Меню

Вычислите осмотическое давление водного раствора глицерина

Примеры решения типовых задач. Расчет температуры замерзания раствора неэлектролита с известным количественным составом.

Пример 1

Расчет температуры замерзания раствора неэлектролита с известным количественным составом.

Вычислите температуру замерзания водного раствора рибозы с массовой долей 2 %.

Решение. Понижение температуры замерзания раствора по сравнению с чистым растворителем зависит от концентрации кинетически самостоятельных единиц. Предварительно рассчитаем моляльную концентрацию рибозы в растворе по формуле, приведенной в таблице:.

Для расчета понижения температуры замерзания раствора рибозы воспользуемся выражением:

Подставим в это выражение значения вычисленной моляльной концентрации рибозы и криоскопического коэффициента воды: K(H2O) = 1,86 К×кг/моль

ΔTзам = 1,86 К×кг/моль · 0,136 моль/кг = 0,253 К

Для расчета температуры замерзания раствора tзам используем выражение:

tзам = 0 °С — 0,253 °С = — 0,253 °С

Ответ: раствор замерзает при — 0,253 °С

Пример 2

Расчет осмотического давления раствора неэлектролита.

Установление изотоничности другому раствору

Вычислите осмотическое давление раствора глицерина с массовой долей 1% (плотность 1 ,0006 г/мл) при температуре 25 °С. Будет ли он изотоничен раствору с осмотическим давлением 500 кПа?

Решение. Осмотическое давление раствора глицерина рассчитывается по закону Вант-Гоффа:

Предварительно найдем молярную концентрацию этого раствора, воспользовавшись таблицей справочника:

Подставив это выражение в уравнение, получим:

1000 мл/л × 0,01 × 1,0006 г/мл × 8,31 Дж/(моль×К) ×298 К

Ответ: 268 кПа; Поскольку осмотическое давление раствора глицерина меньше 500 кПа, он будет гипотоничен по отношению ко второму раствору.

Пример 3

Расчет молярной массы неэлектролита по криометрическим и эбулиометрическим данным.

Вычислите массу рибозы, которую следует растворить в 180 г воды, чтобы получить раствор, кипящий при 100,1 °С.

Решение. Найдем Ткип, исходя из выражения:

Преобразуем выражение относительно моляльной концентрации рибозы

Выразим количество вещества рибозы через моляльную концентрацию, а затем вычислим ее массу.

n(С5Н10О5) = сm5Н10О5)m(Н2О) = Ткип·m(Н2О) / Э(H2O)

Ткип ·m(Н2О)·M(С5Н10О5)

Подставим известные величины в выражение массы растворенного вещества, предварительно найдя в справочнике значение эбулиоскопического коэффициента воды:

(100,1-100)К× 0,180 кг ×150,13 г/моль

Ответ: нужно растворить 5,19 г рибозы.

Пример 4

Расчет ионной силы. Расчет активности ионов

В качестве плазмозамещающего раствора применяется раствор Рингера-Локка, имеющий пропись:

Натрия хлорид 0,9 г

Калия хлорид 0,02 г

Кальция хлорид 0,02 г

Натрия гидрокарбонат 0,02 г

Вода для инъекций до 100 мл.

Вычислите ионную силу этого раствора и активность иона натрия.

Решение. Рассчитаем молярные концентрации электролитов по формуле:

с(NaCl) = 0,9г/(58,5 г/моль × 0,1л) = 0,154 моль/л

с(KCI) = 0,02г/ (74,5 г/моль ×0,1л) = 0,00268 моль/л

с(СаС12) = 0,02г/(111 г/моль ×0,1л ) = 0,00180 моль/л

с(NaHCO3) = 0,02г/ (84г/моль ×0,1л ) = 0,00238 моль/л

Глюкоза не является электролитом, поэтому не оказывает влияния на ионную силу раствора. Концентрации ионов калия, кальция и гидрокарбонат-ионов числено совпадают с концентрациями электролитов, в состав которых они входят. Суммарную молярную концентрацию хлорид-ионов найдем по выражению:

ссумм(Cl — ) = 0,154 + 0,00268 + 2 0,00180 = 0,160 моль/л

Для суммарной концентрации иона натрия:

ссумм(Na + ) = 0,154 +0,00238 = 0,157 моль/л

Ионную силу раствора рассчитаем по формуле применительно к данной задаче:

I = 0,5 (0,157 + 0,00268 + 0,00180 ×4 + 0,160 + 0,00238) = 0,165 моль/л

По значению ионной силы ( табл. ) найдем значение коэффициента активности [f(Na + ) = 0,72], а затем вычислим активность иона натрия по формуле:

a(Na + ) = f(Na + )с(Na + ) = 0,72 ×0,156 = 0,112

Ответ: ионная сила равна 0,164 моль/л; активность иона натрия равна 0,112.

