Зависимость термодинамических функций от температуры

Расчет стандартной энергии Гиббса и константы равновесия

По методу Темкина – Шварцмана

Изменение стандартной энергии Гиббса в результате реакции равно

. (15)

С учетом того, что D C _p определяется уравнением (4), уравнение (15) можно преобразовать в форму, удобную для расчета:

,

где

.

Коэффициенты M₀, M₁,…, M_n приведены в справочнике [1]. Логарифм константы равновесия равен

. (16)

Пример 4.Определить К ⁰ при 900 К для реакции СН_{4 (г)} + 2Н₂О _(г) = СО_{2 (г)} + 4Н_{2 (г)}.

Решение. Пользуясь справочником [1], находим

D_r H º₂₉₈ = 165020 Дж/моль;

D_r S ⁰ ₂₉₈ = S ⁰ ₂₉₈(CO₂)+ 4 S ⁰ ₂₉₈(Н₂) - S ⁰ ₂₉₈(CН₄) – 2 S ⁰ ₂₉₈(Н₂О) =

=213,66 + 4×130,52 – 186,27 - 2×188,72 = 172,33 Дж / К;

При 900 К величины M_n имеют следующее значение: M₀ = 0,4361; M₁ = 0,2012 × 10 ³;

M₂ = 0,1004 × 10 ⁶ ; M _{– 2} = 0,2521 × 10 ^{- 5}.

Подставляя эти значения в уравнение (16) и используя результаты, полученные в примере 1, получаем

ln K ⁰ (900) = [ - + 172,33 + 75,81 ^. 0,4361 + (- 59,81 ^. 10 ^{– 3} ) ^. 0,2012 ^. 10 ³ +

+ (- 1,117 ^. 10 ^{– 6} ) ^. 0,1004 ^. 10 ⁶ + 9,87 ^. 10 ^{5 .} 0,2521 ^. 10 ^{– 5} ] = 1,49;

K ⁰ (900) = 4,4.

Расчет изменения стандартной энергии Гиббса и константы равновесия

С помощью функций приведенных энергий Гиббса веществ

Под стандартной приведенной энергией Гиббса, или стандартным приведенным термодинамическим потенциалом, понимают функцию

где G °_T - стандартное значение энергии Гиббса при температуре Т; H °₀ и H °₂₉₈ – стандартные значения энтальпии при 0 и 298 К соответственно.

Стандартная энергия Гиббса равна

,

Логарифм стандартной константы равновесия реакции равен

.

Для температуры 298 К эта формула имеет вид:

.

Если стандартные энтальпии образования веществ при 0 К отсутствуют, то вычисление D_r H ⁰ ₀ можно осуществить на основании табличных данных для стандартных энтальпий образования D_f H ⁰₂₉₈ и высокотемпературных составляющих энтальпий [H ⁰_T – H ⁰₂₉₈] при 298 К для каждого реагента:

Задачи

В задачах №№ 1 – 45 для данных химических реакций выполните следующие задания (необходимые данные возьмите из справочника):

1. Учитывая зависимости теплоемкостей веществ от температуры, вычислите значения

D _r H ⁰_T в интервале температур 300 – 1000 К с шагом 100 K. Выразите уравнением зависимость D_rH ⁰_T от температуры. Постройте график зависимости D_rH ⁰_T = f (T).

2. Используя значения стандартных теплоемкостей веществ C ⁰_{p 298}, рассчитайте D _r H ⁰_T при температуре Т. Сравните значения D _r H ⁰_T для этой температуры, рассчитанные двумя методами.

3. Учитывая зависимости теплоемкостей веществ от температуры, вычислите значения

D _r S ⁰_T в интервале температур 300 – 1000К с шагом 100 K. Постройте график зависимости

D _r S ⁰_T = f (T).

4. Вычислите значения D _r G ⁰ _T в интервале температур 300 – 1000 К с шагом 100 K по методу Темкина - Шварцмана. Постройте график зависимости D _r G ⁰ _T = f (T).

