1. Uploading your submission

   Unless specifically instructed otherwise in the assessment document, please upload your work as

a single .pdf file via the submission link on Moodle and by the given deadline.

   Wherever possible you should type your answers and follow guidelines in the assessment

document on the preferred format (font, line spacing and so on).

   If you do have to include any elements that are not typed/computer generated (e.g. figures,

diagrams, equations etc.), or you are unable to type your answers for any reason, please follow theadvice for submitting handwritten answersfor any submission that requires scanning           documents (the webpage refers to 24-hour timed exams but is applicable to all online                submissions).

   If for any reason you are not able to use the app recommended by ISD at the link above, you can

consult the following resources for advice about preparing your submission:

  Submitting handwritten assignments to Moodle using mobile or tablet Devices - Device Camera      Submitting handwritten assignments to Moodle using mobile or tablet devices - MS One Drive App

   If handwritten work is not readable then it would not be possible to allocate marks to

the work.

   Please DOUBLE CHECK that the file you are uploading is the correct one and is

complete (with all pages visible) before the deadline.  You will not be allowed to re- submit the file after the deadline.

2. Technical Problems

If you encounter difficulties downloading or submitting your assessment via Moodle, then please

immediately notify (by email) the Teaching & Learning Team ([email protected]).

Please note that the final submission must be via Moodle.

Work submitted via email will not be accepted and will not be marked.

3. Advice and other support

  Advice about Extenuating Circumstances

  UCL Engineering EC Form

  Student Support and Wellbeing

Advanced Materials Limited (AML) is a chemical synthesis company. Following the signing of a number of new contracts with leading companies, AML are planning to undertake extensive Physical  Chemistry studies. As  part of these studies and  in a consultative capacity for potential clients, you are required to carry on the following investigations.

Part A:

a)  1 mol of a gas with critical temperature of 295 K and critical pressure of 50 bar is held in a vessel of a specific volume and undergoes a series of isothermal expansions to larger volumes, as shown in the Table below:

i)  Assuming that the gas follows the van der Waals equation, calculate the pressure of the gas and the compression factor at all temperatures and volumes in the Table. Tabulate the results and use these values to plot all three isotherms in a compression factor vs pressure diagram.

[15]

ii)  Comment  on the  shapes  of the  isotherms  and  range  of values  of compressibility  factor, discussing in particular the dominant intermolecular forces.

[5]

b)   Using methane as an example, explain the Valence Shell Electron Pair Repulsion Theory and use this theory to get the geometry ofthe methane molecule.

[5]

c) Rutile, the high-temperature form of titanium oxide, TiO2, adopts a tetragonal P structure with a =

4.59 Å and c = 2.96 Å .

i) Draw a sketch to present the tetragonal P structure.

[4]

ii) Derive the following equation for determining interplanar separation, using a 2-D model in Figure Q.b as the starting point, where a,b and c are cell vectors, h, k and l are miller indices of the cell.

Figure Q.b  Sketch of a 2-D lattice.

[7]

iii)       Use the above equation to calculate the separation between the planes with the Miller indices (111).

[6]

d) When radiation of wavelength 495 nm from a monochromatic flash lamp of power 0.500 kW is used to irradiate a low-pressure sample of iodine vapour, I2, the rate of production of iodine atoms is 3.24  1019 s– 1 .  Assuming that all of the photons emitted by the lamp are absorbed by the iodine vapour

Calculate the quantum yield for dissociation of iodine molecules.

[8]

Part B:

Consider the following system of a reactions in series and parallel reactions:

A series of kinetic experiments of the above reaction system were carried out in a Continuous Stirred Tank Reactor (CSTR). In all experiments the feed stream solution contained only component A at concentration 1.000 mol dm -3 . At each experiment the space time (mean residence time) changed by using different feed flow rates. At the outlet it was not possible to measure the concentration of the intermediate B. The measured outlet concentrations of the other reaction components (Ci,out) are shown in the following table:

Table: Experimental Data