Читайте также:  Лекарство для нормализации давления повышенного давления

Пример 5

.Расчет изотонического коэффициента по данным криоскопических и эбулископических исследований

Раствор, приготовленный растворением 10,11 г нитрата калия в дистиллированной воде массой 246 г, кипит при 100,4 °C. Вычислите изотонический коэффициент нитрата калия в этом растворе.

Решение. Вычислим количество KNO3, находящегося в растворе:

Моляльная концентрация исследуемого раствора равна:

Преобразовав выражение Тк = i Э(S)с(x), вычислим

Конечное выражение имеет вид:

Подставим в него известные величины:

(100,4 — 100) К ×101,3 г/моль ×0,246 кг

Пример 6

Расчет изотонического коэффициента по известному осмотическому давлению раствора электролита

Водный раствор хлорида магния с концентрацией 0,1 моль/л имеет при 298 К осмотическое давление 691 кПа. Вычислите изотонический коэффициент хлорида магния в этом растворе.

Решение. Преобразуя выражение роcм = iсRT, вычислим:

Подставим в полученное выражение известные величины:

0,1 моль/л × 8,31 Дж/(моль·К)×298 К

Пример 7

Расчет осмолярности (осмоляльности) раствора

Рассчитайте верхнюю и нижнюю границу осмолярности растительных тканей степных растений. Осмотическое давление в них принимает значения от 810 кПа до 4052 кПа. Температуру принять равной 25°С.

Решение. Преобразуя выражение

Подставим в полученное выражение известные величины:

8,31 (л ×кПа)/(моль× К) × 298К

Подстановка в аналогичное выражение росм = 4052 кПа дает результат сосм = 1,64 осмоль/л.

Ответ: осмолярность тканей степных растений находится в диапазоне от 0,327 осмоль/л до 1,64 осмоль/л.

Источник

ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ. ЗАКОН ВАНТ- ГОФФА

Примеры решения задач

Пример 1.

Вычисление осмотического давления растворов.

Вычислите осмотическое давление раствора, содержащего в

Решение:

Осмотическое давление раствора определяют согласно закону Вант-Гоффа:

где п — количество растворенного вещества, моль;

V – объем раствора, м 3 ;

R — молярная газовая постоянная, равная 8,3144 Дж/(моль-К).

В 1,4 л раствора содержится 63 г глюкозы, молярная масса которой равна 180,16 г/моль. Следовательно, в 1,4л раствора содержится

n= 63/180,16=0,35моль глюкозы.

Осмотическое давление этого раствора глюкозы:

Пример 2.

Определение молекулярной массы неэлектролита по осмотическому давлению раствора.

Рассчитайте молекулярную массу неэлектролита, если в 5л раствора содержится 2,5 г неэлектролита. Осмотическое давление этого раствора равно 0,23∙10 5 Па при 20°С.

Решение:

Заменив п выражением m / M , где т — масса растворенного вещества, а М — его молярная масса, получим

Отсюда молярная масса растворенного вещества равна

Следовательно, молекулярная масса неэлектролита равна 52,96 —

Росм кПа: R=8,31 Дж/моль∙К;

Росм мм Hg ст.: R=62,32 л∙мм.рт.ст./град.∙моль;

Росм. атм.: R=0,082 л∙атм../град.∙моль;

ЗАДАЧИ для самостоятельного решения

4.1. Вычислите осмотическое давление раствора, содержащего 90,08 г глюкозы С6H12O6 в 4 л раствора при 27°С. Ответ: 3,12∙10 5 Па.

4.2. Найдите осмотическое давление при 0 °С для раствора, содержащего в 1 л 18,4 г глицерина С3Н8О3. Ответ: 4,54∙10 5 Па.

4.3. Рассчитайте осмотическое давление раствора неэлектролита, содержащего 1,52∙10 23 молекул его в 0,5 л раствора при 0 и при 30°С.

Ответ: 11,35∙10 5 Па; 12,60∙10 5 Па.

4.4. В 1 л раствора при 25 °С содержится 6,84 г сахара C12H22O11 и 1/38 г этилового спирта С2Н5ОН. Каково осмотическое давление раствора? Ответ:12,39∙10 4 Па.

4.5. При 0 °С осмотическое давление раствора сахара C12H22O11 и равно 3,55∙10 5 Па. Сколько граммов сахара содержится в 1 л раствора? Ответ: 53,53 г.

