Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Задачи для самостоятельного решения. 198. Сколько воды необходимо прибавить к 500 мл 20%-ного раствора NaCl (ρ=1,152 г/мл), чтобы получить 4,5%-ный раствор хлорида натрия?




198. Сколько воды необходимо прибавить к 500 мл 20%-ного раствора NaCl (ρ=1,152 г/мл), чтобы получить 4,5%-ный раствор хлорида натрия?

199. Сколько литров 2,5%-ного раствора NaOH (ρ=1,03 г/мл) можно приготовить из 80 мл 35%-ного раствора (ρ=1,38 г/мл)?

200. Сколько миллилитров 49%-ного раствора H3PO4 (ρ=1,33 г/мл) потребуется для приготовления 2 л 0,03М раствора фосфорной кислоты?

201. Сколько миллилитров 36%-ого раствора соляной кислоты (ρ=1,183 г/мл) нужно взять для приготовления 100 мл 0,2 н. раствора? Определите массовую долю вещества в полученном растворе, а также молярность и нормальность этого раствора.

 

§ 7. 2. Свойства разбавленных растворов неэлектролитов

7. 2. 1. Осмотическое давление

Самопроизвольный переход растворителя через полупроницаемую мембрану‚ разделяющую раствор и растворитель или два раствора с различной концентрацией растворенного вещества‚ называется осмосом. Осмос обусловлен диффузией молекул растворителя через полупроницаемую перегородку‚ которая пропускает только молекулы растворителя. Молекулы растворителя диффундируют из растворителя в раствор или из менее концентрированного раствора в более концентрированный‚ поэтому концентрированный раствор разбавляется‚ при этом увеличивается и высота его столба. Количественно осмос характеризуется осмотическим давлением. Осмотическое давление равно силе‚ приходящейся на единицу площади поверхности‚ и заставляющей молекулы растворителя проникать через полупроницаемую перегородку. Осмотическое давление возрастает с увеличением концентрации растворенного вещества и температуры.

Зависимость осмотического давления от концентрации раствора и температуры выражается уравнением Вант-Гоффа:

Росм. = 103 СМRT (7.14)

где Росм. – осмотическое давление раствора (Па); СМ – молярная концентрация (моль/л); R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/моль∙ К); T – абсолютная температура (К); 103 – множитель‚ позволяющий перейти от литров к м3.

Растворы, обладающие одинаковым осмотическим давлением‚ называются изотоническими. При одинаковой температуре изотоническими будут растворы с одинаковой молярной концентрацией неэлектролита.

Пример 1. Вычислить величину осмотического давления раствора‚ в 1 л которого содержится 0,1 моль неэлектролита‚ если температура равна 27 0С.

Дано: V (неэлект.) = 1 л ν (неэлект.) = 0,1 моль t=27 0С Решение: Поскольку в 1 литре раствора неэлектролита содержится 0,1 моль вещества‚ следовательно См = 0,1 моль/л: Росм. = 103 СМRT 1) Т= 273 + 27 = 300 К. 2) найдем осмотическое давление по формуле (7.14) Росм. = 103 м3 ∙ 0,1 моль/л ∙ 8,314 Дж / моль ∙К ∙ 300 К = 249420Па = 249,42 кПа
Найти: Росм. - ?

Ответ: Осмотическое давление раствора равно 249,42 кПа.

Пример 2. Определить молярную массу глюкозы‚ если осмотическое давление раствора‚ содержащего 12 г глюкозы в 2 л раствора‚ равно 83,14 кПа при 27 0С.

Дано: Росм.=83,14кПа=83140 Па m (С6Н12О6) = 12 г Vр-ра (С6Н12О6) = 2 л t = 27 0С Решение: Росм. ∙ V = 103 mRT/M Отсюда М (С6Н12О6) = 103 mRT/ Росм. ∙ V Т = 273 + 27 = 300 К Найдем молярную массу глюкозы: М (С6Н12О6) =103 м3/л∙12 г∙8,314 Дж/моль∙К∙300 К/83140 Па * * 2 л = 180 г/моль  
Найти: М (С6Н12О6) - ?