5. Рассчитайте значение константы равновесия К ⁰ (Т) при температуре Т, пользуясь методом Темкина - Шварцмана.

6. Используя значения функций приведенной энергии Гиббса F ⁰ _T и F¢ ⁰ _T определить константу равновесия при температуре Т. Сравните результаты расчетов двумя методами.

7. Проанализируйте результаты термодинамических расчетов и определите, каким образом можно уменьшить выход экологически вредных продуктов реакции. При каких условиях следует проводить процесс?

Отсюда следует

.

В реальных предельно разбавленных растворах для растворителя выполняется закон Рауля, а для растворенного вещества выполняется закон Генри:

,

где K _Г - константа Генри.

Парциальные молярные величины

Парциальной молярной величиной (пмв) данного компонента называют частную производную от экстенсивного свойства раствора (g) по числу моль этого компонента

(n_i ) при постоянстве температуры, давления и числа моль всех остальных компонентов:

.

Парциальная молярная величина ( ) i - го компонента характеризует изменение данного экстенсивного свойства раствора (g) при добавлении 1 моль i – го компонента к столь большому количеству раствора при постоянных Т и p, что добавление этого количества компонента практически не изменяет состава раствора.

Общее значение свойства g выражается суммой вкладов всех компонентов (первое уравнение Гиббса - Дюгема):

.

Парциальные молярные величины при постоянных р и Т связаны вторым уравнением Гиббса - Дюгема:

Тогда

,

где

.

Активность электролита определяется как

.

Согласно представлениям об ионной силе раствора, коэффициенты активности ионов не зависят от природы ионов, находящихся в растворе, а зависят от ионной силы раствора (I):

,

где Z _i - зарядовое число иона, m _i - моляльная концентрация иона. Согласно первому приближению теории Дебая – Хюккеля, можно рассчитать средний ионный коэффициент активности :

,

где Z ₊ , Z _- - зарядовые числа ионов, I – ионная сила раствора, A – константа, зависящая от диэлектрической проницаемости раствора и от температуры. Для разбавленных водных растворов при T = 298 K А = 0,509. Для 1, 1 – зарядного электролита данное уравнение имеет вид:

.

Если ионная сила раствора не превышает 0,1, коэффициенты средней ионной активности ионов равного заряда примерно одинаковы.

Пример 13. В водном растворе содержится 0,5 моль MgSO₄, 0,1 моль АlCl₃ и 0,2 моль (NH₄)₂SO₄ на 1000 г воды. Определить ионную силу раствора.

Решение. Найдем моляльность (m) всех ионов: m _Mg²⁺= 0,5 ; m _Al³⁺ = 0,1; m _(NH4)⁺ = 0,4.

Так как из 1 моль (NH₄)₂SO₄ получается 2 моль иона NH₄⁺ , m _SO4^2- = 0,5 + 0,2 = 0,7 ;

m _Cl^- = 0,3 , так как из одного моль АlCl₃ получается 3 моль – иона Cl ^- .

I = 0,5 ∑ m _ί Ζ _ί ²

Умножив моляльность каждого иона на квадрат его зарядового числаи суммируя произведения, получаем : I = 0.5 ( 0,5 ^. 4 + 0,1 ^. 9 + 0,4 ^. 1 + 0,7 ^. 4 + 0,3 ^. 1) = 3,2 .

Пример 14. Вычислить средние ионные коэффициенты активности (γ_±) для растворов

NaCl с моляльной концентрацией m₁ = 0.01 и m₂ =0,001.

Решение. Для 1-1-валентного электролита используем уравнение: lgγ_± = - 0,509 m

lg γ_{± 1} = - 0,509 0,01= - 0,0509; γ_±1 = 0,888 ;

lg γ_{± 2} = - 0,509 0,001 = -0,016 ; γ_{± 2} = 0,963 .

Пример 15. Для раствора Cr₂(SO₄)₃ с моляльной концентрацией 0,1 вычислить среднюю ионную активность ( a_±), активность электролита, а также активности ионов Cr³⁺ и

SO₄ ^{2 -} при Т = 298К.

