Неорганическая химия / Физическая химия / Химия. Сборники задач / Общая химия задачи с медико-биологической направленностью учебное пособие (Т. Н. Литвинова)
.pdfОБЩАЯ ХИМИЯ: задачи с медико биологической направленностью
Параметр |
|
|
|
|
Обозначение, |
|
|
|
|
Смысловое значение |
||||||||||||
единицы измерения |
||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||
pH раство- |
|
ðÍ = 7 – 1/2pKb – |
При гидролизе по ка- |
|||||||||||||||||||
ðà ñîëè, |
|
|
|
|
|
–1/2lgcñîëè |
|
|
|
|
|
|
тиону в растворе воз- |
|||||||||
гидроли- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
растает концентрация |
|
зующейся |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ионов водорода и рН |
|
по катиону |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
водного раствора таких |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
солей всегда < 7 |
|
pH раство- |
|
|
|
|
|
|
|
|
pH= |
|
|
|
|
|
|
|
При гидролизе по |
|||||
ðà ñîëè, |
= 7 + 1/2pKa + 1/2lgcñîëè |
аниону в растворе воз- |
||||||||||||||||||||
гидроли- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
растает концентрация |
|
зующейся |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ионов ОН– и рН водно- |
|
по аниону |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
го раствора таких солей |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
всегда > 7 |
|
ðÍ â ðàñ- |
ðÍ =1/2ðK1ÍÀ + 1/2ðK2ÍÀ |
Для расчета рK гидро- |
||||||||||||||||||||
творах кис- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лизующихся солей |
|
лых солей |
ðÍ =1/2ðK2ÍÀ + 1/2ðK3ÍÀ |
многоосновных кислот |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
учитываются констан- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ты диссоциации по |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ступеням |
|
рН кислот- |
|
|
|
|
|
ðÍ= ðKà+ |
|
|
|
|
|
|
Кислотный буферный |
|||||||||
ной буфер- |
|
|
|
|
|
|
|
àêö.Í+ |
|
|
|
|
|
|
раствор содержит сла- |
|||||||
|
|
|
+ lg |
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
|
|
|
|
|
|||||
ной систе- |
|
|
донор Н+ |
|
|
|
|
бую кислоту (донор |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
ìû |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[ |
|
|
|
|
] |
|
|
|
|
протона) и соль этой |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ñîëü |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
= pKa + lg |
[кислота] |
|
|
|
кислоты (акцептор |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
протона) |
|
рН основ- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[ |
|
|
] |
|
Основный буферный |
|||
pH =14 −pKb |
−lg |
|
|
|
|
ñîëü |
|
|||||||||||||||
ной буфер- |
[ |
|
|
|
|
] |
раствор содержит сла- |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
основание |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
íîé |
|
|
ðÍ =14 – ðKâ + |
|
|
|
бое основание (акцеп- |
|||||||||||||||
системы |
|
|
|
|
|
тор протона) и соль |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
[ |
|
|
|
|
|
|
] |
|
|
|
|
|||||
|
|
lg |
|
|
|
основ-е |
|
|
|
|
|
|
этого основания (донор |
|||||||||
|
|
|
сопряж. к-та |
] |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
[ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
протона) |
||||
Буферная |
|
|
c |
|
1/ z |
ê-òû ) |
V |
|
|
|
|
|
|
Число моль- |
||||||||
емкость |
Bà = |
|
|
|
( |
|
|
|
|
ê-òû |
|
|
|
|
эквивалентов сильной |
|||||||
|
|
∆pH |
Váóô. ð-ðà |
|
|
|
||||||||||||||||
по кислоте |
|
|
|
|
|
|
кислоты, которое нуж- |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
но добавить к 1 литру |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
буферного раствора, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чтобы изменить вели- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
чину рН на единицу |
120
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
МОДУЛЬ «УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ....» |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Параметр |
|
|
Обозначение, |
|
|
|
Смысловое значение |
|||||||||
единицы измерения |
||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||
Буферная |
|
|
|
|
c 1 |
/ z |
ùåë ) |
V |
|
|
|
Число моль-эквива- |
||||
емкость по |
Bà |
= |
|
( |
|
|
ùåë |
|
|
лентов щелочи, кото- |
||||||
|
|
∆pH |
Váóô. ð-ðà |
|||||||||||||
основанию |
|
|
|
|
|
рое нужно добавить к |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 литру буферного рас- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
