Решите следующие задачи
Свойства разбавленных растворов электролитов
1. Растворение электролитов в воде. Электролитическая диссоциация.
2. Увеличение числа частиц растворенного вещества в результате диссоциации.
3. Степень диссоциации электролита.
4. Изотонический коэффициент. Связь изотонического коэффициента со степенью диссоциации.
5. Отношение величин осмотического давления, понижения давления пара, повышения температуры кипения и понижения температуры замерзания для раствора электролита и неэлектролита при одинаковой концентрации.
где a — степень диссоциации; n — число ионов, на которые распадается молекула электролита; неэ. — неэлектролит.
6. Осмотическое давление крови животного. Изотонические и гипертонические растворы, применение.
7. Пример. Вычислить при 100 °С давление насыщенного пара воды над раствором, содержащим 5 г гидроксида натрия в 180 г воды. Кажущаяся степень диссоциации гидроксида натрия равна 0,8.
Решение: вычисляем изотонический коэффициент
i = 1 + a×(n — 1) = 1 + 0,8×(2 — 1) = 1,8
Понижение давления пара над раствором вычисляем по уравнению
где Ро — давление пара над растворителем; n — число молей растворенного NaOH; N — число молей воды.
Давление насыщенного пара над водой при 100 °С равно 101,33 кПа или 760 мм рт, ст. Молярная масса гидроксида натрия составляет 40 г/моль, молярная масса воды 18 г/моль. Следовательно, n =5/40 = 0,125 моль, N =180/18 =10 моль
Отсюда DР = 101,3×1,8×0,125/(10+0,125) = 2,23 кПа.
Находим искомое давление насыщенного пара над раствором
Р = Ро — DР = 101,33 — 2,23 = 99,1 кПа.
Домашнее задание
Ответьте на следующие вопросы:
1. Какое давлениепроизводит 1 моль газа, заключенныйв объеме 22,4 литров при нормальных условиях?
2. Какое давление производит 1 моль газа, заключенный в объеме 1 литр при нормальных условиях?
3. Каково осмотическое давление любого одномолярного раствора неэлектролита?
4. Как рассчитать молярную концентрацию раствора, если известно содержание растворенного вещества в одном литре раствора и его молярная масса?
5. Каковы значения эбулиоскопическойи криоскопической постоянных для воды?
6. Зависят ли значения эбулиоскопической и криоскопической постоянных растворителя от свойств растворенного вещества?
7. Как рассчитать моляльную концентрацию, если известна масса растворенного вещества, содержащегося в одном кг растворителя, и его молярная масса?
8. Почему опытное значение степени диссоциации сильного электролита называют кажущимся?
9. Каков физический смысл изотонического коэффициента?
1. Сколько граммов сахара содержится в 250 мл раствора, осмотическое давление которого при 7 °С составляет 2,8 атм? Вычислить молярную концентрацию раствора. В каком объеме раствора содержится 1 моль сахара? (1 атм @ 101,3 кПа).
2. В радиатор автомобиля налили 9 л воды и прибавили 2 л метилового спирта СН3ОН (r = 0,8 г/см 3 ).При какой наименьшей температуре можно после этого оставить автомобиль на воздухе, не боясь, что вода замерзнет?
3. Водно-спиртовой раствор, содержащий 15% спирта (r = 0,87 г/мл), кристаллизуется при -10,26°С. Найти молярную массу спирта и осмотическое давление раствора при 293 К.
4. Имеются 0,1 М растворы хлорида алюминия AlCl3 и хлорида кальция CaCl2. Кажущаяся степень диссоциации одинаковая. Какой раствор будет замерзать при более низкой температуре? Почему?
5. Какова температура замерзания растворов цианида аммония NH4CN и уксусного альдегида СН3СНО, каждый из которых содержит 5 г растворенного вещества в 100 г воды. Кажущаяся степень диссоциации цианида аммония равна 60%.
Литература
1. П.М. Саргаев. Неорганическая химия. -М.: КолосС, 2004. С. 55-62; 62-67; 68-76; 229-237.
Тема 7. Равновесие в растворах слабых электролитов. Ионные уравнения реакций
Содержание темы
1. Электролитическая диссоциация как обратимый процесс. Частичная диссоциация слабых электролитов в растворах. Применение закона действия масс к разбавленным растворам слабых электролитов. Константа диссоциации.
2. Влияние разбавления на равновесие электролитической диссоциации. Закон разбавления Оствальда.
3. Влияние на равновесие электролитической диссоциации прибавления электролитов, имеющих одноименный ион со слабым электролитом.
4. Влияние на равновесие электролитической диссоциации прибавления электролитов, связывающих один из ионов слабого электролита.
5. Правила составления ионных уравнений реакций.
6. Случаи необратимого протекания реакций между электролитами: Антидоты, адсорбенты, коагуляторы белков. Применение в ветеринарии.
Домашнее задание
1. Напишите уравнение электролитической диссоциации циановодородной кислоты HCN и гидроксида меди(II). Напишите формулы для констант диссоциации.