Решение. Рассчитаем среднюю ионную моляльность по формуле:

m _± = m ( ν₊ ^{ν+ .} ν_-^ν- )^{1/ ν} ,

где ν₊ и ν_- - число катионов и число анионов, ν = (ν₊ + ν_-) – общее число ионов

m _± = ( 2² · 3³ )^1/5 · 0,1 = 0,255 .

Вычислим среднюю ионную активность по уравнению: a _± = m _±· γ _± .

Величину γ _± берем из таблицы [1, c. 131] : γ_± = 0,0458 . Тогда

a _± = 0,255· 0,0458 = 0,0177 .

Активность электролита (a) рассчитываем по уравнению: a = (a _± ) ^ν = a ₊^ν+ · a _-^ν- .

Чтобы найти активности ионов, сначала рассчитываем моляльности ионов:

m₊ = m · ν₊ ; m _- = m · ν _- ; m _Cr³⁺= 0,1· 3 = 0,3 ; m _SO4^2-= 0,1· 2 = 0,2 ;

Активности ионов определяем по формулам: a ₊ = γ₊· m ₊ ; a _- = γ_- · m _- ;

a _Cr³⁺ = 0,3 · 0,0458 = 0,0137 ; a _SO4^2- = 0,2 · 0.0458 = 0,0092 ;

Задачи

В задачах 128 - 162 выполнить следующие задания:

1. Определить ионную силу водного раствора электролита А с моляльной концентрацией m.

2. Определить ионную силу водного раствора электролита А с моляльной концентрацией m, если в растворе присутствует электролит В с концентрацией m₁.

3. Вычислить средний ионный коэффициент активности g_± при 298 К электролита А с концентрацией m.

4. Вычислить средний ионный коэффициент активности раствора электролита А с концентрацией m при 298 К, если в растворе присутствует электролит В с концентрацией m₁.

5. Определить среднюю ионную активность а _±раствора электролита А с концентрацией m при 298 К.

Задачи

163. Для обратимого процесса А D В константы скоростей прямой и обратной реакций равны соответственно k ₁ = 0,01 c ^{– 1} и k ₂ = 0,15 c ^{– 1}. Начальные концентрации веществ А и В взяты равными 0,2 моль/л. Определить концентрации этих веществ через 8 с.

164. Константа равновесия обратимой реакции А D В равна 10, а константа скорости прямой реакции равна 0,2 с ^{– 1}. Определить время, за которое концентрации обоих веществ достигнут равенства, если вначале в системе содержалось только вещество А.

165. Для обратимой реакции А D В начальные концентрации веществ равны С _A0 =

= 0,4 моль/л и С _В0 = 0. Через 10 мин после начала реакции С _A = 0,15 моль/ л и С _В =

= 0,25 моль/ л. Определить концентрацию вещества А через 20 мин, если константа равновесия реакции равна K = 3.

166. Константа скорости гомогенного мономолекулярного процесса цис-транс-изомеризации бутена при 417 ⁰С равна 1,6 ^. 10 ⁶ с ^{– 1}. Константа равновесия при этой температуре равна 1,14. В начальный момент времени в системе присутствует только цис-изомер. Вычислить время достижения равных концентраций изомеров.

167. Для реакции изомеризации А D В при 25 ⁰ С концентрации исходного вещества А в разные моменты времени даны в таблице. Равновесная концентрация вещества А составила С _A¥ = 0,078 моль / л. Найти константы скоростей прямой k ₁ и обратной реакций k ₂ . Начальная концентрация С _В0 = 0.

168. Константа равновесия обратимой реакции А D В равна 10, а константа скорости прямой реакции равна 0,2 с ^{– 1}. Начальные концентрации веществ А и В равны 0,3 моль/л и 0 моль/л соответственно. Определить время, за которое прореагирует 10 % вещества А.

