4.2 Закономерности растворения

Дано:

m(NH₄Cl) = 10 г.

V(Н₂О) = 233 мл.

∆T = -2.8^oC

Суд = 4.2 Дж/(г*К)

n(NH₄Cl) = m/M = 10*53.5 = 0.19 моль.

Q_раств(NH₄OH) = m(раствора)*∆Т*Cуд = (10+233)*2.8*4.2 = -2.86 кДж

∆H^o_раств = кДж/моль.

Дано:

m(NaOH) = 10 г.

V(Н₂О) = 250 мл.

∆H^o_раств(NaOH) = ?.

∆Т = 6.7^оС

Суд = 4.2 Дж/(г*К)

n(NaOH) = m/M = 10*40 = 0.25 моль.

Q_раств(NaOH) = m(раствора)*∆Т*Cуд = (10+250)*6.7*4.2 = 7.32 кДж

∆H^o_раств = кДж/моль.

Дано:

m(CaCl₂) = 10 г.

Q = 6.82 кДж

m(CaCl₂*6H₂O) = 10г.

Q = -0.87 кДж

∆H^o_гидр(СaCl₂) = ?

n(CaCl₂) = m/M = 10/111 = 0.09 моль.

∆H^o_раств(CaCl₂) = -Q/n = -6.82/0.09 = -75.7 кДж/моль

n(CaCl₂*6Н₂О) = m/M = 10/219 = 0.046 моль.

∆H^o_раств(CaCl₂*6Н₂О) = -Q/n = 0.87/0.046 = 19.05 кДж/моль

∆H^o_гидр(СaCl₂) = ∆H^o_раств(CaCl₂) - ∆H^o_раств(CaCl₂*6Н₂О) = -94.75 кДж/моль

Дано:

∆H^o_раств(CuSO₄*5H₂O)=11.72 кДж/моль.

V(Н₂О) = 0.2 литра. ∆Т = 2^оС

Суд = 4.2 Дж/(г*К)

m(CuSO₄) = 4 г.

n(CuSO₄) = m/M = 4/160 = 0.025 моль

Q = m(раствора)*∆Т*Cуд = (200+4)*2*4.2 = 1.71 кДж

∆H^o_раств(CuSO₄) = -Q/n = – 1.71/0.025 = -68.5 кДж/моль

∆H^o_гидр(СuSO₄) = ∆H^o_раств(CuSO₄) - ∆H^o_раств(CuSO₄*5Н₂О) = -68.5 – 11.72 = -80.22 кДж/моль

Дано:

∆H^o_{растворения}(NH₄NO₃)=26.32 кДж/моль.

V(Н₂О) = 0.2 литра.

∆Т = 5^оС

Суд = 3.77 Дж/(г*К)

m(NH₄NO₃) = ?

Q_раств(NH₄NO₃) = m(H₂O)*∆Т*Cуд = 200*5*3.77 = 3.77 кДж

n = моль.

m(NH₄NO₃) = n*M = 0.14*80 = 11.46 грамм.

Дано:

m(H₂O) = 25 г

m(NaCl) = 8,75 г

S - ?

Решение:

8,75 г NaCl – 25 г Н₂О

х г NaCl - 100 г Н₂О

х = 8,75*100/25 = 35 г NaCl/100г Н₂О

Дано:

S (KNO₃) = 31.6 г/100 г

 - ?

Возьмем раствор, в котором m(KNO₃) = 31.6 г, тогда m(H­₂O)=100 г.

 (KNO₃) = %

Дано:

S (KNO₃) = 55 г/100 г

m(р-ра) = 60 г.

m (KNO₃) - ?

 (KNO₃) = %

В 60 г раствора : m(KNO₃) = (60*35.5) / 100 = 21.3 г.

Дано:

S₁(K₂CO₃)= 155 г/100г

S₂(K₂CO₃)= 111 г/100г

m(раствора) = 770 г.

Найдем, сколько грамм соли содержится в 770 граммах раствора при 100^оС. m1(K₂CO₃) = грамм, следовательно воды в растворе содержится 770 – 468 = 302 грамма. Найдем, сколько соли может растворится в 302 г. воды при 0⁰С: m2(K₂CO₃) = =335г.

Т.е. при охлаждении из раствора выделится 468 – 335 = 133 гр. соли.

