Типовые задачи с решениями по разделу 10:

Пример 1. Вычислите молярную, нормальную, моляльную, концентрацию массовую долю, мольную долю и титр раствора гидроксида натрия, если известно, что 4г NaOH было растворено в 96г воды (плотность раствора равна 1,04 г/см³).

Решение.

1. Массовая доля () показывает, какую часть от общей массы раствора, составляет масса растворенного вещества. Массовая доля – безразмерная величина, ее выражают в долях единицы или процентах.

где - массовая доля (%) растворенного вещества;- масса растворенного вещества, г;- масса раствора, в г.

Так как масса раствора равна произведению объема раствора V на его плотность , то

Массовая доля гидроксида натрия равна:

2. Моляльная концентрация Сm (моль/кг) показывает количество растворенного вещества, находящегося в 1 кг растворителя:

где n – количество растворенного вещества, моль; m_р-ля – масса растворителя, кг;

М_в-ва – молярная масса растворенного вещества, г/моль.

М_NaOH = 40 г/моль.

моль/кг.

2. Молярная концентрация раствора (С) показывает количество растворенного вещества, содержащегося в 1л раствора:

где n – количество растворенного вещества, моль; V_p-pa – объем раствора, л; m_в-ва – масса растворенного вещества, г; М_в-ва – молярная масса растворенного вещества, г/моль.

моль/л

4.Нормальная концентрация С_н моль/л показывает число молярных масс эквивалентов растворенного вещества, содержащихся в 1л раствора (моль/л):

где n_э – число молярных масс эквивалентов (эквивалентных масс); V_p-pa – объем раствора, л.

Так как

г/моль,

моль/л.

2. Мольная (молярная) доля вещества в растворе равна отношению количества данного веществак общему числу всех веществ, содержащихся в растворе:

где - количество всех веществ, содержащихся в растворе:

2. Титр раствора.

Титр раствора (Т) показывает массу растворенного вещества, содержащегося в 1 мл раствора

где m – масса растворенного вещества, г; V_p-pa – объем раствора, мл.

г/мл.

Пример 2. Какой объем раствора H₂SO₄ с массовой долей H₂SO₄ 24% (=1,17 г/мл) требуется для приготовления 10л 0,5М раствора этой кислоты?

Решение: Определяем массу серной кислоты в 10л 0,5М раствора:

Так как

то

Ответ: для приготовления 10л 0,5М раствора серной кислоты необходимо взять 1,14л раствора H₂SO₄ кислоты с .

Пример 3. Чему равна молярная концентрация эквивалента кислоты, если известно, что на нейтрализацию 25см³ раствора кислоты израсходовано 12,5см³ 0,25н раствора щелочи.

Из закона эквивалентов следует, что количество эквивалентов всех веществ, участвующих в химической реакции, одинаково. Следовательно,

где и- соответственно, эквивалентная концентрация 1-го и 2-го вещества;V₁ и V₂ – соответственно, объемы 1-го и 2-го веществ.

_{кислоты}

Ответ: С_н = 0,125н.

Пример 4. Вычислите осмотическое давление раствора содержащего в 1,4л 126г глюкозы С₆Н₁₂О₆ при О⁰С.

Решение: Осмотическое давление раствора определяется по закону Вант-Гоффа:

Р_осм = C_м RT,

Где С_м – молярная концентрация раствора, моль/л; R – универсальная газовая постоянная, 8,31 Дж/моль^. К; Т – абсолютная температура, К.

то

где г/моль.

Ответ: Р_осм = 1134 кПа.

Пример 5. Вычислите давление пара над раствором, содержащем 34,2г сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ в 45г воды при 65⁰С, если давление паров воды при этой температуре равно 2,5 ^. 10⁴ Па.

Решение: Относительное понижение давления пара растворителя над раствором согласно закону Рауля выражается соотношением:

где р₀ – давление пара над чистым растворителем, р – давление пара растворителя над раствором, - мольная доля растворенного вещества.

где n – количество растворенного вещества, моль; N – количество растворителя, моль.

Ответ: р = 2,4 ^.10⁴ Па.

Пример 6. Определите температуру кипения и замерзания раствора, содержащего 2г нитробензола С₆Н₅NO₂ в 20г бензола. Эбуллиоскопическая и криоскопическая константы бензола соответственно равны 2,57 и 5,1⁰С. Температура кипения чистого бензола 80,2⁰С, температура замерзания 5,4⁰С.

Решение: Согласно закону Рауля, понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения раствора прямо пропорционально моляльной концентрации раствора:

где и- соответственно, повышение температуры кипения, и понижение температуры замерзания раствора,⁰С; Е и К – соответственно, эбуллиоскопическая и криоскопическая константы растворителя, ⁰С.

Так как

то

Ответ:

Пример 7. Рассчитайте кажущуюся степень электролитической диссоциации Na₂SO₄ , если известно, что раствор, содержащий 0,834г Na₂SO₄ в 1000г воды, замерзает при -0,028⁰С.

Решение: Na₂SO₄ является электролитом. Следовательно

По понижению температуры замерзания определим изотонический коэффициент

При диссоциации Na₂SO₄ 2Na⁺ + SO₄^-2 образуется 3 иона, поэтому кажущаяся степень диссоциации равна