ИДЗ Альмяшева / 0501_ИДЗ3_Конунников
.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ЛЭТИ» ИМ. В.И. УЛЬЯНОВА (ЛЕНИНА) Кафедра физической химии
ОТЧЕТ по Индивидуальному домашнему заданию №3
по дисциплине «Химия» Тема: ЖИДКИЕ РАСТВОРЫ
Студент гр. 0501 |
|
Конунников Г.А. |
|
Преподаватель |
|
|
Кириллова С.А. |
Санкт-Петербург
2020
2
Основные формулы для расчетов ЖИДКИЕ РАСТВОРЫ
Способы выражения концентрации описывается формулой (1):
|
mв ва |
100% , |
(1) |
|
mр ра |
||||
|
|
|
где mв-ва – масса растворенного вещества в растворе, г; mр-ра – масса
раствора, г.
СM – молярная концентрация растворенного вещества, моль/л* описывается формулой (2):
СМ |
v |
, |
(2) |
|
|||
V |
|
||
где – количество растворенного вещества, моль; V – объем раствора, л;
СН – молярная концентрация эквивалентов, или нормальность раствора, моль-экв/л** описывается выражением (3):
СН |
|
vэкв |
, |
(3) |
|
||||
|
|
V |
|
|
где экв – количество эквивалентов растворенного вещества, моль.
Ст – моляльность раствора, моль/(1000 г растворителя) описывается формулой (4):
Ст |
v |
, |
|
mр ля |
|||
|
|
где mр-ля – масса растворителя, кг.
Т – титр раствора, г/см3 описывается формулой (5):
Т |
mв ва |
, |
|
||
|
V 1000 |
|
(4)
(5)
3
хi – молярная (мольная) доля компонента, отношение количества молей
данного компонента к общему количеству молей всех компонентов, выражается в долях от единицы.
Водородный показатель описывается формулой (6):
pH lg H или pH lg CH , |
(6) |
где [H ] , HC – молярная концентрация Н+-ионов в растворе, моль/л. |
|
Ионное произведение воды описывается формулой (7): |
|
КВ H OH 10 14 , |
(7) |
Связь константы диссоциации KД и степени диссоциации α определяется законом разбавления Оствальда описывается формулой (8):
К Д 2СМ , |
(8) |
1 |
|
где CМ – молярная концентрация, моль/л; при 1 : 2 КД CМ
Понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором неэлектролита р пропорционально молярной доле растворенного вещества хi описывается формулой (9):
|
p p0 |
p p0 xi , |
|
(9) |
где р0, р – давления пара чистого растворителя и раствора. |
|
|||
Понижение |
температуры |
замерзания |
раствора |
неэлектролита |
определяется выражением по формуле (10): |
|
|
||
|
tзам Ккр Ст , |
|
(10) |
|
где Kкр – криоскопическая константа.
Повышение температуры кипения раствора неэлектролита определяется выражением по формуле (11):
4
tкип Кэб Ст , |
(11) |
где Kэб – эбулиоскопическая константа.
Для разбавленных растворов электролитов описывается формулой (12):
pОП |
|
tкип.оп. |
tзам.оп. i , |
(12) |
p |
|
tкип |
tзам |
|
где pОП , tкип.оп. , tзам.оп. – |
величины, определенные |
опытным путем; |
||
p, tкип , tзам – величины, вычисленные теоретически по формулам (3) и (5); i –
изотонический коэффициент.
Изотонический коэффициент связан со степенью диссоциации
электролита соотношением описывается формулой (13): |
|
||
|
i 1 |
, |
(13) |
|
|||
|
n 1 |
|
|
где n – число ионов, образующих молекулу данного электролита. |
|
||
Для малорастворимого электролита, диссоциирующего по уравнению |
|||
(14): |
|
|
|
A B nAm mBn , |
(14) |
||
n m |
|||
произведение растворимости имеет вид:
ПРAn Bm Am n Bn m
где [A ]m , [B ]n – концентрации ионов, моль/л
Условия растворения осадка:
Am n Bn m ПРAn Bm
Условия осаждения осадка:
Am n Bn m ПРAn Bm
5
Ход работы. Вариант – 8.