2. Как сдвинется равновесие электролитической диссоциации в растворах уксусной кислоты и гидроксида аммония NH4OH при разбавлении водой в три раза. Объяснить сдвиг равновесия на основании закона разбавления Оствальда.
3. Константа диссоциации азотистой кислоты равна 5×10 -4 моль/л. Вычислить степень диссоциации кислоты в 0,05 М растворе.
4. Как сдвинется равновесие электролитической диссоциации в растворе СН3СООН при прибавлении, например, раствора хлороводородной кислоты НCl или ацетата натрия CH3COONa? Написать уравнения диссоциации исходного (слабого) и прибавляемого (сильного) электролита.
5. Напишите в молекулярной и ионной формеуравненияреакций.
Источник
ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА РАСТВОРОВ. ТОНОМЕТРИЧЕСКИЙ ЗАКОН РАУЛЯ
Примеры решения задач
Пример 1.
а) Вычислите давление пара над раствором, содержащим 34,23 г сахара C12H22O11 в 45,05 г воды при 65 ºС, если давление паров воды при этой температуре равно 2,5·10 4 Па.
Решение:
Давление пара над раствором нелетучего вещества в растворителе всегда ниже давления пара над чистым растворителем при той же температуре. Относительное понижение давления пара растворителя над раствором согласно закону Рауля выражается соотношением
где p – давление пара над чистым растворителем;
p – давление пара растворителя над раствором;
n – количество растворенного вещества, моль;
N – количество растворителя, моль.
Количество растворенного вещества и растворителя: n=34,23/342,30=0,1 моль; N = 45,05/18,02= 2,5моль.
Давление пара над раствором:
Пример 2. Рассчитайте молекулярную массу неэлектролита, если 28,5 г этого вещества, растворенного в 785 г воды, вызывают понижение давления пара воды над раствором на 52,37 Па при 40 °С. Давление водяного пара при этой температуре равно 7375,9 Па.
Решение:
Относительное понижение давления пара растворителя над раствором равно
Находим: 
здесь mx – масса нэлектролита, молярная масса которого Mx г/моль.
0,309Mx + 0,202=28,5;
Молекулярная масса неэлектролита равна
ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ
5.1. Давление пара эфира при 30°С равно 8, 64∙10 4 Па. Сколько молей неэлектролита надо растворить в 50 молях эфира, чтобы понизить давление пара при данной температуре на 2666 Па? Ответ: 1,6 моля.
5.2. Понижение давления пара над раствором, содержащим 0,4 моля анилина в 3,04кг сероуглерода, при некоторой температуре, равно 1003,7 Па. Давление пара сероуглерода при той же температуре 1,0133∙10 5 Па. Вычислите молекулярную массу сероуглерода. Ответ: 76,0.
5.3. При некоторой температуре давление пара над раствором, содержащим 62 г фенола С6H5ОН в 60 молях эфира, равно 0,507∙10 5 Па. Найдите давление пара эфира при этой температуре. Ответ: 0,513∙10 5 Па.
5.4. Давление пара воды при 50 °С равно 12334 Па. Вычислите давление пара раствора, содержащего 50 г этиленгликоля С2Н4(ОН)2 в 900 г воды.
5.5. Определите давление пара над раствором, содержащим 1,212∙10 23 молекул неэлектролита в 100 г воды при 100 °С. Давление пара воды при 100°С равно 1,0133∙10 5 Па. Ответ: 0,98∙10 5 Па.
5.6. Давление водяного пара при 65°С равно 25003 Па. Определите давление пара над раствором, содержащим 34,2 г сахара С12H22O11 в 90 г воды при этой температуре. Ответ: 24512 Па.
5.7. Вычислите молекулярную массу глюкозы, если давление водяного пара над раствором 27 г глюкозы в 108 г воды при 100°С равно 98775,3 Па. Ответ: 180.
5.8. Давление пара воды при 100°С равно 1,0133∙10 5 Па. Вычислите давление водяного пара над 10%-ным раствором мочевины СО(NН2)2 при этой температуре. Ответ: 0,98∙10 5 Па.
5..9. Давление пара над раствором 10,5 г неэлектролита в 200 г ацетона (СН3)2CO равно 21854,4 Па. Давление пара ацетона при этой температуре равно 23939,35 Па. Найдите молекулярную массу неэлектролита. Ответ: 32,0.
5.10. Рассчитайте молекулярную массу неэлектролита, если при 20°С давление водяного пара над 63%-ным водным раствором этого неэлектролита равно 1399,40 Па. Давление паров воды при этой температуре равно 2335,42 Па. Ответ: 46, 0.
5.11. Давление пара воды при 25°С составляет 3167 Па. Вычислить для этой температуры давление пара раствора, в 450 г которого содержится 90 г глюкозы С6Н126. Ответ: 3090 Па.
5.12. Давление пара воды при 20°С составляет 2338 Па. Сколько граммов сахара C12H22O11следует растворить в 720 г воды для получения раствора, давление пара которого на 18,7 Па меньше давления пара воды? Вычислить процентное содержание сахара в растворе. Oтвет: 109 г; 13,5%.
