Меню

Вычислите давление насыщенного пара имеющего степень диссоциации

Вычислите давление насыщенного пара имеющего степень диссоциации

2. Растворы. Изотонический коэффициент, Давление пара.

FilIgor Дата: Среда, 07.11.2012, 11:10 | Сообщение # 1

2. Растворы. Изотонический коэффициент, Давление насыщенного пара, Температуры кипения и замерзания.

2.1. Задание.
Определить давление насыщенного пара раствора, содержащего 18 г. глюкозы в 180 г. воды при 100 о С.

Решение.
Определим количества веществ (моль) компонентов.
n(C6H12O6) = n1 = m/Mr = 18/180 = 0,1 моль.
n(H2O) = n2 = m/Mr = 180/18 = 10 моль.

Определим мольную долю глюкозы.
N = n1/(n1 + n2) = 0,1/(10 + 0,1)

По закону Рауля,
N = (P — Р)/Р
При 100 градусах Р = 101,3 кПа. Отсюда,
(101,3 — Р)/101,3 = 0,01.
Р = 100,287 кПа.

Задание 2.1.1.
Определить температуры кипения и замерзания этого же раствора.

Решение.
По справочнику определим эбулиоскопическую и криоскопическую константы воды.
Кэ = 0,52, Кк = 1,86.
Определим моляльность раствора.
Сm = 1000mв-во/Mr*mрастворитель = 1000*18/180*180 = 0,556 моль/кг.

Определим температуру кипения:
Δt = Cm*Кэ = 0,556*0,52 = 0,289 о . Ткип = 100 + Δt = 100,289 о С.

Определим температуру замерзания.
Δt = Cm*Kk = 0,556*1,86 = 1,034 o . Тзам = 0 — Δt = — 1,034 о С.

Определите относительную молекулярную массу ани­лина, если при 30 0 С давление пара раствора, содержащего 3,09 г анилина в 370 г эфира С4Н10О равно 643,6 мм рт.ст. а давление пара чистого эфира при той же температуре равно 647,9 мм рт.ст.

Определим мольную долю анилина.
N = (647,9 — 643,6)/643,6 = 0,006681
Определим количество вещества эфира.
n2 = m/M = 370/74 = 5 моль.
Определим мольную долю анилина.
N = n1/(n1 + n2)
0,006681 = n/(n+5)
n = 0,033405

Определим молярную массу.
M = m/n = 3,09/0,0336 = 92 г/моль.

Это близко к истинному значению (93 г/моль).

It’s futile to speculate about what might have been
FilIgor Дата: Среда, 07.11.2012, 11:15 | Сообщение # 2

2.2. Изотонический коэффициент.

Задание.
Определить изотонический коэффициент хлорида алюминия и хлорида кальция при кажущейся степени диссоциации 50 и 80% соответственно.

Из уравнений диссоциации видно, что при диссоциации хлорида алюминия образуется 4 иона (k = 4),
а при диссоциации хлорида кальция — 3 иона (k = 3).

i (AlСl3) = 1 + α(k — 1) = 1 + 0,5(4 — 1) = 2,5.
i (CaCl2) = 1 + α(k — 1) = 1 + 0,8(3 — 1) = 2,6.

Кажущаяся степень диссоциации некоторой соли, диссоциирующей на три иона, составляет 97 %. Определить, при какой температуре
начнет кристаллизоваться раствор этой соли в воде, если он закипает при температуре 100,2 °С.

Определим изотонический коэффициент.
Поскольку соль диссоциирует на 3 иона, k = 1.
97%, соотв. α = 0,97.
i = 1 + α(k — 1) = 1 + 0,97(3 — 1) = 2,94.
Определим моляльность. Δt = 100,2 — 100 = 0,2.
Сm = Δt/i*Kэ = 0,2/2,94*0,52 = 0,13 моль/кг.
Определим температуру замерзания (кристаллизации).
Δt = i*Cm*Kk = 2,94*0,13*1,86 = 0,72 o .
T = 0 — Δt = 0 — 0,72 = — 0,72 o C.

It’s futile to speculate about what might have been
FilIgor Дата: Среда, 07.11.2012, 11:18 | Сообщение # 3

2.3. Давление насыщенного пара, температуры кипения и замерзания.

Задание.
Определить давление насыщенного пара раствора, содержащего 111 г. хлорида кальция в 1000 г. воды при 100 о С.
Определить температуры кипения и замерзания этого раствора. Степень диссоциации 75%.

Решение.
1) Давление насыщенного пара раствора.
Для электролитов следует учитывать изотонический коэффициент.

i (CaCl2) = 1 + α(k — 1) = 1 + 0,75(3 — 1) = 2,5.
n1(CaCl2) = m/Mr = 111/111 = 1 моль.
n2(H2O) = m/Mr = 1000/18 = 55,56 моль.

iN = (P — Р)/Р
N = 1/(1 + 55,56) = 0,0177
2,5*0,0177 = (101,3 — P)/101,3
P = 96,823 кПа.