Ответ: Молярная масса глюкозы составляет 180 г/моль.

Пример 3. Опрелить массу глюкозы‚ которую должен содержать 1 л раствора‚ чтобы быть изотоничным раствору‚ содержащему в 1 л 9,2 г глицерина (С3Н8О3).

Дано: V р-ра16Н12О6) = 1 л V р-ра23Н8О3) = 1 л m (С3Н8О3) = 9,2 г Решение: Изотоничные растворы – это растворы с одинаковым осмотическим давлением: Росм. (р-ра1 С6Н12О6) = Росм. (р-ра2 С3Н8О3) Росм. (р-ра1 С6Н12О6) = 103 m (С6Н12О6)RT/M (С6Н12О6) * *Vр-ра16Н12О6) Росм. (р-ра2 С3Н8О3) = 103 m (С3Н8О3)RT/M (С3Н8О3) * *Vр-ра13Н8О3) Так как объемы растворов равны‚ то: m (С6Н12О6)/M (С6Н12О6) = m (С3Н8О3)/M (С3Н8О3)‚ а масса глюкозы определяется по формуле: m (С6Н12О6) = m (С3Н8О3) ∙ M (С6Н12О6) / M (С3Н8О3) m (С6Н12О6) = 9,2 г ∙ 180 г/моль / 92 г/моль = 18 г  
Найти: m (С6Н12О6) - ?

Ответ: В одном литре раствора глюкозы‚ изотоничного раствору глицерина‚ должно содержаться 18 г глюкозы.

 

Задачи для самостоятельного решения

202. Вычислить осмотическое давление раствора сахара С12Н22О11‚ если 1 л раствора содержит 85,5 г растворенного вещества‚ а температура равна 17 0С.

203. Раствор содержит в 1 л 0,4 моль неэлектролита. Вычислить осмотическое давление раствора при 27 0С.

204. В 2 л раствора содержится 5,58 г анилина C6H5NH2 при 24 0С. Вычислить осмотическое давление раствора.

205. Осмотическое давление раствора‚ в 250 мл которого содержится 0,66 г мочевины СО(NH2)2‚ равно 111,439 кПа при 33 0С. Вычислить молекулярную массу мочевины.

206. Осмотическое давление 1 л раствора неэлектролита при 18 0С составляет 60,48 кПа. Какова молярность раствора?

207. Осмотическое давление раствора сахара (C12Н22О11) при 20 0С равно 243,6 кПа. Какова масса сахара‚ содержащегося в 100 мл раствора?

208. Раствор‚ содержащий при 27 0С 7,4 г глюкозы (С6Н12О6) в 1 л‚ изотоничен раствору мочевины (NH2)2CO. Сколько граммов мочевины содержит 1 л раствора?

209. При какой температуре должен находиться раствор‚ содержащий 0,42 моль неэлектролита в 1 л‚ чтобы быть изотоничным раствору‚ содержащему при 20 0С 6,4 г метилового спирта (СН3ОН) в 500 мл раствора?

 

7. 2. 2. Криоскопия и эбулископия. Температуры замерзания и кипения

 

Растворы неэлектролитов замерзают при более низкой температуре‚ а кипят при более бысокой температуре‚ чем чистый растворитель. Понижение температуры замерзания (∆t0зам.) и повышение температуры кипения (∆t0кип.) раствора пропорционально концентрации растворенного вещества (II закон Рауля):

∆t0зам. = КСm‚ (7.15)

где К – криоскопическая постоянная (К∙кг/моль)‚ Сm – моляльность раствора.

∆t0кип. = ЕСm (7.16)

где Е – эбулиоскопическая постоянная (К∙кг/моль)‚ Сm – моляльность раствора.

