химия + методичка / kontr_z

303. Раствор , в 500 мл которого содержится 5,35 г соли,

оказывает при 17,5°С осмотическое давление, равное 2,18атм. Вычислить изотонический коэффициент и степень диссоциации соли в растворе.

Ответ:~84%.

304.Вычислить осмотическое давление 0,25 молярного раствора сахара при 38°С. Ответ: 6,38 атм.

305.Давление пара воды при 25°С составляет 23,76 мм.рт.ст. Вычислить для той же температуры давление пара раствора, в 450 г

которого содержится 90 г глюкозы .

Ответ: 23,17 мм.рт.ст.

306. В каком количестве воды следует растворить 23 г глицерина , чтобы получить раствор с температурой кипения

100,104°С.

Ответ: 1250 г.

307.При растворении 0,4 г некоторого вещества в 10 г воды температура кристаллизации раствора понижается на 1,24°С. Вычислить молярную массу растворенного вещества.

Ответ: 60 г/моль.

308.Вычислить степень диссоциации в растворе, содер-

жащем 0,0995 моль в 500 г воды. Температура кристаллизации

такого раствора равна -0,740°С. Ответ: 50%.

309. Вычислить осмотическое давление раствора при 17°С, если литр его содержит 18,4г глицерина .

Ответ: ~4,6 атм.

310. Давление пара чистого ацетона при 20°С равно 179.6 мм.рт.ст. Вычислить давление пара раствора 2,5 г камфоры в 100 г ацетона при той же температуре.

Ответ: 177,52 мм.рт.ст.

311.Раствор, содержащий 1,477 г пероксида водорода в 100 г воды кристаллизуется при -0,805°С. Вычислить молярную массу пероксида водорода.

Ответ: 34 г/моль.

312.Температура кипения ацетона равна 56,1°С, а его

эбуллиоскопическая константа 1,73°С. Вычислить температуру кипения 8%~ного раствора глицерина в ацетоне.

81

Ответ:57,73°С

313.Вычислить степень электролитической диссоциации

в2 м растворе, если осмотическое давление раствора при 0°С равно

68,1 атм.

Ответ: 52%.

314.40 мл раствора, содержащего 0,2 г растворенного вещества, при 27°C обнаруживают осмотическое давление, равное 1,2 атм. Вычислить молярную массу растворенного вещества.

Ответ: 103 г/моль.

315.Чему равно давление пара раствора, содержащего 46 г

дяной уксусной кислоты, обнаруживает понижение температуры кристаллизации на 0,339°С. Вычислить криоскопическую константу ук-

Ответ :~63%.

319. Вычислить осмотическое давление раствора, в 100 мл ко-

320.Давление пара раствора 27 г неэлектролита в 106 г воды при 75°С равно 270,1 мм рт.ст. Вычислить молярную массу неэлектролита. Давление пара воды при 75°С равно 289,1 мм рт.ст.

Ответ: ≈70 г/моль.

321.Сколько молей растворенного неэлектролита содержится в 250 г воды, если раствор кристаллизуется при -0,093°С.

Ответ:0,0125 моль.

322.Раствор, содержащий 3,04 г камфоры в 100 г бен-

зола, кипит при 80,714°С. Температура кипения бензола 80,2°С. Вычислить эбуллиоскопическую константу бензола.

Ответ: 2,57°С.

82

323. Температура кипения раствора, содержащего 9,22 г в 100 г воды, равна 100,797°С. Вычислить степень диссоциации .

Ответ: 70%.

324. Вычислить осмотическое давление при 27°С раствора сахара , 1 литр которого содержит 91 г растворенного веще-

ства.

Ответ: 6,5 атм.

325. При 0°С давление пара эфира составляет 184,9мм рт. ст. Найти для той же температуры давление пара 5%-ного раствора анилина в эфире.

Ответ: 177,1 мм.рт.ст.

326. Сколько граммов глюкозы следует растворить в

260 г воды для получения раствора, температура кипения которого превышает температуру кипения чистого растворителя на 0,05°С?

Ответ: 4,5 г.

327. Раствор, содержащий 2,7 г фенола в 75г бензола , кристаллизуется при 3,5°С, тогда как чистый бензол кристалли-

зуется при 5,5°С. Определить криоскопичеекую константу бензола. Ответ: 5,2°С.

328. Осмотическое давление 0,01 н. раствора составляет

при 37°С и 367 мм.рт.ст. Вычислить степень диссоциации соли.

Ответ: ~90%.

329. Рассчитать величину осмотического давления раствора, содержащего в литре 3,1г анилина . Температура раствора

21°С.

Ответ: 0,8 атм.

330.Давление водяного пара равно 233,8 мм.рт.ст. при 70°С. При той же температуре давление пара раствора, содержащего в 270 г воды 12г растворенного вещества, равняется 230,68 мм.рт.ст. Определить молярную массу растворенного вещества.

Ответ: ~60 г/моль.

331.Вычислить температуру кристаллизации раствора мочеви-

ны , содержащего 3 г мочевины в 100 г воды.

