Типовая задача. В 250 мл воды растворили 8 гхлорида меди(II) CuCl2

Для данного раствора рассчитать физико-химические параметры при температуре 25°С. Степень электролитической диссоциации 0, 9.

Решение. 1. Определяем массовую долю растворенного вещества в полученном растворе

Массовая доля показывает, сколько грамм растворенного вещества приходится на 100 г раствора

Найдем массу полученного раствора, она будет складываться из массы воды и массы хлорида меди, как растворенного вещества:

m (раствора) = m(H₂O) + m (CuCl₂), зная что плотность воды ρ (H₂O)=1г/мл; m(H₂O) = ρ (H₂O) ·V(H₂O), m(H₂O) = 1· 250 = 250 г, m (раствора)=250 + 8=258 (г).

2. Рассчитываем молярную концентрацию раствора:

Молярная концентрация показывает, сколько моль растворенного вещества содержится в 1 л раствора

, где

n – количество растворенного вещества, моль;

V – объем раствора, л.

Находим количество моль растворенного вещества

и объем раствора

Подставляя полученные значения в выражение для молярной концентрации, получаем:

3. Рассчитываем нормальную (эквивалентную) концентрацию раствора

Нормальная концентрация показывает, какое число эквивалентов растворенного вещества содержится в 1 л раствора

, где

n_э– количество моль эквивалентов растворенного вещества;

V – объем раствора, л.

Рассчитываем n_э для рассматриваемого раствора

, где

m_э (CuCl₂) –эквивалентная масса CuCl₂, г/моль

4. Рассчитываем моляльную концентрацию

Моляльная концентрация показывает, сколько моль растворенного вещества приходится на 1 кг растворителя

, где

m(раств-ля) – это масса растворителя, кг

5. Рассчитываем мольную долю растворенного вещества – это отношение количества моль растворенного вещества к общему числу моль в растворе

Найдем число моль воды:

5. Рассчитываем титр раствора, который показывает, сколько грамм растворенного вещества содержится в 1 мл раствора

7. Поскольку CuCl₂ является электролитом, используем законы Рауля и Вант-Гоффа с введением поправочного коэффициента (изотонический коэффициент). Величина изотонического коэффициента зависит от степени диссоциации электролита:

отсюда , где

α – степень диссоциации электролита;

N – число ионов, на которые распадается электролит при диссоциации.

Хлорид меди при диссоциации распадается на три иона:

CuCl₂ ↔ Сu²⁺ + 2Cl^-

Рассчитываем величину изотонического коэффициента для рассматриваемого раствора:

i = 0, 9·(3 - 1) + 1 = 2, 8

Рассчитываем величину осмотического давления для данного раствора.

, где

P - осмотическое давление, кПа;

i – изотонический коэффициент;

С_М – молярная концентрация раствора, моль/л;

R – универсальная газовая постоянная (8, 31 Дж·моль^-1·К^-1);

Т – температура, К.

P = 2, 8·0, 27·8, 31·298=1872 кПа

8. Рассчитываем величину понижения давления пара над раствором, используя I-й закон Рауля:

, где

Δ р – изменение давления насыщенного пара над раствором, кПа;

р₀ – давление насыщенного пара над чистым растворителем;

Х – мольная доля растворенного вещества в растворе.

9. Повышение температуры кипения и понижение температуры кристаллизации рассчитываем, используя II-й закон Рауля:

Δ t_кип = i·К·С_m Δ t_крист =i·Е·С_m, где

К и Е – соответственно криоскопическая и эбуллиоскопическая постоянные растворителя, °С (К_воды = 1, 86°С, Е_воды = 0, 52°С);

С_m – моляльная концентрация раствора.

Δ t_кип = 2, 8·1, 86·0, 24 = 1, 25°С

Δ t_крист =2, 8·0, 52·0, 24 = 0, 35°С

Ответ: , , , , , , P = 1872 кПа, ,

Δ t_кип = 1, 25°С, Δ t_крист = 0, 35 °С.

Варианты заданий

Таблица 5