Меню

Вычислить при 100 давление насыщенного пара воды над раствором

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:

Читайте также:  Датчик абсолютного давления впускного коллектора на ховер

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):

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):

Читайте также:  Остаточное давление газа в баллоне кислорода

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.

Читайте также:  Краскопульт высокого давления для густых красок

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