Властивості розчинів
Приклад 1. Обчислить температури кристалізації і кипіння 2%-ного водяного розчину глюкози C6H12O6.
Рішення. За законом Рауля зниження температури кристалізації і підвищення температури кипіння розчину (Δt) у порівнянні з температурами кристалізації і кипіння розчинника виражаються рівнянням:
,
де K – кріоскопічна(Kкр.) або ебуліоскопічна (KЕб.) константа. Для води вони відповідно рівні 1,86 і 0,52 ; m і M – відповідно маса розчиненої речовини і її молярна маса; mр – маса розчинника.
Знаходимо зниження температури кристалізації 2%-ного розчину C6H12O6:
.
Вода кристалізується при 0 0C, отже, температури кристалізації розчину 0 – 0,21 = –0,21°C.
Знаходимо і підвищення температури кипіння 2%-ного розчину:
.
Вода кипить при 100°C, отже, температура кипіння цього розчину 100 + 0,06 = 100,06°C.
Приклад 2. Розчин, що містить 1,22г бензойної кислоти C6H5COOH у 100г сірковуглецю, кипить при 46,529°С. Температура кипіння сірковуглецю 46,3°С. Обчислить ебуліоскопічну константу сірковуглецю.
Рішення. Підвищення температури кипіння Δt = 46,529 – 46,3 = 0,229°С. Молярна маса бензойної кислоти 122г/моль. Знаходимо ебуліоскопічну константу:
.
Приклад 3. Розчин, що містить 11,04г гліцерину в 800г води, кристалізується при –0,279°С. Обчислити мольну масу гліцерину.
Рішення. Температура кристалізації чистої води 0°С, отже, зниження температури кристалізації Δt = 0 – (–0,279) = 0,279°С. Маса гліцерину m, яка припадає на 1000г води:
.
Підставляючи в рівняння дані, обчислюємо молярну масу гліцерину:
.
Приклад 4. Обчислить процентну концентрацію водяного розчину сечовини (NH2)2CO, знаючи, що температура кристалізації цього розчину дорівнює –0,465°С.
Рішення. Температура кристалізації чистої води 0°С, отже, Δt = 0 – (–0,465) = 0,465°С; Мольна маса сечовини 60г/моль. Знаходимо масу m (г) розчиненої речовини, що приходиться на 100г води:
Загальна маса розчину, що містить 15г сечовини, становить 1000 + 15 = 1015г. Процентний вміст сечовини в даному розчині знаходимо зі співвідношення
у 1015г розчину міститься 15г речовини,
а у 100г розчину міститься х г речовини Звідки: х = 1,48%.
Контрольні питання
161. Розчин, що містить 0,512г неелектроліту в 100г бензолу, кристалізується при 5,296°С. Температура кристалізації бензолу 5,5°С. Кріоскопічна константа 5,1. Обчислить молярну масу розчиненої речовини. Відповідь: 128г/моль.
162. Обчислить процентну концентрацію водяного розчину цукру C12H22O11, знаючи, що температура кристалізації розчину –0,93°С. Кріоскопічна константа води 1,86. Відповідь: 14,6%.
163. Обчислить температуру кристалізації розчину сечовини (NH2)2CO, що містить 5г сечовини в 150г води. Кріоскопічна константа води 1,86. Відповідь: –1,03°С.
164. Розчин, що містить 3,04г камфори C10H16O у 100г бензолу, кипить при 80,714°С. Температура кипіння бензолу 80,2°С. Обчислить ебуліоскопічну константу бензолу. Відповідь: 2,57 .
165. Обчислить процентну концентрацію водяного розчину гліцерину C3H5(OH)3, знаючи, що цей розчин кипить при 100,39°С. Ебуліоскопічна константа води 0,52. Відповідь: 6,45%.
166. Обчислить молярну масу неелектроліту, знаючи, що розчин, що містить 2,25г цієї речовини в 250г води, кристалізується при –0,279°С. Кріоскопічна константа води 1,86. Відповідь: 60г/моль.
167.Обчислить температуру кипіння 5%-ного розчину нафталіну C10H8 у бензолі. Температура кипіння бензолу 80,2°С. Ебуліоскопічна константа бензолу 2,57 . Відповідь: 81,25°С.
168.Розчин, що містить 25,65г деякого неелектроліту в 300г води, кристалізується при –0,465°С. Обчислить молярну масу розчиненої речовини. Кріоскопічна константа води 1,86 . Відповідь: 342г/моль.
169. Обчислить кріоскопічну константу оцтової кислоти, знаючи, що розчин, що містить 4,25г антрацену C14H10 у 100г оцтової кислоти, кристалізується при 15,718°С. Температура кристалізації оцтової кислоти 16,65°С. Відповідь: 3,9 .
170. При розчиненні 4,86г сірки в 60г бензолу температура кипіння його підвищилася на 0,81°С. Скільки атомів містить молекула сірки в цьому розчині. Ебуліоскопічна константа бензолу 2,57 . Відповідь: 8.
171. Температура кристалізації розчину, що містить 66,3г деякого неелектроліту в 500г води, дорівнює –0,558°С. Обчислить молярну масу розчиненої речовини. Кріоскопічна константа води 1,86. Відповідь: 442г/моль.
172.Яку масу аніліну C6H5NH2 треба розчинити в 50г етилового ефіру, щоб температура кипіння розчину була вище температури кипіння етилового ефіру на 0,53°С. Ебуліоскопічна константа етилового ефіру 2,12 . Відповідь: 1,16г.
173. Обчислить температуру кристалізації 2%-ного розчину етилового спирту C2H5OH Кріоскопічна константа води 1,86 . Відповідь: –0,82°С.
174.Скільки грамів сечовини (NH2)2CO треба розчинити в 75г води, щоб температура кристалізації знизилася на 0,465°С? Кріоскопічна константа води 1,86. Відповідь: 1,12г.
175. Обчислить процентну концентрацію водяного розчину глюкози C6H12O6, знаючи, що цей розчин кипить при 100,26°С. Ебуліоскопічна константа води 0,52. Відповідь: 8,25%.
176. Скільки грамів фенолу C6H5OH треба розчинити в 125г бензолу, щоб температура кристалізації розчину була нижче температури кристалізації бензолу на 1,7°С? Кріоскопічна константа бензолу 5,1. Відповідь: 3,91г.
177. Скільки грамів сечовини (NH2)2CO треба розчинити в 250г води, щоб температура кипіння підвищилася на 0,26°С? Ебуліоскопічна константа води 0,52. Відповідь:7,5г.
178. При розчиненні 2,3г деякого неелектроліту в 125г води температура кристалізації знижується на 0,372°С. Обчислить молярну масу розчиненої речовини. Кріоскопічна константа води 1,86. Відповідь: 92г/моль.
179.Обчислить температуру кипіння 15%-ного водяного розчину пропилового спирту C3H7OH. Ебуліоскопічна константа води 0,52. Відповідь: 101,52°С.
180. Обчислить процентну концентрацію водяного розчину метанолу CH3OH, температура кристалізації якого –2,79°С. Кріоскопічна константа води 1,86 . Відповідь: 4,58%.