Учебные материалы по неорганической химии
Правило фаз (однокомпонентные системы)

1. Установите, сколько компонентов содержится в следующих системах:

а) раствор NaH₂PO₄ в воде, находящийся в равновесии с парами воды, без учета возможности ионизации соли в воде, б) то же самое, но с учетом возможности полной ионизации на все возможные ионы, и) AlCl₃ в воде с учетом того, что происходит гидролиз и осаждение Al(OH)₃.

2. Кристаллы сульфата меди при нагревании в замкнутом сосуде разлагаются и выделяют воду. Сколько фаз и компонентов содержится в данной системе?

3. Хлорид аммония разлагается при нагревании. Сколько образуется фаз и компонентов при нагревании этой соли в пустом сосуде? Сколько будет фаз и компонентов, если перед нагреванием соли в сосуд ввести аммиак?

4. В закрытом сосуде содержится насыщенный раствор сульфата натрия с избытком этой соли при температуре его кипения. Сколько фаз и компонентов имеет данная система? Сколько степеней свободы в данной системе, и что они собой представляют?

5. Объясните, почему система KCl - NaCl - H₂O должна рассматриваться как трехкомпонентная, тогда как система KCl - NaBr - H₂O (т.е. раствор хлорида калия и бромида натрия в воде) должна считаться четырехкомпонентной.

6. Для каждой из следующих систем установите число компонентов:

а.) NH₄Cl_(тв), NH₄⁺_(р-р), Cl^-_(р-р), H₂O_(ж), H₃O_(р-р), H₂O_(г), NH_{3 (г)}, OH^-_(р-р), NH₄OH_(р-р);

б.) NH₄Cl_(тв), NH_{3 (г)}, HCl_(г), где парциальное давление NH₃ всегда равно парциальному давлению HCl;

в.) NH₄Cl_(тв), NH_{3 (г)}, HCl_(г), где парциальное давление NH₃ не обязательно равно парциальному давлению HCl;

г.) CH₃COONH_4(тв), CH₃COO^-_(р-р), NH₄⁺_(р-р), H₃O⁺_(р-р), NH_{3 (р-р),} OH^-_(р-р), CH₃COOH_(р-р), H₂O_(ж), H₂O_(г), учитывая гидролиз;

д.) CaCl_2^. 6H₂O_(тв), Ca²⁺_(р-р), Cl^-_(р-р), H₂O_(ж), H₂O_(г).

7. Почему ошибочно применение формулы Клаузиуса-Клапейрона к фазовому переходу алмаз-графит?

8. Докажите, что на диаграмме давление - температура линия равновесия (жидкость) (пар) ( Ж - П ) в однокомпонентной системе всегда должна иметь положительный наклон.

9. Согласно рисунку (на след.стр.), покажите соотношение величин мольной энтропии s и мольного объема v для фаз 1, 2 и 3 вблизи тройной точки А.

10. Простое вещество Z существует в виде пара П, жидкости Ж, а в твердом состоянии - в трех аллотропных модификациях 1, 2 и 3. Закончите приведенную фазовую диаграмму и обозначьте все линии и все поля на диаграмме. Система имеет только три тройные точки: 1- равновесие (тв.1)  (тв.2) (тв.3), 2 - равновесие (тв.2) (тв.3) П, 3 - равновесие (тв.3) Ж П.

11. В процессе исследования воды при давлениях вплоть до 3000 атм получены координаты следующих тройных точек:

Под давлением в 1600 атм лед I и лед II находятся в равновесии при -60⁰С. Лед II имеет плотность больше, чем у льда III, который плотнее жидкости (тонет в воде).

а.) Изобразите схематическую фазовую диаграмму воды в координатах давление-температура в области от -60 до 0⁰С и от 0 до 3000 атм. Обозначьте каждую область, покажите наклон каждой кривой.

б.) Какая фаза в каждой из перечисленных ниже пар имеет большую энтальпию образования: лед I или лед II, лед I или лед III, лед II или лед III?

12. Давление пара над твердым и жидким тетрабромидом олова представлено ниже в таблице:

Рассчитайте для SnBr₄ координаты тройной точки, энтальпию возгонки и энтальпию плавления.

1. а) 2, б) 2, в) 3,

2. К = 2, Ф = 3,
1. Ф = 2, К = 1; во втором случае рассуждения относительно числа фаз остаются прежними, а К = 2,

4. К = 2, Ф = 3, С = 1,

6. а.) 3, б.) 1, в.) 2, г.) 4, д.) 2,

9. s₂>s₃>s₁; v₂>v₃>v_1,

11. б.) _fH(I) > _fH(II), _fH(I) > _fH(III), _fH(III) > _fH(II)

12. р=0.375 мм рт.ст., t=35⁰С; H_возг=62.7 кДж/моль, H_пл=12.96 кДж/моль.