169. Для обратимого процесса А D В известно, что k ₁ + k _{- 1} = 5,13 ^. 10 ^{- 5} c ^{– 1}, а k ₁/ k _{- 1} = 0,575. Начальная концентрация вещества А равна 0,32 моль/л, а вещества В в начальный момент времени нет. Определить концентрации веществ через 100 мин после начала реакции.

170. Для обратимой реакции А D В начальные концентрации составляют С _А0 = 18,23 моль/л и С _{В 0} = 0 моль/л, k ₁ = 0,027 с ^{– 1} . Равновесная концентрация вещества А равна 4,95 моль/л. Определить значение k _{- 1} .

171. Константа скорости прямой реакции А D В при некоторой температуре равна 10, а константа скорости прямой реакции равна 5 ^. 10 ^{- 4} с ^{– 1}. Константа равновесия равна 1,6. В начальный момент присутствует только вещество А. Определить время, за которое прореагирует 30 % вещества А.

172. Константа равновесия обратимой реакции А D В равна 1,4, а константа скорости прямой реакции равна 6 ^. 10 ^{– 5} с ^{– 1}. Определите, какая доля начального количества вещества прореагирует за 40 мин, если в начальный момент в системе содержалось только вещество А.

173. В параллельных реакциях первого порядка: 1. А ® В; (k ₁) , 2. А ® D. (k ₂) выход вещества В равен 53 %, а время превращения вещества А на 1 / 3 равно 40 с. Найти k ₁ и k ₂.

174. Параллельные элементарные реакции: 1. А ® В , 2. 2 А ® С характеризуются следующими данными: скорости обеих реакций равны при концентрации вещества А, равной 0,2 моль / л, а при концентрации вещества А равной 0,4 моль / л скорость превращения А составляет 0,24 моль / (л ^. с). Определить значения констант скоростей k₁ и k ₂.

175. Параллельные элементарные реакции: 1. А ® В, 2. А ® С характеризуются следующими данными: выход вещества В равен 63 %, а время полупревращения вещества А по приведенной схеме составляет 19 мин. Рассчитать значения констант скоростей k ₁ и k ₂.

176. Определить, сколько азота и оксида азота (I) образуется через 0,1 с при нагревании

4 моль/ л окиси азота при 1300 К, если константы скорости параллельных бимолекулярных реакций равны k ₁ = 25,7 и k₂ = 18,2 л/(моль ^. с).

& N₂ + O₂ (k ₁ )

2 NO

( N₂O + 0,5 O₂ . (k ₂)

177. Реакция разложения вещества А может протекать параллельно по трем направлениям:

1. А ® В, 2. А ® D, 3. А ® F. Концентрации продуктов в смеси через 5 мин после начала реакции были равны: С _B = 2 моль / л, C _D = 1,5 моль / л, C _F = 3 моль / л. Определить константы скорости k₁, k₂, k₃, если период полураспада вещества А равен t _½ = 8 мин.

178. Для некоторой системы, в которой протекают конкурирующие необратимые реакции:

1. А + В ® D ; 2. А + С ® F ; при 25 ⁰ С соотношение продуктов составило C _D : C _F = 1 : 5. При 60 ⁰ С соотношение продуктов составило C _D : C _F = 1 : 3. Определить энергию активации реакции 2, если для первой реакции она составляет 30 кДж / моль.

179. Последовательная реакция А ® В ® С характеризуется следующими данными: при достижении максимума концентрации вещества В отношение концентраций С _А / С _В = 4 : 5, а время превращения вещества А на 25 % составляет 85 с. Определить значения констант скоростей k ₁ и k ₂.

180 . В системе осуществляется последовательная реакция

Максимальная концентрация вещества В равно 0,77 [A] ₀ и достигается через 170 мин после начала реакции. Рассчитать k ₁ и k ₂ .