Пример 1. К 1 л воды прибавили 50 мл 48%-го раствора серной кислоты
(ρ = 1.38 г/см3). Рассчитать массовую долю кислоты, нормальность и титр полученного раствора:
Решение.
Определим массу исходного раствора: mр-ра = V·ρ = 1000 · 1,38 = 1380 г Найдём массу вещества в этом растворе по формуле (1):
mв ва mр ра 1380 48 662,4 г 100% 100
В исходном растворе содержится 662,4 г H2SO4. Такое же количество
будет содержаться в растворе после его разбавления.
Определим массу полученного раствора: mр-ра = 662,4 + 50 = 712,4 г.
mв ва 100% 662,4 100 92,98% mр ра 712,4
Определение нормальности:
n H2SO4 |
mв ва |
|
662,4 |
6,76 моль |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
98 |
|
|
|
|
|
|||||
C |
n |
|
6.76 |
|
4.9 моль/л |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
V 1.38 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 4.9 9,8 |
моль-экв/л |
|||
C |
|
|
, H2SO4 |
|
C |
|
|
, H2SO4 |
|
||||||||||
|
|
2 |
|||||||||||||||||
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Определение титра: |
|
|
|
|
|||||||||||||||
Т |
|
mв ва |
|
|
|
662,4 |
|
0,00048 г/см3 |
|
||||||||||
|
|
1380 1000 |
|
||||||||||||||||
|
V 1000 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
Зная массу раствора и содержание в нём растворённого вещества, найдём масоовую долю полученного раствора NaOH:
Пример 2. Вычислить степень диссоциации и концентрацию Н+ ионов в
0.1 М растворе HBrO, если KД = 2.1∙10-9.
Решение.
HBrO = H+ + BrO-
6
К Д |
H |
BrO |
|
2 |
CM |
|||||||||
|
BrO |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
К Д |
|
|
|
2 |
10 9 |
|
|
|
0.00014 |
|
|
|
CM |
|
|
0.1 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
H 2 |
CM 0.00014 0.1 1.4 10 5 моль/л |
|||||||||||||
Пример 3. Определить концентрацию Ag+ в насыщенном растворе AgCl, |
||||||||||||||
содержащем кроме AgCl избыток ионов Cl–. Концентрация ионов хлора в данном растворе 6.0 · 10–3 моль/л. 10 ПРAgCl 1.8 · 10 10 при 25 °С.
Решение.
AgCl = Ag+ + Cl–
ПРAgCl Ag Cl
Ag 1.8 10 10 3 10 8 моль/л 6 10 3
Пример 4. Температура кипения ацетона 56.1°С, а его эбуллиоскопическая константа Kэб 1.73. Вычислить температуру кипения 8 %-го раствора глицерина С3Н8О3 в ацетоне.
Решение.
dt E Cт
М(С3Н8О3) = 92 г/моль
Cт |
80 |
|
0,945 моль/кг |
||
0,92 |
|
92 |
|||
|
|
||||
dt E Cт 1,73 0,945 1,64о
tкип = 56,1 + 1,64 = 57,7°
Пример 5. Написать реакции гидролиза в ионно-молекулярной форме для солей NH4Cl и Na2S.
Решение.
1. NH4Cl - хлорид аммония.
NH4+ + Cl- + HOH = NH4OH + Cl- + H+ (ионное уравнение);
NH4Cl + H2O = NH4OH +HCl (молекулярное уравнение). 2. Na2S - сульфид натрия
2Na+ +S2-+ HOH = HS- + 2Na+ +OH- (ионное уравнение);
7
Na2S + HOH = NaHS + NaOH (молекулярное уравнение).
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)