Состав растворов обычно выражают в весовых процентах, в молях растворенного вещества на литр раствора (молярность) или на килограмм растворителя (моляльность), а также в мольных долях. В идеальных растворах закон Рауля выполняется для обоих компонентов во всем интервале составов. K2 — константа Генри. В идеальных растворах закон Генри совпадает с законом Рауля (). Для описания свойств реальных растворов вводится понятие активности. При Xi 1 i 1, то есть ai Xi. При Xi 0 i 1, то есть ai Xi. Вклад компонента в любое экстенсивное свойство Z раствора определяется его парциальной мольной величиной. Пример 7-1. Рассчитать состав раствора бензол — толуол, который при нормальном давлении кипит при температуре 100o C, а также состав образующегося пара. Раствор считать идеальным. Давления пара чистых бензола и толуола при 100o C равны 1350 Торр и 556 Торр соответственно. Пример 7-2. Мольные объемы CCl4 и C6H6 равны 0.09719 и 0.08927 л. моль-1 соответственно, а их парциальные мольные объемы в эквимолярном растворе равны 0.10010 и 0.10640 л. моль-1. Рассчитать мольный объем эквимолярного раствора и изменение объема при смешении.

1. Давления пара чистых CHCl3 и CCl4 при 25o C равны 26.54 и 15.27 кПа. Полагая, что они образуют идеальный раствор, рассчитать давление пара и состав (в мольных долях) пара над раствором, состоящим из 1 моль CHCl3 и 1 моль CCl4. 2. Дибромэтилен и дибромпропилен при смешении образуют почти идеальные растворы. При 80o C давление пара дибромэтилена равно 22.9 кПа, а дибромпропилена 16.9 кПа. 3. Этанол и метанол при смешении образуют почти идеальные растворы. При 20o C давление пара этанола равно 5.93 кПа, а метанола 11.83 кПа. 4. Давления пара чистых бензола и толуола при 60o C равны 51.3 и 18.5 кПа. При каком давлении закипит при 60o C раствор, состоящий из 1 моля бензола и 2 молей толуола? Каков будет состав пара? 5. Давления пара чистых C6H5Cl и C6H5Br при 140o C равны 1.237 бар и 0.658 бар. Рассчитать состав раствора C6H5Cl — C6H5Br, который при давлении 1 бар кипит при температуре 140o C, а также состав образующегося пара.

Каково будет давление пара над раствором, полученным конденсацией образующегося пара? 6. Константа Генри для CO2 в воде при 25o C равна 1.25 106 Торр. Рассчитать растворимость (в единицах моляльности) CO2 в воде при 25o C, если парциальное давление CO2 над водой равно 0.1 атм. 7. Константы Генри для кислорода и азота в воде при 25o C равны 4.40 109 Па и 8.68 109 Па соответственно. Рассчитать состав (в %) воздуха, растворенного в воде при 25o C, если воздух над водой состоит из 80% N2 и 20% O2 по объему, а его давление равно 1 бар. 8. Константы Генри для кислорода и азота в воде при 0o C равны 2.54 104 бар и 5.45 104 бар соответственно. Рассчитать понижение температуры замерзания воды, вызванное растворением воздуха, состоящего из 80% N2 и 20% O2 по объему при давлении 1.0 бар. Криоскопическая константа воды равна 1.86 К. Показать, что в этом интервале мольных долей раствор подчиняется закону Генри и рассчитать константу Генри.

0.516. Рассчитать активности и коэффициенты активности обоих компонентов в этом растворе на основе закона Рауля. Давления пара чистых ацетона и метанола при этой температуре равны 786 и 551 Торр соответственно. Рассчитать коэффициенты активности обоих компонентов в растворе на основе закона Рауля. Рассчитать коэффициенты активности обоих компонентов в растворе на основе закона Рауля. Рассчитать активности и коэффициенты активности обоих компонентов в растворе с мольной долей н-пропанола 0.20, 0.40, 0.60 и 0.80 на основе законов Рауля и Генри, считая воду растворителем. 14. Парциальные мольные объемы воды и метанола в растворе с мольной долей метанола 0.4 равны 17.35 и 39.01 см3. 1 соответственно. Рассчитать объем раствора, содержащего 0.4 моль метанола и 0.6 моль воды, а также объем до смешения. Плотности воды и метанола равны 0.998 и 0.791 г. см-3 соответственно. 15. Парциальные мольные объемы воды и этанола в растворе с мольной долей этанола 0.2 равны 17.9 и 55.0 см3. 1 соответственно. Рассчитать объемы воды и этанола, необходимые для приготовления 1 л такого раствора. Плотности воды и этанола равны 0.998 и 0.789 г. см-3 соответственно. 16. Парциальные мольные объемы ацетона и хлороформа в растворе с мольной долей хлороформа 0.4693 равны 74.166 и 80.235 см3. 17. Плотность 50% (по массе) раствора этанола в воде при 25o C равна 0.914 г. см-3. Рассчитать парциальный мольный объем этанола в этом растворе, если парциальный мольный объем воды равен 17.4 см3. Рассчитать парциальные мольные объемы воды и этанола в растворе, состоящем из 1.000 кг воды и 0.500 кг этанола. Используя уравнение Гиббса-Дюгема, получите выражение для парциального мольного объема воды в этом растворе. Мольный объем чистой воды при 25o C равен 18.079 см3.