2) Температура кипения.
Определим моляльность раствора.
Сm = 1000mв-во/Mr*mрастворитель = 1000*111/111*1000 = 1.

Δt = i*Cm*Кэ = 2,5*1*0,52 = 1,3.
Ткип = 101,3 о С.

3) Температура замерзания.
Δt = i*Cm*Kk = 2,5*1*1,86 = 4,65 o .
Тзам = 0 — Δt = — 4,65 о С.

It’s futile to speculate about what might have been
FilIgor Дата: Среда, 07.11.2012, 11:20 | Сообщение # 4

2.4. Определение молярной массы по температуре кипения и замерзания.

Задание.
Определите молярную массу серы, если раствор 0,324 г ее в 40 г бензола кипит на 0,081 градус выше, чем чистый бензол (Кэ = 2,61), какой формуле отвечает эта величина молярной массы?

Решение.
Определим моляльность раствора.

Δt = Cm*Kэ
0,081 = Cm*2,61
Cm = 0,031 моль/кг.

Определим молярную массу.

Mr = m(S)/Cm*m(C6H6) = 0,324/0,031*0,04 = 261 г/моль.
Отсюда индекс составит s = Mr/Ar = 261/32 = 8.

Задание.
Найти молекулярный вес вещества, если 2 г его растворены в 200 г воды, и раствор замерзает при –0,547 о С.

Решение.
Криоскопическая константа воды Kk = 1,86.
Определим моляльность раствора.
Δt = Cm*Kk
Cm = 0,547/1,86 = 0,294 моль/кг.
В килограмме воды растворено 2/0,2 = 10 г. вещества.
Молярная масса M = m/n = 10/0,294 = 34 г/моль.

It’s futile to speculate about what might have been
FilIgor Дата: Среда, 07.11.2012, 11:22 | Сообщение # 5

2.5. Определение степени диссоциации по Т замерзания.

Задание.
Раствор, содержащий 17,1 г сульфата алюминия Аl2(SO4)3 (Мr = 342 г/моль) в 50 г воды, замерзает при t = — 4,65°С. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в этом растворе.

Решение.
Определим моляльность раствора.
Cm = 17,1/342*0,05 = 1 моль/кг.

α = (i — 1)/(k — 1) = (2,5 — 1)/(5 — 1) = 0,375 (37,5%).

It’s futile to speculate about what might have been
FilIgor Дата: Суббота, 17.11.2012, 14:42 | Сообщение # 6

2.5. Определение степени диссоциации по Т замерзания.

Задание.
Раствор, содержащий 17,1 г сульфата алюминия Аl2(SO4)3 (Мr = 342 г/моль) в 50 г воды, замерзает при t = — 4,65°С. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в этом растворе.

Решение.
Определим моляльность раствора.
Cm = 17,1/342*0,05 = 1 моль/кг.

α = (i — 1)/(k — 1) = (2,5 — 1)/(5 — 1) = 0,375 (37,5%).

Источник

Вычислите давление насыщенного пара имеющего степень диссоциации

Для удобства пользователей и возможности быстрого нахождения решения типовых (и не очень) задач на общие свойства растворов.

©Для некоммерческого использования. При перепечатке решений обязательна ссылка на источник.

Для р-ров злектролитов (для неэлектролитов — та же формула без i ):
Росм = i ∙ См ∙ R ∙ T
Закон Рауля: (P0 — P) / P0 = i ∙ χ, где χ (или N) — мольная доля в-ва: χ= n(в-ва) /
Kажущaяся степень диссоциации электролита: α = (i-1)/(k-1), где k — число ионов, отсюда:
i = 1 + α∙(k — 1)
tкип. раствора всегда выше, а tзам. (tкр.) — всегда ниже, чем чистого растворителя:
Δtкрист. = i ∙ Kкр. ∙ Cm, Δtкип. = i ∙ Kэб. ∙ Cm, где Сm — моляльная конц-я р-ра — к-во в-ва в 1 кг р-ля

Подробнее о свойствах растворов неэлектролитов:
http://chitalky.ru/?p=3286

Задача 1
Чему равно осмотрическое давление 0.5 М раствора глюкозы при 25°С?

Решение:
Росм = См ∙ R ∙ T = 0,5 ∙ 8,31 ∙ 298 = 1238,19 кПа

Задача 2
Найти при 65°С давление пара над раствором, содержащим 13,68 г cахарозы С12Н22О11 в 90г воды, если давление насыщенного пара над водой при той же температуре равно 25,0 кПа.

