2019 januari examen

Dit examen viel vroeger onder het vak Fysicochemie - deel 1

Schriftelijk

1) Geef de afleiding voor Cv=dU/dT en Cp=dH/dT. Maak gebruik van de formule voor warmtecapaciteit, de 1e hoofdwet van thermodynamica en de relatie tussen inwendige energie en enthalpie.

Mondeling

1) Leid de verandering van de Gibbs-vrije energie af met druk (P) en temperatuur (T). Maak gebruik van de verhouding tussen de entropie (S) en uitwendige energie (U). Gebruik ook de eerste (dU = q + w) en tweede (dS = qrev/T) wet van de thermodynamica.

2)a. Geef de dampdruk-samenstellingsgrafiek van twee ideaal mengbare stoffen. Geef ook de bijhorende temperatuur-samenstellingsgrafiek. Wat weet je over intermoleculaire krachten, dHmeng en dVmeng?

b. Leg colligatieve eigenschappen uit a.d.h.v. de volgende formules + toon aan dat dit effectief colligatieve eigenschappen zijn + waarvan zijn deze (on)afhankelijk (3 zaken):

formule voor dampdrukverlaging

formule voor kookpuntsverhoging (beide vormen van de afleiding kennen, want je moet ze helemaal uitleggen!)

(het diagram tekenen is een meerwaarde voor het antwoord!)

Oefeningen

1) Gegeven: 5,0 mol van een ideaal diatomisch gas bevindt zich initieel bij 2,0 atm en 400K en wordt aan volgend cyclisch proces onderworpen:

A) isotherme samendrukking tot 3,0 atm.

B) isobare temperatuurstijging tot 600K.

C) willekeurige terugkeer naar de begintoestand.

Gevraagd: bereken dS voor elke stap.

2) Gegeven: Endotherme ontbinding van koper(II)oxide tot koper(I)oxide bij 25°C en 1atm:

    4CuO -> 2Cu2O + O2

dH

    Reactie = 143,7 kJ/mol (!kilo!Joule)

dS:

    CuO = 43,0 J/K.mol
    CuO = 100,8 J/K.mol
    O2 = 205,0 J/K.mol

Gevraagd: Gaat de reactie bij gegeven omstandigheden spontaan op? Indien niet, bereken de temperatuur waarbij dit wel spontaan verloopt.