4.6. Осмотическое давление раствора, содержащего в 1л 3,2 г неэлектролита, равно 2,42∙10 5 Па при 20°С. Вычислите молекулярную массу неэлектролита. Ответ: 32,2.

4.7. В 0,5 л раствора содержится 2 г неэлектролита и раствор при 0°С имеет осмотическое давление, равное 0,51∙10 5 Па. Какова молекулярная масса неэлектролита? Ответ: 178.

Читайте также:  Переходник для замера давления в топливной рампе

4.8. Найдите формулу вещества (маннита), содержащего 39,56% углерода, 7,69% водорода и 52,75% кислорода, если осмотическое давление раствора, содержащего в 1 л 72 г маннита, равно 9,00∙10 5 Па при 0°С. Ответ: С6H14O6.

4.9. Раствор анилина С6H5NH2 имеет такое же осмотическое давление, что и раствор, содержащий 3,2 г СН3ОН в 1 л воды при 18°С. Сколько граммов анилина содержится в 1 л раствора? Ответ: 9,30 г.

4.10. При какой температуре осмотическое давление раствора, содержащего в 1 л 45 г глюкозы С6Н12О6, достигнет 607,8 кПа? Ответ: 19,5 0 С.

4.11. Вычислить осмотическое давление 25%-ного раствора сахара С12H22O11 при 15°С (плотность 1,105 г/мл). Ответ: 1935кПа.

4.12. Сколько граммов глюкозы С6H12О6 содержится в 200 мл раствора, осмотическое давление которого при 37°C составляет 810,4 кПа? Ответ: 11,3 г.

4.13. Осмотическое давление раствора, в 250 мл которого содержится 0,66 мочевины, равно 111,1 кПа при 33°С. Вычислите молекулярную массу мочевины. Ответ: 60,3.

4.14. Сколько молекул растворенного вещества содержится в 1 мл раствора, осмотическое давление которого при 54°С составляет 6065 Па? Ответ: 1,34∙ 10 18 .

4.15. 1 мм 3 раствора содержит 10 15 молекул растворенного вещества. Вычислить осмотическое давление раствора при 0°С. В каком объеме раствора содержится 1 моль растворенного вещества? Ответ: 3772 Па; 602 л.

4.16. Из 342 г сахара С12Н22O11 и воды приготовлено 22,4 л раствора. Чему равно осмотическое давление при 0°С?

4.17. Вычислите осмотическое давление 5%-ного раствора ацетона (СН3)2СO в воде при 0°С. Плотность раствора 0,90 г/мл. Ответ: 19 атм.

4.18. Вычислить осмотическое давление раствора при 17°С, если 1 л его содержит 18,4 г глицерина С3Н8O3. Ответ: 4, 76 атм.

4.19. Опытным путем найдено, что осмотическое давление раствора, содержащего 5 г гемоглобина (белковое вещество крови) на 100 мл раствора, при 27°С равно 13,65 мм рт.ст. Вычислить молекулярную массу гемоглобина. Ответ:

4.20. В 7 л раствора содержится 24,4 г неэлектролита. Осмотическое давление раствора при 0°С равно 1,3 атм. Вычислить молекулярную массу неэлектролита. Ответ: 60.

4.21. Раствор сахара С12H12О11 при 0°С имеет осмотическое давление, равное 144 мм рт.ст. Сколько граммов сахара содержится в 1 л такого раствора? Ответ: 2,3 г.

4.22. Осмотическое давление раствора глюкозы С6Н12O6 при 0°С равно 4,48 атм. Какова молярность такого раствора? Сколько граммов глюкозы содержит 1 л этого раствора? Ответ: 0,2 моль/л; 36г.

4.23. 40 мл раствора, содержащего 0,2 г растворенного вещества, при 27,3°С обнаруживают осмотическое давление, равное 1,2 атм. Вычислить молекулярную массу растворенного вещества. Ответ: 102,75.

4.24. Выразить в мм рт.ст. осмотическое давление раствора при 0°С, содержащего 6,02∙10 17 молекул растворенного вещества в 1 мл раствора. Ответ: 680 мм рт.ст.

4.25. Выразить в мм рт.ст. осмотическое давление раствора при 10°С, содержащего 0,736 г глицерина С3Н83 в 400 мл раствора. Ответ: 553 мм рт.ст.

4.26. Вычислить молярную концентрацию раствора, осмотическое давление которого при 0°С равно 1,12 атм. Ответ: 0,05 моль/л.

4.27. При 0°С осмотическое давление раствора, содержащего 0,550 г гидрохинона в 500 мл раствора, равно 170,2 мм рт.ст. Вычислить молекулярную массу растворенного вещества. Ответ: 110.

