Фазовое равновесие однокомпонентных систем

Ттр=179,1 К
Определим теплоту плавления вещества при температуре тройной точки.
В тройной точке теплоты возгонки, плавления и испарения связаны уравнением
Hвозг =Hпл +Hисп
Hпл =Hвозг − Hисп
DHвозг = -2,303 ×tga1 × R
 
  состояние      
твердое жидкое  
1/Т, 103 lg Р 1/Т, 103 lg Р  
6,40 1,20 5,50 2,45
 
6,10 1,60 5,35 2,64
 
5,90 1,90 5,20 2,83
 
5,80 2,00 5,10 2,96
На основании этих данных строим график зависимости lg p = f (1/Т)
5867407753350
1 – процесс испарения; 2 – процесс возгонки
На основании графика рассчитаем среднюю теплоту испарения и возгонки.
Поскольку зависимость lg p = f (1/Т) выражается прямой линией, то теплоты испарения (DHисп) и возгонки (DHвозг) можно определить графически по тангенсам угла наклона прямых α и α1 соответственно, которые равны:
Исходя из графиков:
tgα=-tgb=-2.96-2.335.6-5.1*10-3=-1260
DHисп = -2,303 ×tga × R
DHисп = -2,303 × (-1260) ×8,314 = 24,125 кДж/ моль
tgα1=-tgb1=-2.33-1.206.4-5.6*10-3=-1412.5
DHвозг = -2,303 ×tga1 × R
DHвозг = -2,303 × (-1412,5) ×8,314 =27,045 кДж/ моль.
Определим теплоту плавления вещества при температуре тройной точки.
Hпл =Hвозг − Hисп
Hпл =27.045-24.125=2.92 кДж/моль
3 . Определите теплоту испарения вещества А, кДж/моль, при температуре Т по тангенсу угла наклона касательной к кривой P=f(T).
4248151960246002825115196024530346651826895
CH3Br Т=190 К
tgα= - 580-436.5 = -46290
(190-186.9)*10-3
DHисп (CH3Br)= -2,303 × (-46290) ×8,314 = 886,32 кДж/ моль
4. Вычислите dP/dT для процесса плавления при температуре тройной точки.
Ттр.точки = 179,1 К
Для процесса плавления уравнение Клапейрона – Клаузиуса имеет вид
где V=1/d
d-плотность, кг/м3
Тогда
Поскольку по справ данным плотность (d) дана в кг/м3, а теплота плавления (Hпл) рассчитана в Дж/ моль, то формула для расчета будет иметь вид
где М – молярная масса вещества, кг/моль.
ρ(CH3Br)=1730 кг/м3
dТdP=179,1*11501-11730*0,108972,92*103=4,08*10-5 К/Па
5. Рассчитайте изменение энтропии при испарении 1 моль вещества А, Дж/моль*К, при температуре Т.
изменение энтропии при испарении может быть рассчитано по формуле
∆S=n*∆HиспТ=1*886320190=4664,8Джмоль*К
6. Постройте на одном графике зависимости lnP=f(1/T) для фазовых равновесий жидкость-пар и твердое вещество-пар.
состояние      
твердое жидкое  
1/Т, 103 lg Р 1/Т, 103 lg Р  
6,40 1,20 5,50 2,45
 
6,10 1,60 5,35 2,64
 
5,90 1,90 5,20 2,83
 
5,80 2,00 5,10 2,96
558165109918520059651099185
7