Так как Сm = m / M ∙ mр-ля‚ то II закон Рауля можно записать в виде:

∆t0зам. = К ∙ mв-ва ∙ 1000/ (Mв-ва ∙ mр-ля )‚ (7.17)

∆t0кип. = Е ∙ mв-ва ∙ 1000/ (Mв-ва ∙ mр-ля )‚ (7.18)

где mр-ля – масса растворителя (г)

А молярная масса может быть вычислена по формулам:

Mв-ва = К ∙ mв-ва ∙ 1000/ (∆t0зам. ∙ mр-ля )‚ (7.19)

Mв-ва = Е ∙ mв-ва ∙ 1000/ (∆t0кип. ∙ mр-ля )‚ (7.20)

где mр-ля – масса растворителя (г).

Значения некоторых криоскопических и эбуллиоскопических констант приведены в приложении (таблица 6).

Пример 1. Вычислить температуру замерзания раствора‚ содержащего 50 г глюкозы в 0,3 кг воды.

Дано: m (С6Н12О6) = 50 г m (Н2О) = 0,3 кг Решение: ∆t0зам. = К(Н2О) ∙ m (С6Н12О6) ∙ 1000/ M (С6Н12О6) ∙ m (Н2О) К (Н2О) = 1,86 К∙кг/моль (см. табл. 6). ∆t0зам. = 1,86 К∙кг/моль ∙ 50 г ∙ 1000 / 180 г/моль ∙ 300 г = 1,72 0‚ следовательно‚ раствор будет замерзать при t = – 1,72 0С
Найти: t0зам. - ?

 

Ответ: температура замерзания раствора глюкозы равна – 1,72 0 С.

 

Пример 2. При растворении 5,252 г фенола С6Н5ОН в 200 г этилового спирта температура кипения повысилась на 0,324 0 С. Вычислите молярную массу фенола.

Дано: m (С6Н5ОН) = 5,252 г m (С2Н5ОН) = 200 г ∆t0кип. (р-ра) = 0,324 0 С Решение: M (С6Н5ОН) = Е(С2Н5ОН) ∙ m (С6Н5ОН) ∙ 1000/ ∆t0кип. * *m(С2Н5ОН) Е(С2Н5ОН) = 1,16 К∙кг/моль M(С6Н5ОН)=1,16 К∙кг/моль∙5,252 г∙1000/0,324 0 С ∙ 200 г = 94 г/моль
Найти: М (С6Н5ОН) - ?

Ответ: молярная масса фенола равна 94 г/моль.

Задачи для самостоятельного решения

 

210. Вычислить‚ на сколько градусов понизится температура замерзания бензола (С6Н6)‚ если в 50 г его растворить 1,5 г нафталина (С10Н8).

211. На сколько градусов повысится температура кипения‚ если в 200 г воды растворить 12 г глюкозы?

212. При какой температуре будет кипеть 30 %-й водный раствор сахара С12Н22О11.

213. Сколько граммов глюкозы необходимо растворить в 250 г воды‚ чтобы понизить температуру ее замерзания на 1,5 0 С?

214. В каком количестве воды следует растворить 23 г глицерина‚ чтобы получить раствор с температурой кипения 100,104 0 С (т. е. ∆t0кип.=0,104 0С)?

215. Раствор‚ содержащий 2,5 г фенола в 91 г бензола‚ замерзает при 3,8 0 С. Вычислить криоскопическую константу бензола‚ зная‚ что чистый бензол замерзает при 5,5 0 С.

216. Раствор‚ содержащий 5,44 г неэлектролита в 200 г воды‚ кипит при 100,078 0С. Вычислить молярную массу растворенного вещества.

217. Раствор‚ приготовленный из 2 кг этилового спирта и 8 кг воды‚ залили в радиатор автомобиля. Вычислить температуру замерзания раствора.

 







Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 2776. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2020 год . (0.008 сек.) русская версия | украинская версия