng: nSi(l) = xSi(l).n(l) = 0,032 mol nGe(l) = n(l) - nSi(l) = 0,068 mol Khi lng ca pha lng khi ú l: m(l) = nSi(l).MSi... 0,4, trờn gin nhit bt u sụi c c trờn ng cong sụi t = 940C b Ta cú n(h) = MN MQ n v n(l) = n NQ NQ Theo gin NM = 0,2, MQ = 0,087 v NQ = 0,287 n(h) = Trang 17 0,2 10 = 7,0 mol 0,287 TIU LUN HểA L NNG CAO V n(l) = GVHD: PGS.TS TRN THI HềA 0,087 10 = 3,0 mol 0,287 c ng ng nhit 1000C ct ng cong sụi xB(l) = 0,22 nờn xT(l) = 0,78, nh vy lng toluen trong pha loóng bng nT(l) = xT(l) n(l) = 0,78.3,0 = 2,3... 3700 K 1 0 T2 = 373 K 3 R = 8,314.10 J mol.K ( Suy ra: Trang ln P1 = ln P2 18 1 h h 2 ln 2 = P1 R T1 T2 T T1 R Hh R ) ) ( T2 T1 P1 = 0,91.10 5 N.m 2 T T 1 2 ) TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA Bi 10: Tớnh bin thiờn ỏp sut cõn cú thay i im úng bng ca nc khong 10C Cho bit nhit núng chy 00C l 334 J g Khi lng riờng ca nc lng v nc ỏ ln lt l : 0,9998 g ml ; 0,9158 g... Theo phng trỡnh Clausius Clapeyron cho quỏ trỡnh núng chy: 334.10 3 J Hnc dP Hnc dP kg = = = = 1,34.10 7 N.m 2 = 134atm dT T.V dT T.( VL VR ) 373. 9,06.10 5 m3 kg Trang 19 TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA TI LIU THAM KHO 1 Trn Hip Hi, Nguyn Vn Du; Bi tp húa lý, Nh xut bn Giỏo dc, 1985 2 Trn Vn Nhõn v cng s; Húa lý tp 1, tp 2, tp 3; Nh xut bn Giỏo dc H Ni, 1999 3 o Quý Chiu;... dc, 1990 6 Renộ DIDIER; Ngi dch: Nguyn ỡnh Bng V ng ; Húa i cng tp 1, tp 2, tp 3; Nh xut bn Giỏo dc, 1997 7 Hong Nhõm; Húa hc vụ c tp 1; Nh xut bn Giỏo dc, 2003 8 TS Trn Thỏi Ho; Bi ging Hoỏ Lớ nõng cao; HKH Hu - 2010 9 V ng ; C s lớ thuyt cỏc quỏ trỡnh hoỏ hc; NXBGD 2006 10 V ng ( Ch biờn ) - Trnh Ngc Chõu - Nguyn Vn Hi; Bi tp C s lớ thuyt cỏc quỏ trỡnh Húa hc; NXBGD 2006 11 F Cotton G Wilkinson, ...TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA PHN II: C S Lí THUYT Mt s khỏi nim: 1.1 Pha L hp nhng thnh phn ng th cú cựng tớnh cht lý... Dung dch ú s sụi nhit t cao hn t1 Hi cõn bng vi pha lng lỳc ny cú thnh phn N 4, nú cng giu cu t B hn so vi pha lng Vỡ vy, phn dung dch s giu cu t A hn v sụi nhit cao hn Nu tip tc chng ct thỡ... Quỏ trỡnh trn ln V = 0, H = - Tuõn theo nh lut Raoult + Xột hn hp A, B Trang TIU LUN HểA L NNG CAO GVHD: PGS.TS TRN THI HềA -Ta thy hai cu t A, B ca dung dch lng lớ tng tuõn theo nh lut Raoult