181. Распад радиоактивного изотопа Zn ³⁰ по схеме: Zn ³⁰ ® Ga ³¹® Ge ³²

характеризуется тем, что максимальное содержание радиоактивного изотопа галлия в образце достигается через 30,3 суток. Причем отношение числа атомов изотопа цинка к числу атомов изотопа галлия в это время оказывается равным 3,48. Определить периоды полураспада изотопов цинка и галлия.

182. Последовательная реакция первого порядка протекает по схеме:

.

При 298 К k₁ = 0,1 мин ^{- 1}; k₂ = 0,05 мин ^{- 1}; начальная концентрация исходного вещества С_A0 = 0,5 моль / л. Вычислить: 1. координаты максимума кривой С _B = f (t); 2. Время достижения концентрации С _A = 0,001 моль / л (продолжительность реакции А ® B); 3. концентрации С _B и С _D в момент окончания реакции А ® B.

183. Образец радиоактивного урана массой 200 г распадается по схеме:

(над стрелками указаны периоды полураспада). Рассчитать массы нептуния и плутония через 10 мин. После начала распада. Определить максимальную массу нептуния, которая может быть получена из данного образца урана.

184. Образец радиоактивного урана массой 200 г распадается по схеме:

,

где значения констант составляют k₁ = 4,7 ^. 10 ^{– 18} с ^{– 1} и k₂ = 1,381 ^. 10 ^{– 11} с ^{– 1} . Определить периоды полураспада урана и радия и максимальную массу, которая может быть получена из данного образца урана.

185. Был предложен следующий механизм термического разложения озона:

О₃ ® O ₂ + O (k ₁)

O + O₂ ® O₃ (k _{– 1})

O + O₃ ® 2O₂ (k ₂)

С помощью метода квазистационарных концентраций получить выражение для скорости распада, включающее константы k₁, k _{- 1}, k₂ и концентрации О₂ и О₃.

186. Для реакции NO₂Cl ® NO₂ + 0,5 Cl₂ предложен следующий двухстадийный механизм:

1. NO₂Cl ® NO₂ + Cl ^. (k ₁ );

2. NO ₂ Cl + Cl ^. ® NO ₂ + Cl ₂. (k ₂ )

Используя метод квазистационарных концентраций, вывести уравнение для скорости разложения NO₂Cl.

187. В одной из теорий мономолекулярных реакций был предложен следующий механизм активации молекул (схема Линдемана): 1. А + А ® А* + А, (k ₁ ) (активация)

2. А + А* ® А + А, (k _{- 1}) (дезактивация)

3. А* ® В + D. (k ₂) (распад)

Используя метод квазистационарных концентраций, вывести уравнение для скорости мономолекулярной реакции и определить порядок реакции при больших и малых концентрациях А.

188. Предложен следующий механизм для гомогенного пиролиза метана (М - инертная молекула): 1. CH₄ + М ® CH₃ ^. + H ^. + М; (k ₁)

2. CH₄ + CH₃ ^. ® C₂H₆ + H ^. ; (k ₂)

3. CH₄ + H ^. ® CH₃ ^. + H₂ ; (k ₃)

4. H ^. + CH₃ ^. + M ® CH₄ + M. (k ₄)

Вывести уравнение для скорости образования C₂H₆ на основе приведенного механизма, используя метод стационарных концентраций. Концентрации СН₃ ^· и Н ^· очень малы, поэтому стационарны и не должны входить в уравнение.

189. Химическая реакция N₂O ® N₂ + 0,5 O₂ протекает по следующему механизму (М – инертная частица): 1. N₂O + М ® N₂О* + М; (k ₁)

2. N₂O * ® N₂ + O ^. ; (k ₂)

3. N₂O * + М ® N₂О + М; (k ₃)

4. N₂O + О ® N₂ + O₂ ; (k ₄)

Считая концентрации N₂O * и О ^. стационарными, найти выражение для скорости распада N₂O.

190. Дана схема цепной реакции: АН ® А ^. + Н ^. , (k ₁)

А ^. ® В ^. + С, (k ₂)

АН + В ^. ® А ^. + D, (k ₃)

А ^. + В ^. ® Р . (k ₄)

Используя метод квазистационарных концентраций, вывести уравнение для скорости образования продукта Р.

