Question

Приведены парциальные молярные энтальпии смешения серебра в жидких растворах Ag-Au в зависимости от состава расплавов: ХAg 0,1 0,5 0,9 ∆ĦAgСМ, кДж/моль 12,31 4,16 0,356 Определить активность и коэффициент активности серебра при 1300 К в этих расплавах, если парциальная молярная энтропия растворения компонента в реальном расплаве равна той же величине, что и в идеальном.

Answer 1

Зависимости парциальной молярной теплоты и энтропии растворения магния в жидких растворах Mg - Al от состава описываются уравнениями: AHMg = - 15100x2 Mg, Дж / моль, ASMg = - Rln xMg - 5,58XAL, ДЖ / (мольК). Определить активность и коэффициент активности магния при 1000 К в растворе, содержащем 30 мас. % Al. 41. Зависимость давления насыщенного пара магния над растворами Мg - Сu от температуры приведена ниже. Определить для каждого состава температуру, при которой будет соблюдаться закон Рауля. 42. Зависимости давления насыщенного пара железа и марганца от температуры описываются уравнениями (Р в Па): lgP°Fe = - 19710 / T - 1,27lg T + 15,39, lgPoMn = - 13900 / T - 2,52lg T + 19,39. Определить температуру кипения расплава, считая его идеальным раствором, при содержании железа 10 мас. %. 43. Температура начала кристаллизации кобальта из раствора Со - Р с концентрацией фосфора 0,5 мас. % равна 1748 К. Температура кристаллизации чистого кобальта и его теплота плавления равны, соответственно, 1763 К и 15700 Дж / моль. Вычислить молярную массу фосфора в растворе и сравнить ее с табличным значением. 44. Парциальная молярная энтропия растворения серебра в жидком растворе Ag - Au при 1400 К такая же, как в идеальном растворе, а дифференциальная теплота растворения равна -7,3 кДж /моль при концентрации Ag 18 мас. %. Найти активность и коэффициент активности серебра при этом составе. 45. Температура кристаллизации чистого золота 1336 К. Температура начала кристаллизации золота из раствора Аu - Рb, содержащего 5,5 мас. % РЬ, равна 1272,5 К. Определить теплоту плавления золота, считая раствор идеальным. 46. Медь распределяется между малорастворимыми друг в друге при 1873 К железом и серебром, при этом концентрации ее в фазах равны соответственно 2,92 и 11,5 мас. %. Определить активности и коэффициенты активности меди в фазах, если известно, что давление насыщенного пара Cu над ЧИСТОЙ медью и расплавом Cu - Ag указанного состава равно 1,25-102 и 0,236-102 Па. 47. Коэффициент распределения йода между водой и четыреххлористым углеродом при 298 К равен 0,017. Растворы разбавленные. Какой объем CCl4 нужно взять, чтобы при однократном экстрагировании извлечь из 0,5 литра водного раствора 99,9 ; 99,0 ; 90,0 % содержащегося в нем йода. 48. Система Al - Si c общей массой 10 г при 1273 К содержит 70 мол. % кремния. Используя диаграмму состояния, определить агрегатное состояние, состав и массы равновесных фаз в системе. 49. Используя диаграмму состояния определить составы фаз и количество расплава в системе Pb - Bi при 473 К, если она содержит 80 мол. % свинца, а масса твердой фазы составляет 10 г. 50. Используя диаграмму состояния системы Co - Bi, найти коэффициенты распределения между фазами (ki = Xi / Xi) ограниченно взаимно растворимых друг в друге жидких кобальта и висмута при 1673 К.

Answer 2

Для определения активности и коэффициента активности серебра при 1300 К в этих расплавах, мы можем использовать уравнение Гиббса-Дюгема:

ΔG_mix = RTln(γ_Ag * X_Ag)

где ΔG_mix - изменение свободной энергии смешения, R - универсальная газовая постоянная, T - температура (в К), γ_Ag - активность серебра, X_Ag - мольная доля серебра.

Также дано, что парциальная молярная энтропия растворения компонента в реальном расплаве равна той же величине, что и в идеальном:

ΔS_mix = 0

Так как ΔS_mix = 0, то можно сказать, что:

ΔS_mix = -R(X_Ag * ln(X_Ag) + (1 - X_Ag) * ln(1 - X_Ag)) = 0

Решив это уравнение, получим X_Ag = 0.5. Это означает, что в реальном расплаве мольная доля серебра составляет 0.5.

Теперь мы можем использовать уравнение Гиббса-Дюгема, чтобы найти активность серебра:

ΔG_mix = RTln(γ_Ag * X_Ag)

Используя значения ΔĦAgСМ и известные константы, мы можем найти γ_Ag:

4.16 = (8.314 J/(mol·K)) * (1300 K) * ln(γ_Ag * 0.5)

Решив это уравнение, получим γ_Ag = 0.965.

Теперь мы можем найти коэффициент активности серебра:

f_Ag = γ_Ag * X_Ag

f_Ag = 0.965 * 0.5 = 0.4825

Таким образом, активность серебра при 1300 К составляет 0.965, а коэффициент активности составляет 0.4825.