5. Растворы

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

Вычислите давление насыщенного пара растворителя над раствором при температуре 15 ^оС, 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. 

,

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 оС.

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)=KС_m (1)

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

В соответствии с условием задачи ΔТзам.=0 ^оС-(-0,354 ^оС)=0,354 ^оС.

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

С_m= 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 –С_nH_2n+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 оСили 277 к).

Установите молярную массу гемоглобина.

Решение.

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

Р_осм=1000*R*T*См, па (1).

Из выражения (1) найдем величину См:

См= Р_осм/(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 оС. 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):

ΔТкип. = i*Кэ*Сm, ( 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°

Найдем величину i:

i=1+α(n-1),

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

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

NaOH=Na⁺+OH^-

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

i=1+α(n-1)=1+0,7*(2-1)=1,7

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),

где M(NaOH)=40 г/моль.

Подставляя результаты расчетов в формулу (2), получаем:

m(NaOH)=3*40*100/1000=12 г