191. Вывести уравнение для скорости разложения оксида азота (V) по суммарному уравнению 2 N₂O _{5 ( г)} ® 4 NO_{2 ( г)} + O_{2 ( г)} при следующем механизме реакции (активные промежуточные частицы NO₃ и NO):

1. N₂O₅ ® NO₂ + NO₃ ; (k ₁)

2. NO ₂ + NO ₃ ® N ₂ O ₅ ; (k _{- 1})

3. NO ₂ + NO ₃ ® N O₂ + O ₂ + NO; (k ₂)

4. NO + N ₂ O ₅ ® 3 NO ₂ . (k ₃)

192. При изучении кинетики реакции SiH _{4 (г)} ® Si _(т) + 2 H _{2 (г)} был установлен следующий механизм: 1. SiH₄ ® SiH₂ + 2 H₂ ; (k ₁)

2. SiH₂ ® Si + H₂; (k ₂)

3. SiH₂ + H ₂ ® SiH₄ ; (k ₃)

Используя метод квазистационарных концентраций, вывести уравнение для скорости разложения SiH₄.

193. Для реакции нитрит - иона с кислородом предложен следующий механизм:

1. NO₂ ^- + O₂ ® NO₃ ^- + O; (k ₁)

2. NO₂ ^- + O ® NO₃^- ; (k ₂)

3. O + O ® O₂; (k ₃)

Вывести уравнение для скорости образования иона NO₃ ^-, используя метод квазистационарных концентраций. Упростить полученное выражение, предполагая, что реакция (3) гораздо медленнее реакции (2).

194. Предложен следующий механизм разложения азотной кислоты:

1. HNO₃ ® HO + NO₂;

2. HO+NO₂ ® HNO₃;

3. HO+HNO₃ ® H₂O + NO₃.

Предположив, что концентрация НО стационарна, вывести выражение для скорости разложения азотной кислоты. Как изменится приведенное выше уравнение, если предположить, что исчезновение NO₂ происходит быстро?

195. Предполагают, что реакция разложения бромметана 2 CH₃Br ® C₂H₆ + Br₂ может протекать по следующему механизму: 1. CH₃Br ® CH ₃ ^. + Br ^. ; (k ₁)

2. СН ₃ ^. + CH₃Br ® C₂H₆ + Br ^. ; (k ₂)

3. Br ^. + CH₃Br ® СН ₃ ^. + Br₂ ; (k ₃)

4. 2 СН ₃ ^. ® C₂H₆ . (k ₄)

Используя метод квазистационарных концентраций, вывести уравнение для скорости образования этана.

196. Термическое разложение углеводорода R ₂ протекает последующему механизму:

1. R ₂ ® 2 R ^. ; (k ₁)

2. R ^. + R ₂ ® P _B + R¢ ^. ; (k ₂)

3. R¢ ^. ® P _A + R ^. ; (k ₃)

4. 2 R ^. ® P _A + P _B . (k ₄)

Здесь R ₂, P_A , P_B - устойчивые углеводороды, R ^. и R¢ ^. – радикалы. Найти зависимость скорости разложения R ₂ от концентрации R ₂.

197. Дана следующая схема разложения ацетальдегида:

1. СН₃СНО ® СН ₃ ^. + СНО ^. ; (k ₁)

2. СН₃ ^. + СН ₃ СНО ® СН ₄ + СН ₂ СНО ^. ;(k ₂)

3. СН₂СНО ^. ® СН ₃ ^. + СО; (k ₃)

4. СН₃ ^. + СН₃ ^. ® С₂Н₆ ; (k ₄)

Используя приближение квазистационарных концентраций, вывести выражение для скорости образования метана и скорости расходования ацетальдегида.

