По данным о зависимости теплоты смеше ния меди с серебром от состава при 1428 К определить дифференциальные теплот ы растворения компонентов в раствора х следующего состава: 10, 30, 50, 70, 90 мас. %. Изобразить на графике зависимость те плот растворения компонентов от сост ава. xAg 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 ΔН,кДж / моль 1,38 2,41 3,14 3,60 3,81 3,77 3,46 2,81 1,78 (Решение → 30042)

Заказ №38836

По данным о зависимости теплоты смеше ния меди с серебром от состава при 1428 К определить дифференциальные теплот ы растворения компонентов в раствора х следующего состава: 10, 30, 50, 70, 90 мас. %. Изобразить на графике зависимость те плот растворения компонентов от сост ава. xAg 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 ΔН,кДж / моль 1,38 2,41 3,14 3,60 3,81 3,77 3,46 2,81 1,78

Решение:

1. Теплотой растворения называется количество теплоты, выделяемое или поглощаемое при растворении 1 моля вещества в таком количестве растворителя, при котором его дальнейшее добавление к раствору уже не вызывает изменение температуры последнего. Согласно первому закону термодинамики (закон сохранения энергии) энергия ниоткуда не берется и никуда не девается, а только переходит из одной формы в другую. В качестве независимых термодинамических переменных системы рассматривают обычно температуру Т и состав – количество молей компонентов ( п 1, n2, ..., ni ) или их молярные доли . Внешнее давление р принимают постоянным и равным 1 атм = 1,013*105 Па. Характеристическими функциями служат: энтропия S; энтальпия ΔН; энергия Гиббса ΔG Парциальная молярная энергия Гиббса компонента соответствует его химическому потенциалу Gi  i Производная химического потенциала компонента по температуре соответствует его молярной парциальной энтропии: p i i dT d S ( )    где  i - химический потенциал Парциальные функции смешения определяются по формулам: ΔGm i= Gi -G0 i, или ΔGm i= i  0   =RTlnxi где ΔGm i=  - парциальный химический потенциал, Дж/(К*моль) R – универсальная газовая постоянная 8,31 Дж/(К*моль); T – температура, К; xi – молярная доля I го компонента ΔS m i= i S -S 0 i или ΔS m i= ΔHm i/Т-Rlnxi ΔS m i – парциальная энтропия, Дж/(К*моль) ΔHm i = Нi -H0 i или ΔHm i= ΔS m i*Т+RTlnxi= ΔS m i*Т+ ΔGm i где ΔHm i парциальная энтальпия смешения, Дж/моль ΔH0 i= ΔHm i - Нi – энтальпия смешения i го компонента, называемая дифференциальной теплотой растворения. Относительные парциальные молярные величины описывают различие между парциальной молярной величиной i-ro компонента сплава и молярной величиной для того же компонента в виде чистого вещества. 3. Вычислим массы серебра и меди в растворе, исходя из массового % содержания этих веществ в растворе. *100%; mр-ра mв   где mв – масса вещества, кг. mр-ра – масса раствора, кг. Вычислим массы веществ в растворе разного состава. Принимая массу сплава за 100 г, получим mi=w*mр-ра=100*w(г) % Ag 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 %,Cu 1,0 0,9 0,8 0,7 0,7 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1 0 m Cu, г 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 m Ag, г 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 4. Вычисли мольные (молярные) доли серебра и меди в растворе. 1 моль Сu ---------------63,5г x моль Сu ---------------mi(Cu) х=mi/63,5 (моль) 1 моль Ag ------------------108 г х моль Ag ------------------mi(Ag) х= mi/108 (моль) Молярная доля вещества вычисляется по формуле B р ля B n n n x    где nB – количество молей растворенного вещества,