Свойства разбавленных растворов неэлектролитов

 

1. Закон Рауля: давление насыщенного пара растворителя над раствором (Р, Па) всегда меньше, чем над чистым растворителем (Р₀ , Па).

Р = Р₀ · Х ₀

Х = Х₀ =

Р – парциальное давление насыщенного пара растворителя над раствором;

Р₀ – давление насыщенного пара над чистым растворителем;

Х₀ – мольная доля растворителя в растворе;

Х – мольная доля растворенного вещества;

n₀ – количество растворителя;

n – количество растворенного вещества.

Следствие 1. Температура кипения раствора выше температуры кипения чистого растворителя.

Для разбавленных растворов повышение температуры кипения раствора пропорционально концентрации раствора:

ΔТ_кип = ΔТ_кип = Т₂ – Т₁

m₁ – масса растворенного вещества, г;

m₂ – масса растворителя, г;

М – молярная масса растворенного вещества;

Е – эбуллиоскопическая постоянная;

Т₂ – температура кипения раствора;

Т₁ – температура кипения растворителя;

Следствие 2. Растворы замерзают при более низкой температуре, чем чистый растворитель, причем, чем выше концентрация растворенного вещества, тем ниже температура замерзания раствора.

ΔТ_крист = ΔТ_крист = Т₁ – Т₂

m₁ – масса растворенного вещества, г;

m₂ – масса растворителя, г;

М – молярная масса растворенного вещества;

К – криоскопическая постоянная;

Т₂ – температура замерзания раствора;

Т₁ – температура замерзания растворителя;

*Криоскопические и эбулиоскопические константы (приложение 3).

2. Закон Вант-Гоффа: осмотическое давление возрастает с увеличением концентрации растворенного вещества.

P = C_мRT

Р – осмотическое давление, Па;

C_м – молярная концентрация, моль/л;

Т – температура, К.

R – универсальная газовая постоянная: R = 8,31 Дж/(моль·К);

R = 0,083·10⁵ Па·л/К·моль; R = 0,083л·атм/К·моль;

Задачи:

211. При 25⁰С давление насыщенного пара воды составляет 3,166 кПа. Найти при той же температуре давление насыщенного пара над 5% водным раствором хлорида натрия.

 

212. Рассчитать при какой температуре должен кристаллизоваться раствор, содержащий в 250 г воды 54 г глюкозы С₆Н₁₂О₆.

213. Раствор, содержащий 8г растворенного вещества в 100г диэтилового эфира кипит при 36,86⁰С, тогда как чистый эфир кипит при 35,6 ⁰С. Определить молекулярную массу растворенного вещества.

 

214. При 20⁰С осмотическое давление раствора, в 100 мл которого содержится 6,33г вещества, равно 243,4кПа. Определить молекулярную формулу вещества, если в нем содержится 64,6%С, 5,2%Н, 8,8%N, 12,6%О, 8,8%Fe.

 

215. На сколько градусов повысится температура кипения, если в 100г воды растворить 9г глюкозы С₆Н₁₂О₆?

 

216. Вычислить осмотическое давление раствора, содержащего 16г сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ в 350г воды при 293К. Плотность раствора считать равной единице.

 

217. К 100 мл 0,5М раствора сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ добавлено 300мл воды. Чему равно осмотическое давление полученного раствора при 25⁰С.

 

218. При 25⁰С осмотическое давление некоторого водного раствора равно 1,24 кПа. Вычислить осмотическое давление раствора при 0⁰С.

 

219. При 25⁰С осмотическое давление раствора, содержащего 2,8г высокомолекулярного соединения в 200мл раствора, равно 0,7 кПа. Найти молекулярную массу растворенного вещества.

 

220. Раствор, в 100мл которого находится 2,3 г вещества, обладает при 298К осмотическим давлением, равным 618,5 кПа. Определить молекулярную массу вещества.

 

221. Найти при 65⁰С давление пара над раствором, содержащим 13,68г сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ в 90г воды, если давление насыщенного пара над водой при той же температуре равно 25 кПа.

 

222. Чему равно давление насыщенного пара над 10% раствором карбамида СО(NH₂)₂ при 100⁰С?

223. При 315К давление насыщенного пара над водой равно 8,2 кПа. На сколько понизится давление пара при указанной температуре, если в 540г воды растворить 36г глюкозы С₆ Н₁₂ О₆?

 

224. При 293К давление насыщенного пара над водой равно 2,34 кПа. Сколько г глицерина С₃Н₅(ОН)₃ надо растворить в 180г воды, чтобы понизить давление пара на 133,3 Па.

 

225. При какой приблизительно температуре будет кипеть 50% раствор сахарозы С₁₂Н₂₂ О₁₁?

 

226. При какой приблизительно температуре будет кристаллизоваться 40% раствор этилового спирта С₂ Н₅ОН?

 

227. При растворении 5г вещества в 200г воды получается неэлектролит, кристаллизующийся при -1,45⁰С. Определить молекулярную массу растворенного вещества.

 

228. При растворении 13г неэлектролита в 400г диэтилового эфира (С₂Н₅)₂О температура кипения повысилась на 0,453К. Определить молекулярную массу растворенного вещества.

 

229. Температура кипения водного раствора сахарозы равна 101,4⁰С. Вычислить молярную концентрацию и массовую долю сахарозы в растворе.

 

230. Вычислите массовую долю водного раствора сахара С₁₂Н₂₂О₁₁, зная температуру кристаллизации раствора (–0,93⁰С).

 

231. Вычислите массовую долю водного раствора глицерина С₃Н₅(ОН)₃, зная, что этот раствор кипит при 100,39⁰С.

 

232. Вычислите температуру кипения 5%-ного раствора нафталина С₁₀Н₈ в бензоле. Температура кипения бензола 80,2⁰С.

 

233. Вычислите массовую долю водного раствора метанола СН₃ОН, температура кристаллизации которого –2,79⁰С.

 

234. В радиатор автомобиля налили 9 л воды и прибавили 2 л метилового спирта (ρ = 0,8 г/мл). При какой наинизшей температуре можно после этого оставлять автомобиль на открытом воздухе, не опасаясь, что вода в радиаторе замерзнет?

 

235. Водно-спиртовый раствор, содержащий 15% спирта (ρ = 0,97 г/мл), кристаллизуется при –10,26⁰С. Найти молекулярную массу спирта и осмотическое давление раствора при 293 К.

236. Температура кипения водного раствора сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ равна 101,4⁰С. Вычислить моляльную концентрацию и массовую долю сахарозы в растворе. При какой температуре замерзает этот раствор?

 

237. Водный раствор метанола имеет концентрацию растворенного вещества 4,85%. При какой температуре будет кристаллизоваться данный раствор?

 

238. Какой объем метилового спирта (ρ = 0,8 г/мл) нужно добавить к 9 л воды, чтобы полученный раствор не замерзал до –8⁰С?

 

239. Определить температуру кристаллизации водно-спиртового раствора, плотность которого ρ = 0,97 г/мл, содержащего 15% спирта с относительной молекулярной массой 32.

 

240. Осмотическое давление раствора, содержащего 3 г сахара в 250мл раствора равно 0,82 атм. при 12 ⁰С. Определить молекулярную массу сахара.