4.28. При 0°С осмотическое давление раствора, содержащего 3,04 г дифениламина в 600 мл раствора, равно 510,7 мм рт.ст. Вычислить молярную массу дифениламина. Ответ: 169.

4.29. Сколько воды надо прибавить к 5 л раствора сахара С12Н22O11, чтобы понизить его осмотическое давление с 10,13∙10 5 до 1,013∙10 5 Па? Ответ: 45 л

Читайте также:  Настройка частотника с датчиком давления

4.30. Во сколько раз повысится осмотическое давление
раствора концентрации 0,1 моль/л при нагревании от 7 до
47°С? Ответ: в 1,14 раза.

Дата добавления: 2018-11-24 ; просмотров: 1177 ;

Источник

Калькулятор осмотического давления

Калькулятор осмотического давления – это инструмент, который поможет вам рассчитать давление, необходимое для полной остановки процесса осмоса. В этой статье мы предоставим вам все знания, необходимые для понимания того, как это работает: от уравнения осмотического давления до полного примера расчетов.

Вы также узнаете, что такое осмотическое давление по определению. Если вы когда-нибудь задавались вопросом, как рассчитать осмотическое давление, вы попали в нужное место.

Уравнение осмотического давления

Если вы хотите рассчитать осмотическое давление, вам нужно использовать формулу осмотического давления в виде:

π обозначает осмотическое давление. Измеряется в единицах давления – чаще всего в паскалях (символ Па) или барах.

n – количество ионов, образующихся при диссоциации растворенного вещества. Это также называют фактором диссоциации или фактором Вант Хоффа. Наиболее типично он колеблется от 1 (для веществ, которые не могут быть диссоциированы) до 3.

Φ – осмотический коэффициент данного растворенного вещества. Это единичный фактор, зависящий от типа вещества. Его значение чаще всего близко к 1. Вы можете найти значение этого коэффициента для наиболее распространенных веществ в конце этой статьи.

с обозначает молярную концентрацию раствора, измеренную в моль / литр. Вы можете либо ввести его напрямую, либо открыть расширенный режим, чтобы рассчитать его по массе растворенного вещества и объему раствора.

R – универсальная газовая постоянная. Он равен 8,314 Дж / (К * моль).

Т – температура, измеряемая в Кельвинах (символ К).

Как рассчитать осмотическое давление

Если вы хотите найти осмотическое давление, просто следуйте инструкциям ниже.

Выберите раствор для анализа – например, сульфат натрия (Na₂SO₄).
Скопируйте значения коэффициента диссоциации n, молекулярной массы M и осмотического коэффициента Φ из списка ниже. В этом случае n = 3, M = 142 и Φ = 0,74.
Определите температуру окружающей среды, при которой происходит осмос – например, 30 ° C, что эквивалентно 303,15 К.

Если вы знаете молярную концентрацию вашего раствора, вы можете ввести его непосредственно в калькулятор осмотического давления. Если нет, вам нужно определить массу растворенного вещества (например, 1 г) и общий объем раствора (допустим, 0,1 л).

Рассчитайте молярную концентрацию вашего раствора:
с = м / (М * V) = 1 / (142 * 0,1) = 0,07 моль / л.

Подставьте все эти данные в уравнение осмотического давления или просто введите их в наш калькулятор осмотического давления, чтобы получить результат – в этом случае давление равно 3940,56 гПа.

Коэффициенты для формулы осмотического давления

В приведенном ниже списке перечислены наиболее распространенные вещества, а также количество ионов, полученных путем диссоциации n, молекулярная масса M и коэффициент осмотического давления Φ.

NaCl: n = 2, М = 58,5, Ф = 0,93
KCl: n = 2, M = 74,6, Φ = 0,92
HCl: n = 2, M = 36,6, Φ = 0,95
NH2Cl: n = 2, M = 53,5, Φ = 0,92
NaHCO₃: n = 2, M = 84, Φ = 0,96
NaNO₃: n = 2, M = 85, Φ = 0,9
KH₂PO₄: n = 2, M = 136, Φ = 0,87
CaCl₂: n = 3, M = 111, Φ = 0,86
MgCl2: n = 3, M = 95,2, Φ = 0,89
Na2SO4: n = 3, M = 142, Φ = 0,74
K₂SO₄: n = 3, M = 174, Φ = 0,74
MgSO4: n = 2, M = 120, Φ = 0,58
Глюкоза: n = 1, М = 180, Ф = 1,01
Сахароза: n = 1, M = 342, Φ = 1,02
Мальтоза: n = 1, M = 342, Φ = 1,01
Лактоза: n = 1, M = 342, Φ = 1,01

Источник

Adblock
detector