твора, чтобы изменить |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
величину рН на еди- |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
íèöó |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Насыщен- |
|
υраствор |
= υкристалл |
Термодинамически |
||||||||||||
íûé ðàñ- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
устойчивая равновес- |
|
òâîð |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ная система, характе- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ризующаяся равенст- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вом скоростей раство- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рения и кристаллиза- |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
öèè |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Ненасы- |
|
υраствор |
> υкристалл |
Термодинамически |
||||||||||||
щенный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
устойчивая неравно- |
|
раствор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
весная система, в кото- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рой концентрация ве- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щества меньше, чем в |
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
насыщенном растворе |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Пересы- |
|
υраствор |
< υкристалл |
Термодинамически |
||||||||||||
щенный |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
неустойчивая псевдо- |
|
раствор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
равновесная система, в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
которой концентрация |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вещества больше, чем в |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
насыщенном растворе |
|
Константа |
|
|
|
KtnAnm(òâ) |
|
|
|
Произведение концен- |
||||||||
раствори- |
|
|
растворение→ |
траций ионов малорас- |
||||||||||||
мости |
|
|
← |
творимого электролита |
||||||||||||
|
|
|
кристаллизация |
|
|
|
||||||||||
(произведе- |
nKtm+(ð-ð) + mAnn–(ð-ð) |
в его насыщенном рас- |
||||||||||||||
ние раство- |
|
|
|
|
|
|
[Kt |
m |
+ n |
|
n- m |
творе при данных усло- |
||||
|
K |
|
|
= |
|
] [An |
] |
|
âèÿõ |
|||||||
римости, |
ðàâí |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
[Ktm Anm ] |
|||||||||||
ÏÐ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ò.ê. [KtmAnm] = const, |
|
|||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||
|
òî Kðàâí [KtmAnm] = const = |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
= K |
|
|
|
|
|
||||
|
|
K = [Ktm+]ns[Ann–]m |
|
|||||||||||||
|
|
|
s∆G = –RTlnK |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
121
ОБЩАЯ ХИМИЯ: задачи с медико биологической направленностью
Параметр |
Обозначение, |
Смысловое значение |
||
единицы измерения |
||||
|
|
|||
Раствори- |
s = ñ = |
Молярность насыщен- |
||
мость мало- |
= n+m Ks Kt An |
/(nn mm) |
ного раствора |
|
малорастворимого |
||||
растворимо- |
n |
m |
||
|
|
|||
го электро- |
|
|
электролита при данных |
|
|
|
условиях |
||
ëèòà |
|
|
||
|
|
|
||
Условие |
cn(Ktm+) cm(Ann–) >Ks |
Произведение концен- |
||
образования |
Ïñ >Ks |
траций ионов малорас- |
||
осадка |
|
|
творимого электролита |
|
|
|
|
(Ïc) в растворе станет |
|
|
|
|
больше константы рас- |
|
|
|
|
творимости |
|
Условие |
cn(Ktm+) cm(Ann–) <Ks |
Произведение концен- |
||
растворения |
Ïñ < Ks |
траций ионов малорас- |
||
осадка |
|
|
творимого электролита |
|
|
|
|
(Ïc) в растворе станет |
|
|
|
|
меньше константы рас- |
|
|
|
|
творимости |
|
Константа |
Kí |
|
Константа равновесия, |
|
нестойкости |
|
|
описывающая диссо- |
|
комплекс- |
|
|
циацию комплексного |
|
ных ионов |
|
|
иона, используется для |
|
|
|
количественной харак- |
||
|
|
|
||
|
|
|
теристики устойчивости |
|
|
|
|
внутренней сферы ком- |
|
|
|
|
плексного соединения |
|
Координа- |
Ê.÷. |
Число свободных атом- |
||
ционное |
|
|
ных орбиталей, предо- |
|
число |
|
|
ставляемых комплексо- |
|
|
|
|
образователем, т.е. чи- |
|
|
|
|
сло связей комплексо- |
|
|
|
|
образователя и лиганда |
|
Дентатность |
– |
|
Число электронных пар, |
|
лиганда |
|
|
предоставляемых лиган- |
|
|
|
|
дом, для образования |
|
|
|
|
донорно-акцепторной |
|
|
|
|
связи с комплексообра- |
|
|
|
|
зователем |
122
МОДУЛЬ «УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ....»