Ответ: -0,93°С.

332. При растворении 15 г хлороформа в 400 г диэтилового эфира температура кипения повысилась на 0,663°С. Определить мо-

83

лекулярную массу хлороформа. Эбуллиоскопическая константа диэтилового эфира 2,12°С.

растворе, содержащем 8,7 г этой соли в 100 г воды, зная, что этот раствор кристаллизуется при -1,83°С.

Ответ: 48,5%.

334. В 250 мл раствора содержится 2,3 г растворенного вещества; осмотическое давление раствора при 27°С равно 2,45 атм. Вычислить молярную массу вещества.

Ответ: 92 г/моль.

335. Каково давление пара 10%-ного раствора мочевины при 100°С?

Ответ: 734,7 мм.рт.ст.

336.Раствор, содержащий 11,04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при -0,279°С. Вычислите молярную массу глицерина.

Ответ: 92 г/моль.

337.Температура кипения раствора, содержащего 3,05 г бен-

зойной кислоты в 125 г хлороформа, равна 61,88°С. Тем-

пература кипения хлороформа 61,12°С. Вычислить эбуллиоскопическую константу хлороформа.

Ответ: 3,8°С.

338. Вычислить давление пара 10%-ного раствора

при 28°С. Давление пара воды при той же температуре составляет 28,35 мм рт. ст. Степень диссоциации соли 0,575.

Ответ: 27,88 мм.рт.ст.

339. Сколько граммов глюкозы содержится в 200 мл

раствора, осмотическое давление которого при 37°С составляет

8атм.?

Ответ: 11,3г.

340. При 20°С давление водяного пара 17,5 мм.рт.ст. Сколько граммов глицерина надо растворить в 180 г воды, чтобы

понизить давление пара на 1 мм рт.ст.? Ответ: 52,6г.

341. При растворении 3,24 г серы в 40 г бензола температура кипения последнего повысилась на 0,81°С. Из скольких атомов состоят молекулы серы в растворе? Эбуллиоскопическая константа бензола

2,57°С.

84

Ответ: 8.

342. При какой приблизительно температуре будет кристалли-

твор, кристаллизующийся при -0,385°С. Вычислить степень диссоциации соли в растворе.

Ответ: 76,5 %.

344. В 750 мл раствора содержится 6,9 г растворенного вещества; осмотическое давление раствора при 27°С равно 2,46 атм. Вычислить молярную массу вещества.

Ответ: 92 г/моль.

345. Каково давление пара 5%-ного раствора мочевины при 100°C?

Ответ: 748 мм.рт.ст.

346.Раствор, содержащий 22,08 г глицерина в 1600 г воды, кристаллизуется при -0,279°С. Вычислите молярную массу глицерина.

Ответ: 92 г/моль.

347.Температура кипения раствора, содержащего 6,10 г бен-

зойной кислоты в 250 г хлороформа, равна 61,88°С. Тем-

пература кипения хлороформа 61,12°С. Вычислить эбуллиоскопическую константу хлороформа.

Ответ: 3,8°С.

348. Вычислить давление пара 20%-ного раствора

при 28°С. Давление пара воды при той же температуре составляет 28,35 мм.рт.ст. Степень диссоциации соли 0,575.

Ответ: 27,49 мм.рт.ст.

349. Чему равно при температуре -7,5°С осмотическое давление раствора, в 1,5 л которого содержится 276 г глицерина ?

Ответ: 43,57 атм.

350. Вычислить давление 10%-ного водного раствора сахара при 100°С.

Ответ: 755,5 мм рт.ст.

351. При растворении 0,94 г фенола в 50 г этилового спирта температура кипения последнего повысилась на 0,232°С. Определить молярную массу фенола, зная, что эбуллиоскопическая константа спирта равна 1,16°С.

85

Ответ: 94 г/моль.

352. В каком весовом отношении надо смешать воду и этиловый спирт , чтобы получить смесь, замерзающую при -20°С

(К=1,86°С).

Ответ: 2:1.

353. При растворении 25,5 г в 750 г воды получается рас-

твор, кристаллизующийся при -0,756°С. Вычислить степень диссоциации соли в растворе.

Ответ: 74%.

354. При какой температуре осмотическое давление раствора, содержащего в 1 л 45 г глюкозы достигнет 6 атм?

Ответ: 19,7°С.

355. Давление пара воды при 20°С составляет 17,54 мм рт.ст. Сколько граммов сахара следует растворить в 720 г воды

для получения раствора, давление пара которого на 0,14 мм рт.ст. меньше давления пара воды?

Ответ: 109г.

356.Раствор, содержащий 5,4 г некоторого вещества в 200 г воды, кипит при температуре 100,078°С. Вычислить молярную массу растворенного вещества.

Ответ: 180 г/моль.

357.Вычислить температуру кристаллизации 10%-ного раство-

ра глицерина в воде.

Ответ: -2,24°С.

358. Раствор, содержащий 33,2 г в 300 г воды, кипит

при 100,466°С. Вычислить степень диссоциации соли в растворе. Ответ: 56%.

