Lớp công trình giao thông thành phố Khóa : 52Bài tập chuẩn bị1) bài tập các chương

Họ Và Tên : Vũ Đình Phúc
Mã SV : 1109318
Lớp công trình giao thông thành phố Khóa : 52
Bài tập chuẩn bị
1) bài tập các chương
Chương 1
Bài 11/62
NA mol khí A có thể tích VA
NB mol khí B có thể tích VB
Khi trộn 2 khí với nhau chỉ xảy ra quá trình khuyech tán
Khi khuyech tán khí A: khuyech tán từ thể tích VA đến (VA + VB )
V A + VB
∆SA= nA.R.ln(
)
VA
Khi khuyech tán khí B: khuyech tán từ thể tích VB đến (VA + VB)
V A + VB
∆SB= nB.R.ln(
)
VB
Do hàm entropi là hàm trạng thái có tính chất cộng
Nên ta có : ∆S hê = ∆SA + ∆SB
V A + VB
V A + VB
= nA.R.ln(
) + nB.R.ln(
)
(1)
VA
VB
Mặt khác :ban đầu T và P như nhau

V A + VB n A + n B
V A + VB n A + n B
=
=
,
VA
nA
VB
nB
Từ (1) và (2) ta có :
n A + nB
n A + nB
∆S hê = nA.R.ln(
) + nB.R.ln(
)
nA
nB

(2)

Ap dụng với A LÀ CH 4 n A =1 mol
B là N 2 n B = 1 mol
Khi đó ta có:
n A + nB
n A + nB
∆S hê = nA.R.ln(
) + nB.R.ln(
)
nA
nB

= 1.8,14.ln2 +1.8,314.ln2 = 11,52 J/ 0 K
Bài 14/63
ADCT : ∆G = ∆H – T.∆S
Do A và B là 2 khí lý tưởng sẽ không xảy ra phản ứng hóa học cũng như tương tác giữa
chúng
ở t0=const thì ∆H=0 → ∆G = -T.∆S
khi trộn lẫn 2 khí với nhau chỉ xảy ra hiện tượng khuyech tán
Ap dụng với :A là H2 ,B là N2 với nA=nB=1 mol


Khi đó ta có
Khi khuyech tán khí A: khuyech tán từ thể tích VA đến (VA + VB )
V A + VB
∆SA= nA.R.ln(
)
VA
Khi khuyech tán khí B: khuyech tán từ thể tích VB đến (VA + VB)
V A + VB
∆SB= nB.R.ln(
)
VB
Do hàm entropi là hàm trạng thái có tính chất cộng
Nên ta có : ∆S hê = ∆SA + ∆SB
V A + VB
V A + VB
= nA.R.ln(
) + nB.R.ln(
)
(1)
VA

VB
Mặt khác :ban đầu T và P như nhau
V A + VB n A + n B
V A + VB n A + n B
=
=
,
VA
nA
VB
nB
Từ (1) và (2) ta có :
n A + nB
n A + nB
∆S hê = nA.R.ln(
) + nB.R.ln(
)
nA
nB
n A + nB
n A + nB
) + nB.R.ln(
) ]
nA
nB
Áp dụng với A là H2 , B là N2 với nA=nB=1mol và T=300 0K
Khi đó tra có
n A + nB
n A + nB
∆G = -T.∆S=-T.[ nA.R.ln(

) + nB.R.ln(
) ]
nA
nB
= - 300.[ 1.8,314.ln2 + 1.8,314.ln2]= -3457,69 J
→∆G = -T.∆S=-T.[ nA.R.ln(

