6. Физико-химические свойства растворов уровень в

1. Определить давление насыщенного пара воды над 0,05 М раствором хлорида кальция (ρ = 1,041 г/см³) при 301К, если давление насыщенного пара над водой при этой температуре равно 3,78 кПа. Кажущаяся степень диссоциации хлорида кальция равна 0,85.

Дано: моль/л T = 301К ρ = 1,041 г/см3 α = 0,85 рo = 3,78 кПа р - ?

РЕШЕНИЕ: Давление насыщенного пара воды над раствором электролита равно: , (6.4)

где - количество воды, моль,

- количество CaCl₂, моль

i – изотонический коэффициент.

α = ,i = α (к-1) + 1 (6.5)

где α – кажущаяся степень диссоциации CaCl₂

к – общее количество ионов, образующихся при полной

диссоциации одной молекулы CaCl₂.

CaCl₂ = Сa²⁺ + 2Cl^-

к = 3

i = 0,85(3-1)+1 = 2,7

, моль/л, (6.6)

oткуда , г

= 111 г/моль

Для расчета берем 1л раствора

m_р-ра = V_р-ра·ρ = 1000∙1,041 = 1041г.

р = 3,78∙= 3,77 кПа.

Ответ: давление насыщенного пара над раствором равно 3,77 кПа.

1. Определить осмотическое давление 1,5% раствора карбоната натрия при 25⁰С. Плотность раствора равна 1,015 г/см³. Кажущаяся степень диссоциации карбоната натрия равна 0,9.

Дано: = 1,5% t = 250С ρ = 1,015 г/см3 α = 0,9 π - ?

РЕШЕНИЕ: π = i∙∙R∙T, кПа (6.7) α = ; i = α(к-1)+1

где α - кажущаяся степень диссоциации,

к – общее количество ионов, образующихся при полной

диссоциации одной молекулы Na₂CO₃

Na₂CO₃ = 2Na⁺ + CO₃^2-

к = 3, тогда i = 0,9(3-1)+1 = 2,8

- молярная концентрация Na₂CO₃, моль/л

= , моль/л

В 100 г 1,5%-ного раствора содержится 1,5 г Na₂CO₃

V_р-ра = == 98,5см³ = 0,0985 л.

= = 0,144 моль/л

π = 2,8∙0,144∙8,314∙298 = 998,96 кПа

Ответ: осмотическое давление 1,5% раствора Na₂CO₃ равно 998,96 кПа.

3. Определить кажущуюся степень диссоциации соли, если водный раствор хлорида алюминия с массовой долей 1,5% кристаллизуется (замерзает) при температуре (-0,690с).

=1,86 кг·К/моль.

Дано: = 1,5% tзам р-ра = -0,690С =1,86кг·К/моль α - ?

РЕШЕНИЕ: α = , где к – общее количество ионов, образующихся при полной диссоциации одной молекулы AlCl3

AlCl₃ = Al³⁺ + 3Cl^- к = 4

∆t_зам = i∙∙с_m(AlCl₃), (6.8)

где с_m(AlCl₃) = , моль/кг

В 100г 1,5%-ного раствора содержится 1,5г AlCl₃ и 98,5 г воды.

с_m(AlCl₃) = = 0,114 моль/кг,

= 133,5 г/моль

= 3,25

α = = 0,75 (75%)

Ответ: кажущаяся степень диссоциации AlCl₃ равна 0,75(75%).

7. Растворы сильных и слабых электролитов. Уровень в

1. Рассчитать рН раствора, полученного смешением 25 см³ 0,1М раствора HCl, 20 см³ 0,2М раствора NaOH и 50 см³ воды.

Дано: = 20 см3 = 0,2 моль/л = 25 см3 = 0,1 моль/л

рН - ?

РЕШЕНИЕ:

NaOH + HCl → NaCl + H₂O (7.5)

Рассчитываем химическое количество исходных веществ:

= ·= 0,2·20·10^-3 = 4·10^-3 = 0,004 моль,

=·= 0,1·25·10^-3 = 2,5·10^-3 = 0,0025 моль

10^-3 – коэффициент перевода мл в л.

Из уравнения реакции (7.5) следует, что число моль NaOH, вступившего в реакцию, равно числу моль HCl.

Определяем вещество, оставшееся в избытке:

0,004 моль > 0,0025 моль.

Следовательно, в избытке, который определяет рН среды остался NaOH.

Тогда количество избыточного NaOH в растворе:

= 0,004 - 0,0025 = 0,0015 моль.

Учитывая, что суммарный объем раствора складывается из объемов двух растворов и воды,

=++= 25·10^-3 + 20·10^-3 + 50·10^-3 = 95·10^-3л,

Молярная концентрация NaOH равна:

= = 0,016 моль/л.

Так как диссоциация NaOH протекает по уравнению:

NaOH = Na⁺ + OH^-, то

= 0,016 моль/л.

рОН = - lg= - lg 0,016 = 1,80.

рН = 14 – рОН,

рН = 14-1,80 = 12,20.

Ответ: рН = 12,20.