Параметр |
Обозначение, |
|
Смысловое значение |
|||||
единицы измерения |
||||||||
|
|
|||||||
Восстано- |
(ϕr) ϕ(Ox/Red), Â |
Количественная мера |
||||||
вительный |
|
|
|
|
|
|
ОВ-способности дан- |
|
(редокс) |
ϕ(Ox/Red) = ϕ°(Ox/Red) + |
ной сопряженной ОВ- |
||||||
потенциал |
+ |
2,3RT |
lg |
a(Ox) |
|
пары; зависит от при- |
||
Уравнение |
|
роды окисл. и восст. |
||||||
|
a(Red) |
|||||||
Нернста- |
|
nF |
|
|
формы данной сопря- |
|||
|
|
|
|
|
|
|||
Петерса |
|
|
|
|
|
|
женной пары, соотно- |
|
|
|
|
|
|
|
|
шения концентраций |
|
|
|
|
|
|
|
|
окисл. и восст. формы |
|
|
|
|
|
|
|
|
данной сопряженной |
|
|
|
|
|
|
|
|
пары, температуры |
|
Окисли- |
|
Pt/Ox, Red |
Cистема, состоящая из |
|||||
тельно- |
|
|
|
|
|
|
инертного металла и |
|
восстано- |
|
|
|
|
|
|
раствора, содержащего |
|
вительный |
|
|
|
|
|
|
сопряженную окисли- |
|
электрод |
|
|
|
|
|
|
тельно-восстанови- |
|
|
|
|
|
|
|
|
тельную пару |
|
Стандарт- |
( ϕro ) ϕî(Ox/Red), Â |
Потенциал окисли- |
||||||
íûé âîñ- |
|
|
|
|
|
|
тельно-восстанови- |
|
станови- |
|
|
|
|
|
|
тельного электрода, |
|
тельный |
|
|
|
|
|
|
возникающий на пла- |
|
(редокс) |
|
|
|
|
|
|
тине при стандартных |
|
потенциал |
|
|
|
|
|
|
условиях: Т = 298 K, |
|
|
|
|
|
|
|
|
p = 101325 Па, актив- |
|
|
|
|
|
|
|
|
ностях окисленной и |
|
|
|
|
|
|
|
|
восстановленной форм |
|
|
|
|
|
|
|
|
в растворе, равных |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 ìîëü/ë |
|
Нормаль- |
|
|
ϕ°′, Â |
Применяется для ха- |
||||
íûé (ôîð- |
ϕ°′ = ϕ° – 0,059ðÍ |
рактеристики окисли- |
||||||
мальный) |
|
|
|
|
|
|
тельно-восстанови- |
|
восстано- |
|
|
|
|
|
|
тельных свойств при- |
|
вительный |
|
|
|
|
|
|
родных сопряженных |
|
(редокс) |
|
|
|
|
|
|
ОВ-пар, измеряется |
|
потенциал |
|
|
|
|
|
|
при 1 М концентрации |
|
|
|
|
|
|
|
|
компонентов и при |
|
|
|
|
|
|
|
|
ðÍ = 7,0, Ò = 298 Ê |
123
ОБЩАЯ ХИМИЯ: задачи с медико биологической направленностью
Параметр |
Обозначение, |
|
Смысловое значение |
||
единицы измерения |
|||||
|
|
||||
ÝÄÑ ÎÂÐ |
|
Åî |
|
Численно равна разности |
|
ïðè ñ.ó. |
Åî = ϕrî (îê.) – ϕro |
стандартных потенциалов |
|||
|
|
(восст.) |
|
сопряженных ОВ-пар, |
|
|
|
|
участвующих в реакции |
||
|
|
|
|
||
Условие |
|
Åî > 0 |
|
Положительное значение |
|
самопроиз- |
î |
2,3RT lgK |
ÝÄÑ ÎÂÐ |
||
вольного |
Å = |
|
, |
|
|
|
|
||||
протекания |
|
nF |
|
||
где K –константа рав- |
|
||||
ÎÂÐ |
|
||||
новесия, n – число |
|
||||
|
|
||||
|
электронов, прини- |
|
|||
|
мающих участие в эле- |
|
|||
|
ментарном процессе |
|
|||
Стандарт- |
ϕ°(2Í+/Í ) = 0 |
Потенциал стандартного |
|||
íûé âîäî- |
|
2 |
|
водородного эле ктрода, в |
|
|
|
|
|||
родный |
|
|
|
котором давление газоо б- |
|
потенциал |
|
|
|