198. Предполагают, что реакция образования фосгена СО + Cl₂ ® СОCl₂ может протекать по следующему механизму: 1. Cl₂ ®2 Cl ^. ; (k ₁)

2. 2 Cl ^. ® Cl ₂ ; (k ₂)

3. СО + Cl ^. ® СОCl ^. ; (k ₃)

4. СОCl ^. ® СО + Cl ^. ; (k ₄)

5. СОCl ^. + Cl ₂ ® СОCl₂ + Cl ^. . (k ₅)

Используя приближение стационарных концентраций, вывести выражение для скорости образования фосгена.

199. Предполагают, что распад вещества А ₂ в растворителе RH протекает по следующему механизму: 1. А ₂ ® 2 А ^. ;

2. А ^. ® Р + В ^. ;

3. В ^. +RH ® BH + R ^. ;

4. R ^. + R ^.®R – R.

Используя приближение квазистационарных концентраций, вывести выражение для скорости образования продукта Р.

200. Для реакции синтеза иодоводорода из простых веществ H_{2 (г)}+ I_{2 (г)} ®2HI _(г) предложен следующий механизм: 1. I₂ ® 2 I^· ; (k ₁)

2. 2I^· ® I₂ ; (k ₂)

3. 2I^· + H₂ ® 2HI. (k ₃)

Используя квазиравновесное приближение, вывести уравнение для скорости образования HI.

201. Для реакции 2 NO + O ₂ ® 2 NO₂ предложен следующий механизм:

1. 2 NO D (NO) ₂ ; ( k ₁, k _{– 1})

2. (NO)₂ + O ₂ ® 2 NO₂. (k ₂)

Вывести уравнение для скорости образования NO₂ , предполагая, что первая стадия – быстрая, а вторая – медленная.

Задачи

202. При изучении адсорбции уксусной кислоты на угле при 25 ⁰С были получены следующие данные:

Определить графически константы в уравнении изотермы адсорбции Фрейндлиха.

203. При изучении адсорбции уксусной кислоты на угле при 25 ⁰С были получены следующие данные:

Определить графически константы в уравнении изотермы адсорбции Фрейндлиха.

204. По уравнению Фрейндлиха вычислить равновесную концентрацию уксусной кислоты, если 1 г угля адсорбирует 3,76 ммоль СН₃СООН. Константа k = 2,82; n =2,44.

205. При изучении адсорбции ацетона древесным активированным углем при 20 ⁰С были получены следующие данные:

Определить графически постоянные уравнения изотермы Фрейндлиха и рассчитать количество ацетона, адсорбируемое 1 г угля при равновесной концентрации ацетона 125 ммоль/л.

206. Определить постоянные уравнения Фрейндлиха, используя следующие данные для адсорбции при 231 К углекислого газа на угле:

207. По приведенным данным об адсорбции СО₂ на угле марки С при (- 42 ⁰ С) определить константы в уравнении Фрейндлиха.

208. По приведенным результатам адсорбции амилового спирта на активном угле марки СКТ при 20 ⁰С составить уравнение изотермы адсорбции Ленгмюра и определить удельную поверхность угля. Площадь поперечного сечения молекул амилового спирта принять равной

1,6 ^. 10 ^{– 19} м ².

209. По приведенным данным для адсорбции уксусной кислоты на древесном угле при 25 ⁰С составить уравнение изотермы адсорбции Фрейндлиха.

210. По приведенным результатам адсорбции СО₂ на угле марки С при (- 42 ⁰ С) составить уравнение изотермы адсорбции Фрейндлиха.

Задачи № 211 - 214. По приведенным данным: а) построить изотерму адсорбции; б) проверить применимость уравнения Ленгмюра; в) если изотерма не соответствует уравнению Ленгмюра, составить уравнение адсорбции Фрейндлиха.

211. Адсорбция H₂S на цеолите CaX при 25 ⁰С:

212. Адсорбция H₂S на цеолите NaA при 25 ⁰С:

213. Адсорбция H₂S на цеолите CaА при 25 ⁰С:

214. Адсорбция H₂S на цеолите NaХ при 25 ⁰С: