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90 MINUTES EXAM
Physical Chemistry with a Biological Focus
Einstein_Albert_Midterm-1
First Name: | Last Name: | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Midterm Retake | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Item 2 | Item 3 | Item 4 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Given | Pa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
m( | g | m1 | K | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Pressure | atm | m2 | drH | k | J | mol | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T_initial | ˚C | exp. | [A]_0 | mol/L | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T_final | T2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Your Answers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part A | J/K | J/(K mol) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part B | kJ/mol | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part C | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part D | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part E | m^3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part F | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part G | J/(mol K) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part H | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part I | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part J | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part K | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part L | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part M | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Part N |
BCH 341 Instructor: Matthias Heyden
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Useful Information
Units and Constants:
Gas constant R = 8.3145 J/(mol K)
Avogadro’s constant NA = 6.022 x 1023 mol-1
Boltzmann’s constant kB = R/NA
electron charge e = 1.602 x 10-19 C
Faraday’s constant F = e NA=96485 C
Dielectric permittivity (vacuum)
𝜖T = 8.854 𝑥 10VWX
YZ [Z
\] ^Z
Dielectric constant of water (& aqueous solutions)
(approximately) 𝜀d ≈ 80
1 cal = 4.184 J
1 bar = 1 x 105 Pa
1 atm = 1.013 bar
0°C = 273.15 K
1 L = 10-3 m3
Thermodynamic properties of water
Liquid Density [kg/m3]
H2O (l) at 0°C 999.8
H2O (l) at 20°C 998.2
H2O (l) at 40°C 992.2
H2O (l) at 60°C 983.2
H2O (l) at 80°C 971.8
H2O (l) at 100°C 958.3
Heat capacity 𝑪𝑷,𝒎 [J/(mol K]
H2O(s) 38.0
H2O (l) at 0°C 76.01
H2O (l) at 20°C 75.38
H2O (l) at 40°C 75.29
H2O (l) at 60°C 75.39
H2O (l) at 80°C 75.61
H2O (l) at 100°C 75.95
H2O (g) 36.5
Molar enthalpy of fusion / melting
Water at 0.0°C ∆wx[𝐻T℃
⊖ = 6007 J/mol
Molar enthalpy of vaporization
Water at 99.6°C ∆|}~𝐻��.�℃
⊖ = 40657 J/mol
Standard enthalpies of formation
at 298 K ∆𝐟𝑯⊖ [kJ/mol]
H2O(l) -285.83
H2O(g) -241.82
CO2(g) -393.51
C2H4(g) +52.47
C6H12O6(s) (glucose) -1274.4
H3COH(l) -238.57
NH3(g) -46.11
C5H10N2O3(s) -826.42
Entropies at 298 K 𝑺⊖ [J/(K mol)]
C(s)(graphite) 5.74
H2(g) 130.79
N2 (g) 191.72
O2 (g) 205.25
H2O(l) 69.91
H2O(g) 188.93
CO2(g) 213.85
C2H4(g) 219.32
C6H12O6(s) (glucose) 212.1
H3COH(l) 126.8
NH3(g) 192.56
C5H10N2O3(s) 195.05
Atomic Masses
Hydrogen: 1.008 g/mol
Carbon: 12.011 g/mol
Nitrogen: 14.007 g/mol
Oxygen: 15.999 g/mol
(see tables for more)
BCH 341 Instructor: Matthias Heyden
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∆𝐺 = ∆𝐻 − 𝑇∆𝑆
∆d𝐻 = �𝑐 ∙ Δ�𝐻� + 𝑑 ∙ Δ�𝐻�� − (𝑎 ∙ Δ�𝐻� + 𝑏 ∙ Δ�𝐻�)
∆d𝑆 = �𝑐 ∙ 𝑆�,� + 𝑑 ∙ 𝑆�,�� − �𝑎 ∙ 𝑆�,� + 𝑏 ∙ 𝑆�,��
∆d𝐺 = �𝑐 ∙ Δ�𝐺� + 𝑑 ∙ Δ�𝐺�� − (𝑎 ∙ Δ�𝐺� + 𝑏 ∙ Δ�𝐺�)
mheyden
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–196.97