разного водорода по д- |
|
|
|
|
|
держивается 101,3 кПа |
|
|
|
|
|
(1 атм), активность ионов |
|
|
|
|
|
водорода в ра створе равна |
|
|
|
|
|
1 ìîëü/ë, Ò = 298 K |
|
Двойной |
|
ÄÝÑ |
|
Упорядоченное распре- |
|
электриче- |
|
|
|
деление противоположно |
|
ñêèé ñëîé |
|
|
|
заряженных частиц на |
|
|
|
|
|
межфазной границе. |
|
Электрод |
|
Ì/Ìn+ |
Система, состоящая из |
||
(полуэле- |
|
|
|
двух контактирующих |
|
ìåíò) |
|
|
|
разнородных проводн и- |
|
|
|
|
|
ков – электронного (м е- |
|
|
|
|
|
талл) и ионного (раствор |
|
|
|
|
|
электролита), на меж- |
|
|
|
|
|
фазной границе между |
|
|
|
|
|
которыми возникает |
|
|
|
|
|
ДЭС, характеризующий- |
|
|
|
|
|
ся определенным значе- |
|
|
|
|
|
нием потенциала ϕ |
124
|
|
|
МОДУЛЬ «УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ....» |
||
|
|
|
|
|
|
Параметр |
Обозначение, |
Смысловое значение |
|
||
единицы измерения |
|
||||
|
|
|
|||
Электрод- |
|
ϕ, Â |
Возникает на границе ме- |
|
|
ный потен- |
ϕ(Ìn+/M) = |
талл–раствор в результате |
|||
öèàë |
= ϕ°(Ìn+/M)+ |
протекания окислительно- |
|||
Уравнение |
+ |
RT |
lna(Mn+) |
восстановительных реакций |
|
Нернста |
на межфазной границе, со- |
|
|||
|
|
||||
|
nF |
|
|||
|
|
провождаемых переходом |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
катионов металла через нее. |
|
|
|
|
|
Равен ЭДС гальванической |
|
|
|
|
|
цепи, состоящей из стан- |
|
|
|
|
|
дартного водородного элек- |
|
|
|
|
|
трода и электрода, потенциал |
|
|
|
|
|
которого подлежит опреде- |
|
|
|
|
|
лению |
|
Потенциал- |
Katn+, Ann– |
Ионы, переход которых че- |
|
||
определяю- |
|
|
|
рез межфазную границу при- |
|
ùèå èîíû |
|
|
|
водит к возникновению на |
|
|
|
|
|
ней двойного электрическо- |
|
|
|
|
|
ãî ñëîÿ |
|
Стандарт- |
ϕ°(Ìz+/M), Â |
Равен ЭДС гальванической |
|||
íûé ýëåê- |
|
|
|
цепи, состоящей из стан- |
|
тродный |
|
|
|
дартного водородного элек- |
|
потенциал |
|
|
|
трода и электрода, потенциал |
|
|
|
|
|
которого подлежит опреде- |
|
|
|
|
|
лению, при активности по- |
|
|
|
|
|
тенциалопределяющих ио- |
|
|
|
|
|
нов в растворе |
|
|
|
|
|
1 моль/л, давлении газов |
|
|
|
|
|
1 атм и температуре 298 К |
|
Гальваниче- |
(–)Анод/Анодный |
Это устройство, в котором |
|
||
ñêèé ýëå- |
раствор || Катодный |
химическая энергия ОВР |
|||
ìåíò |
раствор/Катод (+) |
превращается в электриче- |
|||
|
|
|
|
скую энергию за счет про- |
|
|
|
|
|
странственного разделения |
|
|
|
|
|
процессов окисления и вос- |
|
|
|
|
|
становления. В гальваниче- |
|
|
|
|
|
ском элементе различают |
|
|
|
|
|
анод и катод |
|
125
ОБЩАЯ ХИМИЯ: задачи с медико биологической направленностью
Параметр |
Обозначение, |
Смысловое значение |
||||
|
единицы измерения |
|||||
|
|
|
||||
Потенцио- |
|
ÝÄÑ = f(a(Xi)) |
