2015-07-04
1566
Глава II. Термодинамика фазовых равновесий
Задача 1. Карбид кальция получают по уравнению:
СаО (т) + 3С 
СаС2 (т) + СО(г)
При 1600 °С СаС2 и СаО взаимно растворяются, образуя расплав. Определите фазовый состав и число степеней свободы этой системы до 1600 °С и выше этой температуры.
Решение:
До 1600 °С система состоит из четырех составляющих веществ. Т.к. в состоянии равновесия эти вещества связаны одним уравнением Кр = Р(СО), то число компонентов равно 3. Число фаз равно 4. Число степеней свободы С = К – Ф + 2 = 3 – 4 + 2 = 1. При температуре выше 1600 °С СаС2 и СаО образуют расплав, в этих условиях будет 3 фазы и С = 3 – 3 + 2 = 2.
Задача 2. При какой температуре кипит вода в автоклаве при давлении 2 атм. Теплота испарения воды 40,7 кДж/моль.
Решение:
По уравнению Клапейрона-Клаузиуса: 
Т2=390,8 К или 117,8 °С.
Задача 3. В 1 литре культуральной жидкости содержится 0,3 г пенициллина. Для экстракции берут 500 мл амилацетата. В каком случае извлечение будет более полным, если экстрагировать:
а)1 раз 500 мл амилацетата;
|
|
|
б) 5 раз порциями по 100 мл амилацетата. Величина 
= 25.
Решение:
Для решения воспользуемся формулой:
m0, mn – количество пенициллина в культуральной жидкости соответственно до и после экстрагирования;
а) 
б) 
Извлечение в случае "б" будет более полным, т.к. в культуральной жидкости останется меньшее количество пенициллина.
Задача 4. При распределении янтарной кислоты между водой и эфиром были получены следующие данные: концентрация кислоты (моль/дм) в водном растворе 0,121 и 0,07, в эфире соответственно 0,022 и 0,0128, Показать, что для янтарной кислоты и данных растворителей справедлив закон в его простейшей форме.
Решение:
1) К1= 0,121/0,022 =5,5;
2) К2=0,07/0,0128 =5,47; К1~К2.
Следовательно, для данной системы закон распределения справедлив в простейшей его форме.