Дано:

S₁(Pb(NO₃)₂)= 90 г/100г

S₂(Pb(NO₃)₂)= 46 г/100г

V(H₂O) = 200 мл

T = 20⁰C

При 60^оС в 200г воды растворяется m1(Pb(NO₃)₂) = 90*200/100 = 180г

При 0^оС в 200г воды растворяется m1(Pb(NO₃)₂) = 46*200/100 = 92 г.

В осадок выпадет m1-m2 = 180 – 192 = 92 грамма соли.

Дано:

Т1 = 100^оС, Т2 = 20^оС

S₁(NaNO₃) = 176 г/100г

S₂(NaNO₃) = 88 г/100г

m(NaNO₃) = 120 г.

Найдем массовую долю соли в растворе при обеих температурах:

w1% = 176*100%/(176+100) = 63,8%; w2% = 88*100%/(88+100) = 46,8%

Пусть m1(р-ра) = х, m2(р-ра) = у, m1(NaNO₃) = z, m2(NaNO₃) = k.

По условию: х-у = 120, z-k = 120 грамм.

x = z*100%/w1% = z*1.57, y = k*100%/w2% = k*2.14. Получаем систему уравнений: z*1.57 – k*2.14 = 120 и z-k =120.

Решая ее, получаем х = 357,4 грамм; z = 228 грамм.

Дано:

S(H₂S) = 2.91

P = 101325 Па

T = 20⁰C

W%(CO₂) = ?

В одном литре воды растворяется 2.91 литра H₂S.

m(H₂O) = 1000 г.

n(H₂S) = V/Vм = 2.91/22.4 = 0.13 моль

m(H₂S) = n*M = 0.13*34 = 4.42 г.

w%(H₂S) =

Дано:

S(CO₂) = 0.878

P = ?

W%(CO₂) = 1 %

В одном литре воды растворяется 0.878 литр диоксида углерода.

m(H₂O) = 1000 г.

n(CO₂) = V/Vм = 2.91/22.4 = 0.13 моль

m(CO₂) = n*M = 0.13*44 = 5.72 г.

Дано:

W%(C₁₂H₂₂O₁₁) = 10%

Т = 100^оС

Р^о = 101.3*10⁵ Па

Р’ = ?

Р^о - Р’ = Р^о

Возьмем 1 кг раствора. m(C₁₂H₂₂O₁₁) = 100 г.

n(C₁₂H₂₂O₁₁) = m/M = 100/342 = 0.292 моль

m(H₂O) = 1000-100 = 900 г.

n(H₂O) = 900/18 = 50 моль.

101.3*10⁵ - Р’ = 101.3*10⁵ Р’=1.007*10⁵ Па = 755.6 мм.рт.ст.

Дано:

Р⁰ = 8199.325 Па

V(H₂O) = 540 мл

m(C₆H₁₂O₆) = 1 г.

P’ = ?

P^o - P’ = P⁰*N(C₆H₁₂O₆)

n(H₂O) = m/M = 540/18 = 30 моль.

n(С₆H₁₂O₆) = m/M = 36/180 = 0.2 моль.

8199.325 - P’ = 8199.325* , следовательно, P’ = 8145.025 Па

Дано:

Р⁰ = 23939.35 Па

P’ = 21854.4 Па

m(ацетона) = 200 г. m(неэлект.)=10.5 г.

М = ?

P^o - P’ = P⁰*N₂

n(ацетона) = m/M = 200/58 = 3.45 моль.

.

23939.35 – 21854.4 = 23939.35* , следовательно, n (неэлектр.) = 0.329 моль, М(неэлектр.) = m / n = 10.5 / 0.329 = 32 г/моль.

Дано:

Р⁰ = 47375 Па

P’ = 33310 Па

n(в-ва) = 1

n(H₂O) = ?

P^o - P’ = P⁰*N(вещества) => 47375 - 33310 = 47375*

1+n(H₂O) = 3.37 => n(H₂O) = 2.37 моль.

Дано:

(С₂Н₅ОН)=25%

Т_зам-?