359. Сколько граммов глюкозы содержится в 400 мл

раствора, осмотическое давление которого при 37°С составляет 8 атм.?

Ответ: 22,6г.

360. При 20°С давление водяного пара 17,5 мм.рт.ст. Сколько граммов глицерина надо растворить в 360 г воды, чтобы

понизить давление пара на 1 мм рт.ст.?

Ответ: 105,2г.

361. При растворении 6,48 г серы в 80г бензола температура кипения последнего повысилась на 0,81°С. Из скольких атомов состо-

86

ят молекулы серы в растворе? Эбуллиоскопическая константа бензола

2,57°С.

Ответ: 8.

362. При какой приблизительно температуре будет кристаллизоваться 20%-ный раствор этилового спирта ?

Ответ: -10°С.

363. Если растворить 112,6 г в 10 кг воды, получится рас-

твор, кристаллизующийся при -0,38°С. Вычислить степень диссоциации соли в растворе.

Ответ: 75%.

Гальванические элементы

При решении задач этого раздела см. табл. 5.

Гальванический элемент – это система, в которой химическая энергия окислительно-восстановительных процессов превращается в электрическую энергию.

Если металлическую пластинку опустить в воду, то катионы металла на ее поверхности гидратируются полярными молекулами воды и переходят в жидкость. При этом электроны, в избытке остающиеся в металле, заряжают его поверхностный слой отрицательно. Возникает электростатическое притяжение между перешедшими в жидкость катионами и поверхностью металла. В результате этого в системе устанавливается равновесие:

где n – число электронов, принимающих участие в процессе. На границе металл-жидкость возникает двойной электрический слой, характеризующийся определенным скачком потенциала – электродным потенциалом. Абсолютные значения электродных потенциалов измерить не удается. Электродные потенциалы зависят от ряда факторов (природы металла, концентрации, температуры и др.). Поэтому обыч-

87

но определяют относительные электродные потенциалы в определенных условиях - так называемые стандартные электродные потенциалы

.

Стандартным электродным потенциалом металла называют его электродный потенциал, возникающий при погружении металла в раствор собственного иона с концентрацией (или активностью), равной 1 моль/л, измеренный по сравнению со стандартным водородным электродом, потенциал которого при 25°С условно принимается равным нулю ; 0).

Располагая металлы в ряд по мере возрастания их стандартных электродных потенциалов (Е°), получаем так называемый ряд напряжений.

Положение того или иного металла в ряду напряжений характеризует его восстановительную способность, а также окислительные свойства его ионов в водных растворах при стандартных условиях. Чем меньше значение Е°, тем большими восстановительными способностями обладает данный металл в виде простого вещества и тем меньшие окислительные способности проявляют его ионы, и наоборот. Электродные потенциалы измеряют в приборах, которые получили название гальванических элементов. Окислительно-восстанови- тельная реакция, которая характеризует работу гальванического элемента, протекает в направлении, в котором ЭДС элемента имеет положительное значение. В этом случае , так как

.

Пример 1. Стандартный электродный потенциал никеля больше, чем кобальта (табл. 5). Изменится ли это соотношение, если измерить потенциал никеля в растворе его ионов с концентрацией 0,001моль/л, a потенциал кобальта – в растворе с концентрацией

0,1моль/л?

Решение. Электродный потенциал металла (Е) зависит от концентрации его ионов в растворе. Эта зависимость выражается уравнением Нернста:

где E° – стандартный электродный потенциал;

n – число электронов, принимающих участие в процессе;

88

С – концентрация ионов металла в растворе, моль/л; Е° для никеля и кобальта соответственно равны -0,25 и -0,277В.

Определим электродные потенциалы этих металлов при данных в условии концентрациях:

Таким образом, при изменившейся концентрации потенциал кобальта стал больше потенциала никеля.

Таблица 5. Стандартные электродные потенциалы ( некоторых металлов

(ряд напряжений):

Пример 2. Магниевую пластинку опустили в раствор его соли. При этом электродный потенциал магния оказался равен -2,41 В. Вычислите концентрацию ионов магния (в моль/л).

Решение. Подобные задачи также решаются на основании уравнения Нернста (см. пример 1):

89

Пример 3.Составьте схему гальванического элемента, в котором электродами являются магниевая и цинковая пластинки, опущенные в растворы их ионов с активной концентрацией 1 моль/л. Какой металл является анодом, какой катодом? Напишите уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей в этом гальваническом элементе, и вычислите его ЭДС.

Решение. Схема данного гальванического элемента

Вертикальная линейка обозначает поверхность раздела между металлом и раствором, а две линейки – границу раздела двух жидких фаз – пористую перегородку (или соединительную трубку, заполненную раствором электролита). Магний имеет меньший потенциал (-2,37 В) и является анодом, на котором протекает окислительный процесс:

(1)

Цинк, потенциал которого -0,763 В, – катод, т.е. электрод, на котором протекает восстановительный процесс:

(2).

90