Chương 2:
Bài 1/82
A+B→C
Ta có : CA=0,2 M ; CB=0,4 M
K= 6,5.10-4 M-1/s-1
Vì phản ứng llaf đơn giản nên bậc phản ứng của A và B là 1
Vận tốc của phản ứng là :
V=k. CA. CB=6,5.10-4. 0,2.0,4=5,2.10-5 M.s-1
Bài 4/83
CA =1,6 M
K= 4,5.105 s-1
Pt :A → B
Vì phản ứng trên là phản ứng đơn giản nên ta có:
Vận tốc của phản ứng là
V=k. CA =4,5.105 .1,6 = 7,2.105 M.s-1 = 4,32.103 M.min-1

(2)


Chương 3
Bài 13/135
Pt NaCl → Na+ + ClMột phân tử NaCl điện ly ra 2 ion nên có q=2 , theo giả thiết độ điện li α=0,7
i −1

Áp dụng công thức α=
( i là hệ số van-hoff)
q −1
 i = α.(q-1) + 1 = 0,7.(2-1) +1=1,7
mặt khác
∆t d
117
i=
=> ∆tđ = i.kđ.Cmolan=1,7.1,86.
=6,324 0C
k đ .C molan
58,5
mặt khác tđ=tđ 0 -∆tđ =0-6,324=-6,324 0C
vậy nhiệt độ đông đặc của dung dịch A là -6,324 0C
Bài 21/136
Để kết tủa Fe(OH)3 khi đó
[Fe3+].[OH-]3 >TFe(OH) 3
TFe ( OH )3
=>[OH-]= 3
[ Fe 3+ ]
Co FeCl3 → Fe3++3Cl0,1M
0,1M
TFe ( OH )3
3,8.10 −38
3
Khi đó [OH-]= 3
=
= 7,24.10-13
0,1
[ Fe 3+ ]

10 −14
=0,0138
7,24 −13
 Khi đó ph= 1,86
 [H+]=

Chương 4
Bài 1/202 tính thế điện cực ở 25 0C
a) CuCl2 → Cu2+ + 2ClCó nồng đọ của CuCl2 là CM=0,001 M
 CM(CuCl 2 ) = 0,001 M
Ta có phản ứng điện cực: Cu2++ 2e ↔ Cu
Thế điện cực của Cu là
Cu 2+ 0,059
Cu 2+
φ Cu =φ0 Cu + 2 .lg[Cu2+]=0,345+0,295.lg0,001=0,345-0,0885=0,256 V
b) FeSO4→ Fe2+ + SO420,01M
0,01M
Fe2(SO4)3 → 2Fe3+ + 3SO420,1M
0,2M
Phản ứng điện cực : Fe3+ +1e→ Fe2+


Thế điện cực của sắt là ;
Fe 3+
0,2
0,059 [ Fe 3+ ]
Fe 3+
2
+
0

2
+
φ Fe 2+ =φ Fe + 1 .lg [ Fe ] =0,77+ 0,059.lg 0,01 =0,77+ 0,076=0,846 V
bài 9/203
Na2SO4 → 2Na+ + SO42H2O ↔ H++ OH2H++ 2e→ H2 (pt) H2‌‍| H+
1
2OH- -2e → O2 + H2O
(pt) O2| OH2
Sơ đồ pin phân cực
(pt) H2‌‍| H+ || OH-| O2 (pt)
Gọi φ1 là thế điện cực của H2‌‍| H+
Trong dung dịch Na2SO4 có [H+]=[ OH-]=10-7
1
Phương trình phân cực : H+ +1e→
H2
2
H+
φ1= φ
=0,059.lg10-7=-0,413 V
H2
gọi φ2 là thế điện cực của O2| OH1
ta có O2+ 2e+ H2O→ 2OH2
O2
O2
−
−
φ2= φ
= φ0 OH + 0,059 . lg[OH-]=0,401-0,059.lg10-7=0,401+0,413=0,814 V
OH
ta thấy φ2 > φ1