К_Н2О*С_м, где С_м-моляльность р-ра или моль в-ва на 1кг растворителя. К_Н2О = 1,86. Возьмем 100 грамм раствора, тогда масса этанола будет

0,25*100 = 25 г, а количество в-ва его n = m/M = 25/46 = 0,54 моль. Масса воды тогда будет 100-25 = 75 грамм.

Тогда С_м = n(C₂H₅OH)/M(H₂O) = 0,543/75*10^-3 = 7,25 моль/кг.

Тзам = 1,86*7,25 = 13,48⁰. Т_зам = -13,48⁰С

Дано:

W%(C₆H₁₂O₆) = 10%

Т(кип) = ?

ΔТ(кип) = Е(Н₂О)*Сm, где Сm - моляльная концентрация.

Найдем моляльность раствора глюкозы: возьмем 100 грамм раствора

m(C₆H₁₂O₆) = 10 г. n(C₆H₁₂O₆) = m/M = 10/180 = 0.056 моль

m(H₂O) = 100-10 = 90 г.

Сm = n(C₆H₁₂O₆)/m(H₂O) = 0.056/0.090 = 0.62 моль/кг.

ΔТ(кип) = Е(Н₂О)*Сm = 0.52*0.62 = 0.32⁰.

Т(кип) = 100.32 ⁰С

Дано:

m(x) = 1.6 г.

V(H₂O) = 250 мл.

Т(зам) = -0.2 ^оС

М(х) = ?

ΔТ(зам) = К(Н₂О)*Сm =

0.2 = 1.86* , следовательно, М(х) = 59.52 г/моль

Дано:

m(x) = 27 г.

V(H₂O) = 1000 мл.

Т(кип) = 100.78 ^оС

М(х) = ?

ΔТ(кип) = Е(Н₂О)*Сm =

0.78 = 0.52* , следовательно, М(х) = 18 г/моль

Дано:

m(I_x) = 9.2 г.

m(CH₃OH) = 100 г.

Т^о(кип) = 64.7 ^оС

Т’(кип) = 65 ^оС

М(I_х) = ?

Е(CН₃ОH) = 0.84

Необходимо найти молярную массу иода, растворенного в метаноле

ΔТ(кип) = Е(CН₃ОH)*Сm =

65 - 64.7 = 0.84* , следовательно, М(I_х) = 257.6 г/моль

Молекула иода состоит из 257.6/127 = 2 атомов.

Дано:

m(S_x) = 0.81 г.

m(C₆H₆) = 100 г.

ΔТ(кип) = 0.081 ^оС

М(S_х) = ?

Е(C₆H₆) = 2.57

Необходимо найти молярную массу серы, растворенной в бензоле

ΔТ(кип) = Е(C₆H₆)*Сm =

0.081 = 2.57* , следовательно, М(S_х) = 257 г/моль

Молекула серы состоит из 257/32 = 8 атомов.

Дано:

V(H₂O) = 30 л.

V(C₃H₅(OH)₃) = 9 л.

Т(зам) = ?

p(глицерина) = 1,261 г/мл

ΔТ(зам)=К(Н₂О)*Сm=

Масса глицерина равна m = V*p = 9000*1.261 = 11349 г.

ΔТ(зам) = 1.86* = 7.65^о. Раствор замерзает при -7.65^оС

Дано:

Т(зам) = -15⁰С

m(C₂H₄(OH)₂)= ?

ΔТ(зам)=К(Н₂О)*Сm=

Сm = = =8.06 моль / кг растворителя.

m(этил.гл.) = Сm * М(этил.гл.) * m(H₂O) = 8.06*62*1 = 499.7 г = 0.5 кг.

Дано:

P_осм = ?

w%(сахара) = 4 %

Т = 20^оС = 293 К

p = 1.014 г/мл

P_осм = См*R*T

Возьмем 1 литр раствора и найдем См сахара: m(раствора) = V*p = 1000*1.014 = 1014 г. m(сахара) = 1014*4%/100% = 40.56 г.

См(сахара) = m/(M*V) = 40.56/(342*1) = 0.12 моль/л

Р_осм = 0.12*8.31*293 = 288.8 кПа, Р_осм = 0.12*0.082*293 = 2.85 атм.

Дано:

V(H₂O) = 1 л.

P_осм = 607950 Па

m(глюкозы) = 45 г.

Т = ?

P_осм = См*R*T = , следовательно Т=293.6К