Физико-химический метод |
|||
метрия |
|
|
|
|
|
анализа, позволяющий |
|
E = ϕ(х/с) – ϕ(стекл) = |
определять активности |
||||
|
= const + 2 10–4T pH |
(концентрации) ионов на |
||||
|
|
|
|
|
|
основании измерения ЭДС |
|
|
|
|
|
|
гальванической цепи, со- |
|
|
|
|
|
|
стоящей из электрода |
|
|
|
|
|
|
сравнения и электрода |
|
|
|
|
|
|
определения, опущенных в |
|
|
|
|
|
|
исследуемый раствор |
Электрод |
Потенциал стеклянного |
Электрод, потенциал ко- |
||||
определения |
электрода с водородной |
торого зависит от активно- |
||||
(стеклянный |
функцией: |
|
сти (концентрации) анали- |
|||
электрод) |
ϕ(ñò) =ϕo (ñò)+ |
зируемых ионов и практи- |
||||
|
|
2,3RT |
|
|
|
чески не зависит от содер- |
|
+ |
lga(H+ )= |
жания других ионов в рас- |
|||
|
|
|||||
|
|
F |
творе |
|||
|
=ϕî (ñò)− |
2,3RT |
pH |
|
||
|
|
|
||||
|
|
|
|
F |
|
|
Электрод |
|
|
ϕõñ = |
Электрод, потенциал ко- |
||
сравнения |
= ϕoxc –2 10–4 Ò lga(Cl–) |
торого практически посто- |
||||
(хлорсереб- |
|
|
|
|
|
янен, легко воспроизво- |
ряный) |
|
|
|
|
|
дим и не зависит от проте- |
|
|
|
|
|
|
кания побочных реакций |
Обучающие задачи с решениями
1. Вычислите давление насыщенного пара над раствором, содержащим 6,4 г нафталина (С10Н8) в 90 г бензола (С6Н6) при 20 оС. Давление насыщенного пара над бензолом при данной температуре 9953,82 Па.
Решение.
По I закону Рауля относительное понижение давления насы щенного пара над раствором равно молярной доле растворенно го вещества:
126
МОДУЛЬ «УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ....»
Po |
− P |
|
|
|
= N(X), |
|
|
|
|
Po |
где Ро– давление насыщенного пара над растворителем; Р – давление насыщенного пара над раствором;
N(X) – молярная доля вещества (Х), которая определяется по
формулам: |
n(X) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
N(X) = |
|
|
|
; N(С10Н8) = |
|
n(Ñ10H8 ) |
|
; |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n(Ñ10H8 ) + n(Ñ6H6 ) |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
n(X)+ nð-ëÿ |
|
|
|
|
|||||||||||
n(C10Н8) = |
m |
= |
6,4 ã |
|
= 0,05 моль; |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
M |
128 ã/ìîëü |
|
|
|
|
|||||||||||||||
n(C Н ) = |
90 |
|
= 1,15 моль; N(С Н ) = |
|
0,05 |
= 0,042 |
; |
|||||||||||||
|
|
|
1,15 |
+ 0,05 |
||||||||||||||||
78 |
|
|||||||||||||||||||
6 |
6 |
|
|
|
|
|
|
10 |
8 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Po − P |
|
|
= 0,042; |
9953,82 − Ð |
|
= 0,042; |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
Po |
|
|
9953,82 |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р = 9521 Па <Ро.
Давление насыщенного пара над раствором всегда меньше, чем над чистым растворителем.
Ответ: давление насыщенного пара над раствором равно 9521 Па.
2. Вычислите температуру кипения и замерзания водного раствора фруктозы (ωфр. = 5%).
Решение.
По II закону Рауля:
∆Ткип = Kэб(Н2О) сm(X);
Тзам = Kкр(Н2О) сm(X),
где ∆Ткип – повышение температуры кипения раствора; ∆Тзам – понижение температуры замерзания раствора;
Kэб(Н2О) – эбулиоскопическая константа для воды, справоч ная величина, равна 0,52 град кг/моль;
Kкр(Н2О) – криоскопическая константа для воды, справочная величина, равна 1,86 град кг/моль;
127
ОБЩАЯ ХИМИЯ: задачи с медико биологической направленностью
сm(X) – моляльная концентрация вещества (Х).
ω(X) 1000 сm(X) = (100 − ω(X)) M(X) ;
5 1000
сm(фруктозы) = (100 − 5) 180 = 0,29 моль/кг;
∆Ткип = 0,52 град кг/моль 0,29 моль/кг = 0,15 град.
Ткип = 100 оС + 0,15 оС = 100,15 оС.
∆Тзам =1,86 град кг/моль 0,29 моль/кг = 0,54 град.
Тзам = 0 оС – 0,54 оС = –0,54 оС.
Ответ: 5% ный раствор фруктозы закипит при 100,15 оС, а замерзнет при –0,54 оС.
3. Рассчитайте молярную массу неэлектролита, если его мас совая доля в водном растворе 1,96% и кристаллизация происхо дит при –0,248 оС.
Решение.
По II закону Рауля ∆Тзам = Kкр сm, где Kкр – криоскопическая константа воды, равная 1,86 град/(кг моль), сm– моляльная кон центрация неэлектролита;
сm |
= |
∆Tкрист |
= |
0,248 |
= 0,133 ìîëü/êã. |
|
K êð |
1,86 |
|||||
|
|
|||||
|
|
|
|
По условию задачи в 100 г раствора содержится 1,96 г неэлек тролита и 98,04 г воды:
m(X)
сm = M(X) mð-ëÿ М(Х) =
= |
|
m(X) |
= |
1,96 |
= 150,4 ã/ìîëü. |
|
c |
|
0,133 0,098 |
||||
|
|
m |
|
|||
|
m |
ð-ëÿ |
|
|
Ответ: молярная масса неэлектролита равна 150,4 г/моль.
128
МОДУЛЬ «УЧЕНИЕ О РАСТВОРАХ....»
4. Раствор, содержащий 0,85 г хлорида цинка в 125 г воды, кристаллизуется при –0,23 оС. Рассчитайте кажущуюся степень диссоциации хлорида цинка в данном растворе.
Решение.
Моляльная концентрация соли в растворе равна:
m(X)
сm = M(X) mð-ëÿ
сm = 0,85 г/136 г/моль 0,125 кг = 0,05 моль/кг.
По II закону Рауля понижение температуры кристаллизации без учета диссоциации электролита составляет:
∆Ткр = Kкр сm = 1,86 град кг/моль 0,05 моль/кг = 0,093 град.
Сравнивая найденное значение с экспериментально опреде ленным понижением температуры кристаллизации, определя ем изотонический коэффициент i:
i = ∆Ткр. эксп./∆Ткр. выч. = 0,23/0,093 = 2,47.
Зная изотонический коэффициент, можно найти кажущуюся степень диссоциации соли:
α = |
i −1 |
= |
2,47 |
−1 |
= 0,735 . |
|
3 − |
1 |
|||
|
n −1 |
|
Ответ: α = 0,735.
5. Какую массу сахарозы следует растворить в 250 г воды, чтобы получить раствор, кипящий при 100,2 оС ?
Решение.
По II закону Рауля ∆Ткип = Kэб сm, где Kэб – эбулиоскопическая константа воды, равная 0,52 град кг/моль, сm– моляльная кон центрация неэлектролита сахарозы.
По условию ∆Ткип = 100,2 – 100 = 0,2 град;
с = ∆Têèï = |
0,2 |
= 0,385 ìîëü/êã; |
|
|
|||
m |
Kýá |
0,52 |
|
|
|
129