Решение:
n(C12H22O11) = m(C12H22O11) / M(C12H22O11) = 13,68 / 342 = 0,04 моль
n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 90 / 18 = 5 моль

По закону Рауля
(P0 — P) / P0 = n(C12H22O11) / < n(C12H22O11) + n(H2O) >
(25 — P) / 25 = 0,04 / < 0,04 + 5 >
отсюда
Р = 24,8 кПа

Задача 3
Вычислить кажущуюся степень диссоциации сульфата калия в его водном растворе концентрацией 3 %, если относительное понижение давления паров воды над раствором составляет 9,23∙10-3 Па.

Решение:
кажущaяся степень диссоциации α = (i-1)/(k-1)
k(K2SO4) = 3 (число ионов)

ΔP/Po =i ∙ N, отсюда i= (ΔP/Po)/ N
Относительное понижение давления ΔP/Po = 9,23∙10^-3 Па

Мольная доля растворенного в-ва:
N = n1/(n1+n2)
n=m/M
в 100 г р-ра 3 г соли и 97 г воды —
n1=n(K2SO4) = 3/174 = 0,017 моль
n2=n(воды) = 97/18 = 5,39 моль
N= 0,017/(0,017+5,39) = 3,14∙10^-3

i= 9,23∙10^-3/3,14∙0^-3 = 2,94
α = (2,94-1)/(3-1) = 0,97 (97%)

Задача 4
Какова концентрация хлорида алюминия в растворе,если относительное понижение давления пара над раствором 0,16%, степень диссоциации соли 100%.

Решение:
ΔP / P0 = 0,16% = 0,0016 доли
α = 100% = 1
В растворе соль диссоциирует на 4 иона ⇒ k = 4
i = 1 + α ∙ (k — 1) = 1 + 1 ∙ (4 — 1) = 4

По закону Рауля, мольная доля N равна:
N = i ∙ ΔP / P0 = 4 ∙ 0,0016 = 0,0064

Если взять кол-во моль растворителя (воды) за 100 моль, а кол-во моль AlCl3 — за х, то
0,0064 = х / (х + 100) ⇒ х = 0,644

m(AlCl3) = n ∙ M = 0,644 ∙ 133,5 = 86 г
m(H2O) = n ∙ M = 100 + 18 = 1800 г
m(раствора) = m(AlCl3) + m(H2O) = 86 + 1800 = 1886 г
ω% = 100 ∙ m(AlCl3) / m(раствора) = 100 ∙ 86 / 1886 = 4,56%

Задача 5
Каким электролитом (сильным или слабым) является иодид натрия в этаноле, если раствор, содержащий 0.506 г NaI в 32.5г С2H5OH кипит при 77.40°C. Эбулиоскопическая постоянная равна 1.04.

Ответ:
Эбулиоскопическая постоянная Е — это повышение температуры кипения одномольного водного раствора неэлектролита: Е= Δt/Сm, где
Δt = tкип. р-ра – tкип. чистого спирта
а Сm — моляльная конц-я раствора — число моль соли в 1 кг спирта.
Поскольку повышение температуры кипения раствора изменяется пропорционально концентрации, а один моль вещества содержит одинаковое число частиц, то повышение температуры кипения раствора зависит от числа частиц растворенного вещества. Это следствие закона Рауля: повышение температуры кипения раствора пропорционально числу частиц растворенного вещества. Из этого следует, что методом эбулиоскопии можно определять степень диссоциации электролитов, указывающую на силу электролита.

В общем-то, задачка должна быть элементарной: найти Δt и Сm, посчитать Е, сравнить с данной в задаче Е и так определить степень диссоциации соли в спирте, т.е. определить, насколько кол-во частиц в реальном растворе отличается от кол-ва частиц в растворе неэлектролита — чем больше разница, тем больше распадается в-во на ионы в растворе и тем сильнее электролит. В идеале, если NaI распадается полностью, т.е. является идеальным сильным электролитом, то посчитанная Е должна быть в 2 раза больше данной (NaI распадается полностью на Na+ и I-) , а если вообще не распадается, то посчитанная Е = данной (1,04) и соль вообще не распадается на ионы (идеальный слабый электролит).

Но есть загвоздка с температурами: температура кипения раствора должна быть выше, чем чистого растворителя, а тут — наоборот: температура кипения чистого спирта tкип.=78,37°C, а раствора — почти на градус ниже.

Расчетная моляльная конц-я раствора:
Сm= n(NaI) / m(С2H5OH, кг) = m(NaI)/ [М(NaI)∙ m(С2H5OH, кг)] = 0,506 / (150 ∙ 0,0325) ≈ 0,1 моль/кг
Δt = 77,40 — 78,37 = -0,97°C
Даже если не учитывать знак, то расчетная Е=Δt/Сm = 0,97/0,1=9,7, чего просто не может быть!

Источник

Читайте также:  Клапан понижения давления место установки

Диагностика и виды давления © 2021
Все права сохранены © 2020. Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению. Обязательно проконсультируйтесь с вашим лечащим врачом. Внимание! Материалы могут содержать информацию, предназначенную для пользователей старше 18 лет. 18+

Adblock
detector