Меню

Вычислить давление пара 20 раствора глюкозы при 25

Пример 1. Давление пара воды при 25 0С равно 3167,7 Па

Давление пара воды при 25 0 С равно 3167,7 Па. Вычислите давление пара водного раствора, содержащего 18 г мочевины CO(NH2)2 в 360 г воды.

Решение: Согласно условию задачи Р=3167,7 Па. Найдём мольные доли растворённого вещества (CO(NH2)2) и растворителя (H2O) в растворе:

.

Подставим в уравнение закона Рауля имеющиеся данные:

, отсюда Р = 3167,7 – 46,8=3120,9 Па.

Пример 2.Какова массовая доля глицерина в растворе, если он замерзает при -0,52 0 С?

Решение: Найдем понижение температуры замерзания раствора:

.

Исходя из моляльности раствора, в 1000 г воды растворено 0,28 моль C3H5(OH)3. Найдем массу глицерина в растворе и массу раствора:

Вычислим массовую долю глицерина C3H5(OH)3 в растворе:

Ответ: 2,51%.

Пример 3.Определить эбулиоскопическую константу уксусной кислоты по следующим экспериментальным данным: уксусная кислота взята массой 250 г и в ней растворено 17,6 г вещества-неэлектролита, имеющего молярную массу 178 г/моль. Полученный раствор кипит на 1 0 С выше, чем уксусная кислота.

Решение: Для нахождения эбулиоскопической константы используем уравнение закона Рауля: Δtкип=Е·m.

Вычислим моляльность раствора:

По условию задачи Δtкип=1 0 С, следовательно,

. Ответ: 2,52 град.∙кг∙моль -1 .

Пример 4.При 20 0 С осмотическое давление раствора, в 100 мл которого содержится 6,33 г красящего вещества крови – гематина, равно 243,4 кПа. Определите молекулярную формулу, если известен элементарный состав (в % мас.) гематина: С – 64,6; Н – 5,2; N – 8,8; О – 12,6; Fe – 8,8.

Решение: Из уравнения Росм=СМRT найдем молярную концентрацию раствора:

Теперь вычислим молекулярную массу гематина. Из условия задачи следует, что в 1 л раствора содержится 63,3 г гематина, что составляет 0,1 моль. Таким образом, молярная масса гематина равна 63,3/0,1=633 г/моль, а молекулярная масса – 633.

Найдём простейшую формулу гематина. Обозначив числа атомов C, H, O, N, Fe через x, y, z, m, n, можем записать:

Следовательно, простейшая формула гематина С34H33N4O5Fe. Этой формуле соответствует молекулярная масса 633 (так как 34·12+33·1+4·14+5·16+56·1 = 633), что совпадает с найденным выше значением. Таким образом, молекулярная формула гематина такая же, как и простейшая С34H33N4O5Fe. Ответ: С34H33N4O5Fe.

Дата добавления: 2014-11-07 ; Просмотров: 3122 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

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.

Читайте также:  Плавание в бассейне при высоком давлении

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

Читайте также:  Перевод скважин в поддержание пластового давления

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: 1458 ;

Источник

Причем при повышении температуры равновесие сдвигается вправо.

Сделайте вывод об энтальпии реакции (принцип Ле-Шателье).

Решение.

1.Принцип Ле-Шателье гласит: Если на систему, находящуюся в химическом равновесии, подействовать извне, то равновесие сместится в сторону реакции, компенсирующей внешнее воздействие.

2. В соответствии с этим принципом при повышении температуры равновесие сдвигается в сторону эндотермической реакции, протекающей с поглощением тепла, т.е., с увеличением энтальпии реакции.

3. Поскольку, согласно условию, при повышении температуры равновесие сдвигается вправо , то прямая реакция (идущая вправо) – эндотермическая:

нативное состояние ↔ денатурированное состояние, >0

Растворы

8. Раствор содержит 20 г глюкозы в 100 г воды.

Вычислите давление насыщенного пара растворителя над раствором при температуре 15 о С, если давление пара чистой воды при этой же температуре равно 23,75 мм рт. ст.

Рассчитайте молярную долю растворителя.

Решение

1.Рассчитаем молярные доли растворенного вещества и растворителя:

1.1.

,

Где -количество вещества глюкозы, рассчитывается по формуле:

20/180=0,11 моль

— количество вещества воды, рассчитывается по формуле

100/18=5,56 моль.

Тогда =0,11/(0,11+5,56)=0,02.

1.2.Молярную долю растворителя, , рассчитаем на основании соотношения:

=1,

тогда =1-

2. Согласно закону Рауля, давление насыщенного пара растворителя над раствором пропорционально молярной доле растворителя:

,

где — давление пара чистого растворителя (воды), — мольная доля чистого растворителя (воды). Подставляя данные задачи и расчетов, получаем:

=23,75*0,98=23,275 мм рт.ст.

