Решение.
а) Из условия задачи следует, что в 310 г раствора содержится 80 г соли. Из пропорции
находим массу соли, которая содержится в 100 г раствора:
310 г раствора содержит 80 г соли;
100 г раствора содержит Р г соли.
Отсюда массовая процентная концентрация соли равна
б) 310 г раствора занимают объём, равный
см3,
и содержит 80 г NaBr. Из пропорции находим массу NaBr, которая содержится в 1000 см3 или 1 л раствора
в 250,4 см3 раствора содержится 80 г;
в 1000 см3 раствора содержится Х г.
Отсюда
Молекулярная масса NaBr равна 102,89 г∙моль-1. Следовательно, молярность раствора
в) в 230 г воды содержится 80 г NaBr. Из пропорции находим массу соли в 1000 г воды:
230 г воды содержит 80 г соли;
Г воды содержит у г соли.
Отсюда
.
Следовательно, моляльность раствора
.
Г) Мольная доля соли в растворе
.
Сумма мольных долей компонентов раствора равна 1.
Отсюда
.
Пример 3. В 1 кг воды растворено 15,6 г мочевины. Определите осмотическое давление раствора при 20оС, если плотность раствора при этой температуре равна 1,01 г·см−3. Рассчитайте температуру кипения и температуру кристаллизации раствора, а также давление насыщенного пара над раствором, если давление насыщенного пара над чистой водой при 20оС составляет 17,54 мм рт. ст. Укажите выбранные Вами приближения для расчётов перечисленных величин.
Решение. Молярная масса мочевины CO(NH2)2 M2 = 60 г·моль−1. Приближения для расчётов - модель идеального бесконечно разбавленного раствора. Осмотическое давление такого раствора можно определить по формуле
π = с2RT,
где с2 - молярная концентрация: 
где g1 и g2 – массы растворителя и растворённого вещества в г,
V – объём раствора в см3.
π = 0,259∙0,082∙293 = 6,23 атм.
Повышение температуры кипения раствора определим по формуле
= Еm2,
где Е – эбулиоскопическая постоянная воды,
m2 – моляльная концентрация:
Моль∙кг-1.
К
оС
Понижение температуры замерзания раствора рассчитывается по формуле
= Km2,
Где K- криоскопическая постоянная воды.
K.
°С
Давление насыщенного пара над раствором вычисляем по закону Рауля:
,
где x2 - мольная доля растворённого вещества,
.
мм рт. ст.
Пример 4. 1 л идеального газа при 300 K имеет начальное давление 15 атм, а затем равновесно и изотермически расширяется до объёма 10 л. Рассчитайте W, Q, ∆rU, ∆rH, ∆rG, ∆rW и ∆rS этого процесса.
Решение. Рассчитаем число молей газа с применением уравнения состояния идеального газа – уравнения Менделеева-Клапейрона:
Работа расширения в изотермическом процессе составит
Поскольку внутренняя энергия и энтальпия идеального газа зависят только от температуры, в изотермическом процессе
Следовательно, в соответствии с первым законом термодинамики
Изменение энтропии в изотермическом процессе найдем как
Тогда изменение энергии Гиббса составит
Изменение энергии Гельмгольца в процессе изотермического расширения
Пример 5. Для газофазной реакции А2 + В2 → 2АВ при некоторой температуре Т константа равновесия равна 100. Определите, будет ли в этой системе происходить образование газа АВ при следующих начальных концентрациях газов:
| № | С(А2),моль∙л-1 | С(В2),моль∙л-1 | С(АВ),моль∙л-1 |
| 1,5 | 0,5 | 2,0 | |
| 1,0 | 1,0 | 10,0 | |
| 0,5 | 1,0 | 10,0 |
Решение. Для трёх случаев рассчитаем
, используя уравнение изотермы химической реакции. Так как для данной реакции ∆n = 0, то
, где
Для рассматриваемой реакции KP = KC.
1)
− идёт образование продукта реакции;
2)
− система находится в равновесии, следовательно, образование продукта не происходит;
образования продукта не происходит.
Пример 6. Константа равновесия реакции
СО(г) + 2H(г) → СН3ОН(г).
при 500 К равна Кр = 6,09·10-3. Реакционная смесь, состоящая из 1 моль СО, 2 моль Н2 и
1 моль инертного газа (N2) нагрета до 500 К и общего давления 100 бар. Рассчитайте состав равновесной смеси.
Решение.
Пусть прореагировало α моль СО. Тогда
СО(г) + 2H(г) → СН3ОН(г).
Исходное количество: 1 2 0.
Равновесное количество: 1-α 2-2α α.
Всего в равновесной смеси: 3-2α моль компонентов + 1 моль N2 = 4-2α моль
Равновесная мольная доля: 
Следовательно,
Таким образом,
Решая это уравнение, получаем α = 0,732.
Соответственно, мольные доли веществ в реакционной смеси равны:
