Свойства растворов

Пример 1. Вычислить температуры кристаллизации и кипения 2%-ного водного раствора глюкозы С₆Н₁₂О₆.

Решение. По закону Рауля понижение температуры кристаллизации и повышение температуры кипения раствора (∆t) по сравнению с температурами кристаллизации и кипения растворителя выражается уравнением:

∆t = (1)

где К – криоскопическая или эбуллиоскопическая константы. Для воды они соответственно равны 1,86 и 0,52 град; m и М – соответственно масса растворенного вещества и его молекулярный вес; m₁ – масса растворителя.

Понижение температуры кристаллизации 2%-ного раствора

Вода кристаллизуется при 0С, следовательно, температура кристаллизации раствора 0 – 0,21= –0,21С.

Из формулы (1) повышение температуры кипения 2%-ного раствора С₆Н₁₂О₆

Вода кипит при 100С, следовательно, температура кипения этого раствора 100 + 0,06 = 100,06 С.

Пример 2. Раствор, содержащий 1,22 г бензойной кислоты С₆Н₅СООН в 100 г сероуглерода, кипит при 46,529 С. Температура кипения сероуглерода 46,38С. Вычислить эбуллиоскопическую константу сероуглерода.

Решение. Повышение температуры кипения ∆t = 46,529 – 46,3 = 0,299 град. Грамм-молекула бензойной кислоты 122 г. Из формулы (1) находим эбуллиоскопическую константу:

Пример 3. Раствор, содержащий 11,04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при –0,279 С. Вычислить молекулярный вес глицерина.

Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0С, следовательно, понижение температуры кристаллизации ∆t = 0 – (–0,279) = 0,279 град. Масса глицерина m (г), приходящаяся на 1000 г воды,

Подставляя в уравнение

( 2)

данные, вычисляем грамм-молекулярный вес глицерина:

Пример 4. Вычислить массовую долю мочевины (NН₂)₂CO в водном ра-творе, зная, что температура кристаллизации этого раствора равна –0,465 С .

Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0 С, следовательно, ∆t = 0 – (–0,465) = 0,465 град. Зная, что грамм-молекула мочевины 60 г, находим массу m (г) растворенного вещества, приходящуюся на 1000 г воды, из формулы (2):

Общий вес раствора, содержащего 15 г мочевины, составляет 1000 + 15 = 1015 г. Процентное содержание мочевины в данном растворе находим из соотношения

В 1015 г раствора – 15 г вещества

В 100 г раствора – х г вещества

х = 1,48 %

141. Раствор, содержащий 0,512 г неэлектролита в 100 г бензола, кристаллизуется при 5,296 С. Температура кристаллизации бензола 5,5С. Криоскопическая константа 5,1 град. Вычислите молекулярный вес растворенного вещества.

142. Вычислите массовую долю сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ в водном растворе, зная температуру кристаллизации раствора (–0,93 С). Криоскопическая константа воды 1,86 град.

Ответ:14,6%.

143. Вычислите температуру кристаллизации раствора мочевины (NH₂)₂CO, содержащего 5 г мочевины в 150 г воды. Криоскопическая константа воды 1,86 град.

144. Раствор, содержащий 3,04 г камфоры С₁₀Н₁₆О в 100 г бензола, кипит при 80,714 С. Температура кипения бензола 80,2С. вычислите эбуллиоскопическую константу бензола.

145. Вычислите массовую долю глицерина С₃Н₅(ОН)₃ в водном растворе, зная, что этот раствор кипит при 100,39 С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52 град.

Ответ:6,45%.

146. Вычислите молекулярный вес неэлектролита, зная, что раствор, содержащий 2,25 г этого вещества в 250 г воды, кристаллизуется при –0,279С . Криоскопическая константа воды 1,86 град.

147. Вычислите температуру кипения 5%-ного раствора нафталина С₁₀Н₈ в бензоле. Температура кипения бензола 80,2 С. Эбуллиоскопическая константа его 2,57 град.

Ответ:81,25 С .

148. Раствор, содержащий 25,65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды, кристаллизуется при –0,465С. Вычислите молекулярный вес растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86 град.

149. Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий 3,56 г антрацена С₁₄Н₁₀ в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15,718 С . Температура кристаллизации уксусной кислоты 16,65 С .

150. Равные весовые количества камфоры С₁₀Н₁₆О и нафталина С₁₀Н₈ растворены в одинаковых количествах бензола. Какой из растворов кипит при более высокой температуре?

151. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды, равна –0,558С . Вычислите молекулярный вес растворенного вещество. Криоскопическая константа воды 1,86 град.

152. Сколько граммов анилина С₆Н₅NH₂ следует растворить в 50 г этилового эфира, чтобы температура кипения раствора была выше температуры кипения этилового эфира на 0,53 град? Эбуллиоскопическая константа этилового эфира 2,12 град.

Ответ: 1,16 г.

153. Вычислите температуру кристаллизации 2%-ного раствора этилового спирта С₂Н₅ОН, зная, что криоскопическая константа воды 1,86 град.

Ответ: –0,82С .

154. Сколько граммов мочевины (NH₂)₂CO следует растворить 75 г воды, чтобы температура кристаллизации понизилась на 0,465 град?

Ответ: 1,12 г.

155. Вычислите массовую долю глюкозы С₆Н₁₂О₆, в водном растворе зная, что этот раствор кипит при 100,26 С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52 град.

Ответ:8,25%.

156. Сколько граммов фенола С₆Н₅ОН следует растворить в 125 г бензола, чтобы температура кристаллизации раствора была ниже температуры кристаллизации бензола на 1,7 град? Криоскопическая константа бензола 5,1 град.

Ответ:3,91 г.

157. Сколько граммов мочевины (NH₂)₂CO, следует растворить в 250 г воды, чтобы температура кипения повысилась на 0,26 град? Эбуллиоскопическая константа воды 0,52 град.

Ответ: 7,5 г.

158. При растворении 2,3 г некоторого неэлектролита в125 г воды температура кристаллизации понижается на 0,372 град. Вычислите молекулярный вес растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86 град.

159. Вычислите температуру кипения 15%-ного водного раствора пропилового спирта С₃Н₇ОН, зная, что эбуллиоскопическая константа воды 0,52 град.

Ответ:101,52С .

160. Вычислите массовую долю метанола СН₃ОН в водном растворе, температура кристаллизации которого –2,79С . Криоскопическая константа воды 1,86 град.

Ответ: 4,58%.