9. Водный раствор одноатомного спирта, содержащий 0,874 г вещества в 100 мл воды, замерзает при температуре -0,354 о С.

Рассчитайте относительную молекулярную массу спирта и установите его формулу.

Решение.

1. Согласно закону Рауля понижение температуры кристаллизации раствора по отношению к чистому растворителю прямо пропорционально моляльной концентрации растворенного вещества:

ΔТзам.= Тзам (растворителя)- Тзам (раствора)=KСm (1)

где Сm– моляльная концентрация раствора; К – криоскопическая постоянная. Для воды К=1,86° .

В соответствии с условием задачи ΔТзам.=0 о С-(-0,354 о С)=0,354 о С.

2. Из выражения (1) найдем моляльную концентрацию растворенного вещества:

Сm= ΔТзам/К=0,354/1,86=0,19 моль/кг

3.Согласно определению для моляльной концентрации:

,

Отсюда =0,874/(0,19*0,1)=46 г/моль

3. Общая формула предельных одноатомных спиртов –СnH2n+1OH. ., тогда молярную массу спирта можно выразить следующим образом:

М(R-OH)=14n+18=46, 14n=28, n =2. Следовательно, формула спирта – С2H5OH- этанол.

10. Осмотическое давление раствора объемом 250 мл, в котором содержится 20 г гемоглобина, равно 2855 Па (при 4 о Сили 277 К).

Установите молярную массу гемоглобина.

Решение.

1. Согласно закону Вант-Гоффа осмотическое давление раствора прямо пропорционально молярной концентрации растворенного вещества:

Из выражения (1) найдем величину См:

См= Росм/(1000*R*T)=2855/(1000*8,314*277)=0,00124 моль/л

2. Согласно определению молярная концентрация находится по формуле(2):

, отсюда =20/(0,00124*0,25)=64516 г/моль.

11. Водный раствор NaOH кипит при температуре 102,65 о С. Кажущаяся степень ионизации электролита равна 70%.

Определите массу NaOH, растворённую в 100 г воды.

Решение

1.Согласно закону Рауля повышение температуры кипения раствора по отношению к чистому растворителю прямо пропорционально моляльной концентрации растворенного вещества. Для растворов электролитов закон Рауля выглядит следующим образом (1):

где i – поправочный изотонический коэффициент, Кэ – эбуллиоскопическая постоянная растворителя; для воды Кэ =0,52°; Сm –моляльная концентрация раствора; ΔТкип. = Ткип р-ра – Ткип.р-рителя. Согласно условию задачи ΔТкип=2,65°

где α- кажущаяся степень ионизации электролита, согласно условию равна 0,7

n – количество ионов, на которые распадается в растворе 1 молекула электролита:

Т.О., для гидроксида натрия n=2. Тогда :

2.Из выражения (1) найдем величину Сm :

Сm= ΔТкип/( i*Кэ)=2,65/(1,7*0,52)=3 моль/кг

3.Масса NaOH, растворённая в 100 г воды, определяется по формуле (2):

m(NaOH)= Сm*M(NaOH)*100/1000 (2),

Подставляя результаты расчетов в формулу (2), получаем:

12. Раствор, содержащий 2,1 г КОН в 250 мл воды, замерзает при -0,514 о С.

Рассчитайте изотонический коэффициент и кажущуюся степень диссоциации.

Решение

1.Согласно закону Рауля понижение температуры замерзания раствора по отношению к чистому растворителю прямо пропорционально моляльной концентрации растворенного вещества. Для растворов электролитов закон Рауля выглядит следующим образом (1):

Читайте также:  Какое давление воды должно быть в квартире по госту

где i – поправочный изотонический коэффициент; К – криоскопическая постоянная растворителя; для воды К =1,86°; Сm –моляльная концентрация раствора; ΔТзам. = Тзам.р-рителя –Тзам. р-ра . Согласно условию задачи ΔТзам=0,514°

Найдем величину Сm. Согласно определению для моляльной концентрации:

=2,1/(56*0,25)=0,15 моль/кг

2.Из выражения (1) найдем величину изотонического коэффициента:

I = ΔТзам./( К*Сm)= 0,514/(1,86*0,15)=1,84

3.Изотонический коэффициент и кажущаяся степень диссоциации связаны соотношением (2):

где α- кажущаяся степень ионизации электролита, n – количество ионов, на которые распадается в растворе 1 молекула электролита:

Для гидроксида калия n=2.

Выразим величину α:

13. Осмотическое давление 0,5 М раствора карбоната калия равно 2726 кПа при 0 о С.