5.13. При 0°С давление пара эфира (C2H5)2O составляет 2465 Па. Найдите для той же температуры: а) давление пара 5%-ного раствора анилина С6Н5NH2 в эфире; б) давление пара 10%-ного раствора бензойной кислоты С6Н5СООН в эфире.
Ответ:а) 23,65 кПа; б) 23,09 Па.
5.14. При 32°С давление пара водного раствора некоторого неэлектролита составляет 4721 Па, а давление пара воды при той же температуре 4753 Па. Вычислить осмотическое давление при той же температуре, приняв плотность раствора равной единице. Ответ: 622 кПа.
5.15. Осмотическое давление водного раствора глицерина С3Н83 составляет при 0°С 567,3 кПа. Приняв плотность раствора равной единице, вычислить давление пара раствора при 0 °С, если давление пара воды при той же температуре составляет 610,5 Па. Ответ: 608 Па.
5.16. Чему равно давление пара раствора, содержащего 46 г глицерина С3Н83 в 900 г воды при 40°С, если давление пара воды при той же температуре 55,32 мм рт. ст. Ответ: 55,1 мм рт.ст.
5.17. Давление пара раствора 27 г неэлектролита в 108 г воды при 75°С равно 270,1 мм рт.ст. Вычислить молекулярную массу неэлектролита, если давление пара воды при 75 °С равно 289,1 мм рт.ст. Ответ: 68,5.
5.18. Давление пара раствора 8,89 г неэлектролита в 100 г воды при 0°С равно 4,54 мм рт.ст. Вычислить молекулярную массу неэлектролита, если давление пара воды при 0°С равно 4,58 мм рт.ст. Ответ: 183,2.
5.19 Давление пара водного раствора глюкозы С6Н12О6 при 75°С равно 250 мм рт.ст. Вычислить процентную концентрацию раствора, если давление пара воды при 75 °С равно 289,1 мм рт.ст. Ответ: 58,3%.
5.20. Давление пара чистого ацетона (СН3)2СO при 20°С равно 179,6 мм рт.ст. Вычислить давление пара раствора 2,5 г камфоры С10Н16О в 100 г ацетона при той же температуре. Ответ: 177,9 мм рт.ст.
5.21 Давление пара раствора глицерина С3Н.8О3 в воде при 40°С равно 50 мм рт.ст. Сколько приблизительно молекул воды приходится на одну молекулу глицерина в указанном растворе? Давление пара воды при 40°С равно 55,32 мм рт.ст. Ответ:
5.22. Давление пара эфира (С2Н5)2 O при 30°С равно 647,9 мм рт.ст.; давление пара раствора 3,1 г анилина в 370 г эфира при той же температуре равно 643,58 мм рт.ст. Вычислить молекулярную массу анилина. Ответ: 93.
5.23. Давление пара воды при 40°С равно 55,32 мм рт.ст. Вычислить понижение давления пара при растворении 0,2 моль вещества в 540 г воды. Ответ: 334 мм рт.ст
5.24. Давление пара эфира при 30°С равно 648 мм рт.ст. Сколько молей вещества надо растворить в 40 моль эфира, чтобы понизить давление пара при данной температуре на 10 мм рт.ст.? Ответ: 0,627 моль.
5.25. Давление пара воды при 75°С равно 289,1 мм рт. ст. В скольких молях воды нужно растворить 0,4 моль вещества, чтобы при данной температуре понизить давление пара на 9 мм рт.ст.? Ответ: 12,45 моль.
5.26. Давление пара воды при 55°С равно 633,9 мм рт.ст. Вычислить давление пара раствора, содержащего 29 г фенола С6Н5ОH в 900 г воды. Ответ: 630,7 мм рт.ст.
5.27. Давление пара воды при 100°С равно 760 мм рт.ст. Вычислить давление пара над 4%-ным раствором мочевины СО(NН2)2 при этой температуре. Ответ: 750,6 мм рт.ст
5.28. При некоторой температуре давление пара над раствором, содержащим 31 г анилина С6H5NH2 в 30 моль эфира, равно 540,8 мм рт.ст. Вычислить давление пара эфира при этой температуре. Ответ: 546,8 мм рт.ст.
5.29. Над раствором, содержащим 5,59 маннозы в 180 г воды, давление пара при 80°С равно 354 мм рт.ст., а давление пара воды при этой температуре 355,1 мм рт.ст. Вычислить молекулярную массу маннозы. Ответ: 180.
5.30. При некоторой температуре давление пара над раствором, содержащим 2,44 г бензойной кислоты в 370,0 г эфира С4Н10О, равно 917,5 мм рт.ст. Давление пара эфира при этой температуре 921,2 мм рт.ст. Вычислить молекулярную массу бензойной кислоты. Ответ: 122.
Дата добавления: 2018-11-24 ; просмотров: 1421 ;
Источник