Werkcollege 3 Thermodynamica 2, 2014/2015 Opgave 11 Opgave

Werkcollege 3 Thermodynamica 2, 2014/2015
Opgave 11
Bij 25 ◦ C is de dichtheid van een alcohol-watermengsel (50 gewichtsprocent) 0.914 gcm−3 .
Het partieel molair volume van water in deze oplossing is 17.4 cm3 mol−1 .
De molmassa van alcohol is m = 46 g/mol en die van water bedraagt m = 18 g/mol.
Bereken het partieel molair volume van alcohol in dit mengsel.
Opgave 12
We bepalen partieel molaire volumina.
De dichtheden van waterige oplossingen van CuSO4 bij 20 ◦ C zijn experimenteel bepaald. Er is gevonden
dat (gew % betekent aantal gram CuSO4 per 100 g oplossing)
gehalte (gew% )
5
10
15
20
ρ (gcm−3 )
1.051
1.107
1.167
1.230
De molmassa van CuSO4 is m = 159.6 g/mol en die van water m = 18 g/mol.
a) Bepaal voor de vier oplossingen het totale volume uitgaande van 1000 g water.
b) Bepaal voor de vier oplossingen het aantal mol nCuSO4 uitgaande van 1000 g water.
c) Maak een grafiek van het volume (in cm3 ) als functie van nCuSO4 .
d) Deze grafiek is prima te fitten met de functie
V = a + bn + cn2.5 met a = 1000.5882 cm3 , b = 2.159 cm3 /mol en c = 4.0002 cm3 /mol2.5 .
Bepaal het partieel molaire volume van het CuSO4 voor de vier oplossingen.
e) Bepaal het partieel molaire volume van het water voor de vier oplossingen.
Opgave 13
Het excess-volume van een mengsel is gedefinieerd als V E ≡ V − Videal , waarbij V het echte volume en
Videal het volume van een ideaal mengsel is, d.w.z. een mengsel waarin de moleculen onderling allemaal
dezelfde interactie hebben, ongeacht hun soort.
Een mengsel van propionzuur (CH3 CH2 COOH, stof A) en oxaan (C5 H10 O, stof B) blijkt bij een temperatuur T0 een molair excess-volume te hebben gelijk aan VmE = xA xB (a0 + a1 (xA − xB )), waarbij
xi = ni /n, de molfractie van component i, a0 = −2.4697 cm3 /mol en a1 = 0.0608 cm3 /mol, is. Bij de
gegeven temperatuur T0 van het mengsel bedraagt de dichtheid van propionzuur ρA = 0.97174 g cm−3
en die van oxaan ρB = 0.86398 g cm−3 .
a) Ga voor een ideaal binair mengsel na wat de partieel molaire volumina worden in termen van de
molaire volumina.
b) Leid een uitdrukking af voor de partieel molaire volumina van het mengsel van propionzuur en
oxaan in termen van de molaire volumina, a0 , a1 , xA en xB , bij de geven temperatuur T0 .
c) Bereken de partieel molaire volumina van beide componenten voor een equimolair mengsel, bij T0 .
1
Opgave 14
De verzadigingsspanningen van tolueen en benzeen bij 27 ◦ C zijn respectievelijk 100 mm Hg en 60 mm
Hg. Benzeen en tolueen vormen een ideaal megsel, ofwel over het hele menggebied wordt de wet van
Raoult gevolgd.
a) Teken het P, x-diagram bij 27 ◦ C.
b) Bij 27 ◦ C worden twee vloeistoffen (tolueen en benzeen) gemengd, zodat in het mengsel 4 mol
benzeen en 6 mol tolueen aanwezig is.
Bereken de bij het mengen optredende ∆H, ∆G en ∆S.
c) Bereken de dampsamenstelling die met het vloeistofmengsel in evenwicht is.
Opgave 15
Bij een parti¨ele HCl gasdruk van 760 mm Hg lost er zoveel HCl-gas op in benzeen dat in deze oplossing
de molfractie HCl gelijk is aan 0.040.
De dampspanning van zuiver benzeen is 200 mm Hg.
Deze oplossingen in benzeen gedragen zich als ideaal verdund.
Bereken de molfractie HCl in de oplossing als de totaaldruk van HCl-gas en benzeendamp 760 mm Hg is.
2

Download Report