Вычислите кажущуюся степень диссоциации K2CO3 в растворе.

Решение

1.Согласно закону Вант-Гоффа для электролитов осмотическое давление раствора прямо пропорционально молярной концентрации растворенного вещества:

где i – изотонический коэффициент

2.Изотонический коэффициент связан с кажущейся степенью ионизации соотношением :

где α- кажущаяся степень ионизации электролита,

n – количество ионов, на которые распадается в растворе 1 молекула электролита:

Для карбоната калия n=3.

Выразим величину α:

Буферные системы

14. В состав крови входит буферная система, состоящая из двух анионов.

Приведите формулы её составных частей.

Назовите эту буферную систему.

Классифицируйте её по составу и природе компонентов.

Укажите зону буферного действия.

Напишите уравнения реакций, отражающих механизм действия (ионная форма).

Ответ

1. Важнейшими буферными системами крови являются бикарбонатная, фосфатная, белковая и наиболее мощная гемоглобиновая. Из этих систем только фосфатная состоит из двух анионов: Н2РО4 – (донор протонов) и НРО4 2– (акцептор протонов). Фосфатная буферная система составляет всего лишь 1% от буферной емкости крови. В других тканях эта система является одной из основных.

2. Роль кислоты в этой системе выполняет однозамещенный фосфат NaH2PO4, а роль соли двузамещенный фосфат – Na2HPO4.

3. Зона буферного действия буферной пары (Н2РО4 – –НРО4 2– )находится в интервале от 6,2 до 8,2.

4. Буферное действие фосфатной системы основано на возможности связывания водородных ионов ионами НРО4 2– с образованием Н2РО4 – :

а также ионов ОН – с ионами Н2РО4 – :

15. Аммиачная буферная система состоит из двух составных частей.

Классифицируйте её по составу и природе компонентов.

Укажите интервал значений рН, внутри которого эта система обладает буферной емкостью.

Напишите уравнения реакций, отражающих механизм её действия (ионная форма).

Объясните, почему аммиачная буферная система не входит в состав крови.

Решение

1.Состав и природа компонентов:

А)NН4ОН (NН3 х Н2О)-гидроксид аммония, слабый электролит

Б) NН4С1 – соль, хлорид аммония, сильный электролит.

Гидроксид аммония — слабый электролит, в растворе частично диссоциирует на ионы:

При добавлении к раствору гидроксида аммония хлорида аммония, соль как сильный электролит практически полностью диссоциирует на ионы:

и подавляет диссоциацию основания, равновесие которого смещается в сторону обратной реакции.

3.Интервал значений рН, внутри которого рассматриваемая система обладает буферной емкостью,рассчитывается по формуле:

,

где Кв – константа диссоциации NН4ОН=1,8*10 -5 , С-концентрация основания, Сс-концентрация соли.

рН=14-4,74+lg(C/Cc)=9,26+lg(C/Cc). В зависимости от соотношения C/Cc интервал значений рН составляет 8,26-10,26.

4.Способность аммиачного буфера поддерживать практически постоянное значение рН раствора основана на том, что входящие в них компоненты связывают ионы Н+ и ОН-, вводимые в раствор или образующиеся в результате реакции, протекающей в этом растворе. При добавлении к аммиачной буферной смеси сильной кислоты, ионы Н+ будут связываться молекулами или гидроксида аммония, а не увеличивать концентрацию ионов Н+ и уменьшать рН раствора:

При добавлении щелочи ионы ОН — будут связывать ионы NН4 + , образуя при этом малодиссоциированное соединение, а не увеличивать рН раствора:

5.Аммиачная буферная система не входит в состав крови, поскольку интервал значений рН, внутри которого она будет обладать буферной емкостью, находится в щелочной области (рН больше 8). Нормальное значение рН плазмы крови составляет 7,40 ± 0,05, т.е ниже области буферирования.

16. В 200 мл фосфатного буферного раствора содержится 0,8 моль кислотного компонента (Н2РО4 — ) и 1,6 моль солевого компонента (НРО4 2– ).

Установите рН буферного раствора.

Объясните, входит ли рассчитанное значение рН в ЗБД (рН: 6,2 – 8,2).

Классифицируйте буферную систему по составу и природе компонентов.

Решение.

1.Подставим данные задачи в формулу для расчета рН фосфатного буфера:

=-lg(6,2×10 -8 ) +lg(1,6/0,8)=7,51

2.Рассчитанное значение рН входит в зону буферного действия( ЗБД) рН: 6,2 – 8,2

3.Фосфатная буферная система является кислотно-основной буферной системой, образованной анионами двух кислых солей

Источник

Adblock
detector