Bài tập cân bằng pha ppt

Bài tập cân bằng pha
Bài 1. Vẽ giản đồ cân bằng lỏng - hơi của hệ hai cấu tử A, B tan vô hạn ở
thái lỏng trong điều kiện đẳng áp theo phần mol của cấu tử B (X
B
) ở bảng số
liệu sau:
X
B
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
T
0
C(bd ngưng tụ)
70 90 102 112 120 125 130 134 136,5 139 140
T
0
C(kt ngưng tụ)
70 71 73,5 77 81 87 92,5 99 108 120 140
Cho M
A
= 60g/mol, M
B
=74g/mol
1. Giải thích các điểm, vùng, đường trên giản đồ và tính bậc tự do cho các
vùng đó.
2. Hỗn hợp hơi M chứa 36gA và 66,6g B ở 150
o
C. Tính khối lượng của từng
pha và khối lượng của từng cấu tử trong mỗi pha khi làm lạnh 102,6 gam hệ
M đến 120
0
C?

3. Phải thêm vào 102,6 gam hệ M trên ít nhất bao nhiêu gam cấu tử B để thu
được hỗn hợp lỏng đồng thể ở 120
0
C
4. Nêu nguyên tắc của phương pháp chưng cất đơn giản? Chưng cất phân
đoạn? Ứng dụng của phương pháp chưng cất trong công nghiệp và đời sống?
Bài 2. Vẽ giản đồ cân bằng lỏng - lỏng của hệ hai cấu tử A và B tan có hạn ở
trạng thái lỏng trong điều kiện đẳng áp theo bảng số liệu sau:
%B
7 10 15 20 30 40 53 60 70 79 83
T
0
C (chuyển pha)
4
0
55 76 88 103,5 112 110 104 88 60 40
1. Xác định thành phần và nhiệt độ của điểm hòa tan tới hạn K? Xác định
các đường, các vùng, các điểm có trên giản đồ. Tính bậc tự do f cho các
vùng, các điểm đó.
2. Hỗn hợp M chứa 45% A theo khối lượng, ở 88
o
C. Tính khối lượng của
từng pha và khối lượng của từng cấu tử trong mỗi pha của 90gam hệ M ở
nhiệt độ này.
3. Tại 88
o
C, cần phải thêm ít nhất bao nhiêu gam B vào 90 gam hệ M để hỗn
hợp thu được trở nên trong suốt?
4. Phát biểu và chứng minh quy tắc pha của Gibbs
Bài 3. Vẽ giản đồ rắn - lỏng của hệ 2 cấu tử A, B tạo ơtecti đơn giản theo

phần mol của cấu tử B (x
B
) theo bảng số liệu sau:
x
B
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1
)(
00
CT
bđđk
300 288 269 243 210 195 160 190 214 233 248
Cho M
A
= 207g/mol, M
B
= 122g/mol
1. Xác định nhiệt độ ơtecti của hệ? Cho biết thành phần của từng cấu tử ở
nhiệt độ ơtecti.
2. Xét hệ M lỏng chứa 33,12g A và 4,88g B ở 310
0
C. Tính khối lượng của
các pha và khối lượng của từng cấu tử trong mỗi pha khi làm lạnh 38g hệ M
đến 210
0
C.
3. Phải thêm vào 38 gam hệ M trên bao nhiêu gam cấu tử nào để thu được
hỗn hợp có nhiệt độ bắt đầu kết tinh thấp nhất?
4. Xác định khối lượng của từng pha trong 38 gam hệ M ở nhiệt độ ơtecti
nếu biết lúc đó khối lượng của pha rắn A kết tinh ra là 27,945gam?
Bài 4. Xét cân bằng lỏng - hơi của hệ hai cấu tử A, B. từ thực nghiệm người

ta thu được bảng số liệu sau (theo phần mol của cấu tử A (X
A
)):
X
A
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
T
0
C(bd ngưng tụ)
80 89 96 102 107 110
T
0
C(kt ngưng tụ)
80 84 88 94 101 110
1. Vẽ giản đồ đẳng áp hệ 2 cấu tử A, B theo số liệu trên
2. Xác định các đường, các miền có trên giản đồ. Tính bậc tự do cho mỗi
miền đó.
3. Vẽ giản đồ đẳng nhiệt của hệ được suy ra từ giản đồ đẳng áp trên. Giải
thích?
4. Phân tích quá trình làm lạnh hệ M có thành phần 15mol A và 5mol B ở
110
0
C. Tính thành phần từng pha và thành phần từng cấu tử A, B cân bằng
ở 100
0
C.
Bài 5. Giản đồ đẳng áp rắn - lỏng của hệ Cd - Bi có 1 điểm ơtecti ở nhiệt độ
40
0
C.

1. Lập giản đồ này theo các số liệu sau (theo phần mol của cấu tử Bi)
x
Bi
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,68 0,7 0,8 0,9 1
)(
00
CT
bđđk
315 305 285 263 240 210 175 140 150 200 237 273
2. Hãy chia ra các đường, các vùng, các điểm có trên giản đồ. Tính bậc tự do
f cho mỗi vùng đó.
3. Một hỗn hợp chứa 2 mol Cd và 18 mol Bi được làm nguội từ 350
0
C. Tính
số mol từng pha và số mol của từng cấu tử Cd, Bi trong mỗi pha đó ở 200
0
C.