Download - כימיה פיזיקלית פתרון תרגיל 2 שפורסם
. 2שאלה
)א
: נתון
T = 273 K
P = 1 atm
ρ = 1.29 gr/litr
-------------------------------------
?=xO2=? xN2=? PO2=? PN2: ל"צ
STP
:פתרון
כלומר לא תלויים בכמות , שבר מולי ולחץ הם גדלים אינטנסיביים
לכן לצורך הפתרון ניתן לבחור כמות . של חומר ונפח של מערכת
:ניקח מול אחד. כלשהי של אוויר
molegr88.28
atm1
K273moleKatmlitr082.0
molegr29.1
PRT)air(Mw
RTPMw
=×
×××
=
=ρ
=⇒⋅
=ρ
:ר מורכב מחמצן וחנקן בלבד ולכן ניתן לרשום שתי משוואותכי אווי, נתון. גרם28.88מול אחד של אוויר שוקל , כלומר
Mw(N2)×n(N2) + Mw(O2)×n(O2) = 28.88 gr
n(N2) + n(O2) = 1 mole
. מולים של חומר' הינו מס– nכאשר
.n(N2) = 0.78 mole, n(O2) = 0.22 mole: נותן n(N2) - ו n(O2)פתרון של שתי משוואות עבור
:ולי מוגדר ככמות המולים של חומר חלקי כמות המולים הכוללתשבר מ
22.0mole1
mole22.0n
)O(n)O(xtot
22 ===
x(N2) = 1 = x(O2) = 0.78 – גודל חסר יחידות שימו לב כי שבר מולי הוא.
:לחץ חלקי של גז מוגדר כשבר מולי של אותו גז מוכפל בלחץ הכללי במערכת
atm78.0atm178.0P)N(x)N(Patm22.0atm122.0P)O(x)O(P
tot22
tot22
=×=×==×=×=
:נתון) ב
m(empty) = 37.94 gr
m(empty+air) = 38.079 gr
T = 273 K
P = 1 atm
m(empty+CH4+C2H6) = 38.0347 gr
% CH4 = ?
:פתרון
. גרם0.139 = 38.079-37.94= לפי הנתון משקל האוויר בכלי זכוכית
מולים של אוויר בכלי ' בסעיף הקודם מצאנו את מסה מולרית של אוויר ולכן מס
n(air) = 0.139/28.88 = 4.81×10-3 mole: הוא
תפסת אותה כמות מולים כמו אוויר CH4+C2H6ניתן להסיק כי תערובת גזים
. יבש כי חוק גזים אידיאלים לא תלוי בסוג של החומר אלא רק בכמות מולים
gr 0.0947 = 37.94–38.0347: משקל של תערובת זו
n(CH4)+n(C2H6) = 4.81×10-3 mole: לכן
n(CH4)×Mw(CH4) + n(C2H6)×Mw(C2H6) = 0.0947 gr
n(CH4) = 3.54×10-3 moleל נותן "רון של מערכת משוואות הנפת
:לכן אחוז של מתאן בתערובת
%86.59%100gr0947.0
molegr16mole1054.3
%100m
)CH(Mw)CH(n%100mm
)CH%(3
tot
44
tot
CH4
4 =×××
=××
=×=
−
1פתרון תרגיל
.3שאלה
.4שאלה
.5שאלה
משוואת מצב הנתונה לנו הינה . נקודה קריטית אנו מגדירים כנקודת פיתול של איזותרמה: במלים פשוטות
).פחואלס הינו פולינום מסדר שלישי בנ-דר-משואת ון, לעומת זאת( ולכן אין לה נקודת פיתול פרבולה
11שאלה
.6שאלה
.7שאלה
.8שאלה
.9שאלה
.10שאלה
12שאלה
לאו דווקא גז ון דר ( גז לא אידיאלי כלשהו ונתון כי חמצן הנ
בלחץ mPVמהגרף ניתן ללמוד כי התלות של !). ואלס
כלומר (חלשה ( )
1m
m
PVPV
Δלכן ניתן להניח כי ) >>
נבחר את .בתחום הלחצים בניסוי הגז קרוב לאידיאלי
:הנקודה בה הלחץ הנמוך ביותר ונניח עבורה
58.93718.66
0.082
mm
lit atmPV molPV RT T K
lit atmRmol K
→ = =
.ב
: נתון כי השיפוע לא משתנה( )
0.0001m
T
PV lit atmP mol torr
∂⎛ ⎞=⎜ ⎟∂⎝ ⎠
.RT בשיעור yהכפלת הטמפרטורה משמעה הסטת החיתוך עם ציר
0.0001: משוואת הקו החדשה 2 718.66mlit atmPV P R K
mol torr= ⋅ + ⋅
:PVmמנת למצוא את - עלP=8000 torrכעת כל מה שנותר הוא להציב במשוואה
0.0001 8000 2 58.93 118.6mlit atm lit atm lit atmPV torr
mol torr mol mol= ⋅ + ⋅ =
13שאלה
התנהגות אעלינו למצו, בדומה לשאלה הקודמת
, של גז ראלי בגבול של לחצים נמוכים מאוד
. בו גז מתנהג כאידיאליP 0בגבול , דהינו
: חץ עבור גז אידיאלי הינוהקשר בין צפיפות ול
RTPMw×
=ρ ולכן אם נמצא ערך של ρ/P
. ל נדע לחשב את מסה מולרית"בגבול הנ
מהגרף אנו רואים כי נקודת חיתוך של הקו עם
:מתיל אתר היא- ולכן מסה מולרית של דיT = 298 Kהנתונה היא ' טמפ. 1.8748 היא Yציר
y = 0.0001x + 58.9R2 = 0.9944
58.9
58.92
58.94
58.96
58.98
59
59.02
59.04
200 400 600 800 1000
P [torr]
PVm
[litr
*atm
*mol
e -1
]
K298moleKatmlitr082.0
atmlitrgr8748.1RT8748.1Mw
atmlitrgr8748.1
RTMw
×××
××
=×=⇒⎥⎦⎤
⎢⎣⎡
×=
צפיפות/לחץ כתלות בלחץ של די-מתיל אתר
y = -0.1481x + 1.8748
1.7
1.72
1.74
1.76
1.78
1.8
1.82
1.84
1.86
1.88
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2לחץ [אטמ]
ץ לח
ת/פופיצ
[(טמ*אטרלי
ם/(גר
]
molegr8.45Mw =
ערך "מתיל אתר ידוע ניתן לחשב את -מכיוון שנוסחה של די. יזהו ערך הניסיונ –
Mw(C2H6O) = 46 gr/mole: לצורך בדיקת נכונות הניסוי" התאורטי