catot, anot => tạo ra pin điện hóa
(-) (pt) H2‌‍| H+ || OH-| O2 (pt) (+)
Ta có Epc = Epin= φ2 - φ1= 0,814-(-0,413)=1,227 V
Quá thế của điện phân là
ADCT : η = Eph-Epc= 2,21 -1,227 =0,983 V
2) Tìm hiểu và phân tích quá trình phá hủy của cọc thép chôn vùi trong lòng đất ,
nêu phương pháp bảo vệ
Cọc thép chôn vùi trong nền đất xảy ra hiện tượng ăn mòn là do tác dụng của các yếu tố
tự nhiên như nước, oxy không khí ...với sắt
Sự ăn mòn hóa học trong cọc thép chôn vùi dứới lòng đất :
Sắt tiếp xúc với nước và khí oxy xảy ra hiện tương ăn mòn hóa học như sau
3Fe +4H2O → Fe3O4 + 4H2
3Fe +2O2→ Fe3O4
=> sắt trong cọc thép bị ăn mòn


Sự ăn mòn điện hóa của thép chôn vùi trong lòng đất :
Thép là hợp kim của Fe-C gồm những tinh thể Fe tiếp xú trực tiếp với tinh thể C
- Không khí ẩm có chứa H2O, CO2, O2…tạo ra lớp dung dịch chất điện li phủ lên bề
mặt,thép làm xuất hiện vô số pin điện hóa mà Fe là cực âm, C là cực dương

- Ở cực âm xảy ra sự oxi hóa: Fe → Fe2+ + 2e
- Ở cực dương xảy ra sự khử: 2H+ + 2e → H2 và O2 + 2H2O + 4e → 4OH- Tiếp theo:
Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2(kk) + 2H2O → 4Fe(OH)3
- Theo thời gian Fe(OH)3 sẽ bị mất nước tạo ra gỉ sắt có thành phần chủ yếu là
Fe2O3.xH2O
=>Theo thời gian cọc thép chôn vùi trong nền đất bị ăn mòn
Sự ăn mòn sinh học trong cọ thép bị chôn vùi trong nền đất:
Các sinh vật trong đất bám vào coc thép tuy chúc không trực tiếp làm ăn mòn cọc thép

nhưng trong quá trình tiếp xúc với cọc thép chúng bám ở cọc thép và tiết ra những dịch
làm cọc thép bị ăn mòn
Cọc thép trong nền đất bị ăn mòn hóa học ăn mòn điện hóa và cả ăn mòn sinh học nữa
khi đó nó sẽ làm phá hủy kết cấu thép trong cọc và ảnh hưởng tới kết cấu trong cả một
công trình
Với các kết cấu khog được bảo vệ sau một năm cho thấy tùy thuộc vào môi trường nói
chung lượng thép hao hụt từ 500 đến 2000g/m2 .Ngoài ra còn làm suy giảm lực bám dính
giữa thép với lớp phủ bảo vệ và gây ra ăn mòn điểm .Đ iều đó dẫn tới mất khả năng bảo
vệ của các lớp phủ bên ngoài .
Do sự ăn mòn ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng công trình nên chúng ta phải có những
phương pháp thích hợp để bảo vệ:
Để bảo vệ cọc thép trong nền đất ta có các sau:
a) chế biến loại đất bao quanh thiết bị
-

thêm các hóa chất vào trong đất để làm thay đổi tính chất ăn mòn hoặc tạo ra
màng bảo vệ trên khắp bề mặt


-

thay đổi chất ăn mòn xung quanh cọc thép bằng những vật liệu khác nhau hoặc
đất có khả năng chống ăn mòn

-

thay bằng cát có chứa cacbonatcanxi hoặc cát trung tính

b) bao phủ bề mặt bằng lớp cách và bảo vệ điện hóa
-bao phủ bề mặt bằng các lướp cách : sử dụng các vật liệu hữu cơ,xi măng và ngay cả

kim loại bảo vệ
c) bảo vệ bằng phương pháp điện hóa
làm sạch ăn mòn bằng dòng điện dựa trên các phản ứng điện phân