Физическая химия . . . . МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ (стр. 9 )

Теперь определим понижение температуры кристаллизации без учета диссоциации электролита (криоскопическая постоянная воды равна 1,86):

∆tкрист. выч.= Kкр•сm = 1,86•0,050 = 0,093°.

Сравнивая  найденное  значение  с  экспериментально  определенным  понижением  температуры кристаллизации, вычисляем изотонический коэффициент i:

i = ∆tкрист./ ∆tкрист. выч.= 0,23/0,093 = 2,47.

Кажущуюся степень диссоциации соли найдем из соотношения:

б= (i - 1)/(n -1) (5.3.1.)

б= (2,47 - 1)/(3-1) = 0,735.

П р и м е р  При растворении гидроксида натрия массой 12 г в воде массой 100 г температура кипения повысилась на 2,65°. Определите степень диссоциации (%) гидрокcида натрия.

Решение  Для сильных электролитов имеем:

∆tкип.= i•Кэб•сm  (5.3.2.)

Или i = ∆tкип./Кэб•сm= 2,65•40•100/0,52•12•1000 = 1,70.

Тогда б= (i - 1)/(n - 1) = (1,70 - 1)/(2-1) = 0,70 или70 %.

Эбуллиоскопическая  и  криоскопическая  константы,  зависят  только  от  природы  растворителя. Значения этих констант для некоторых растворителей представлены в табл. 7.

Задачи

Для решения задач данного раздела использовать значения величин из табл. 7.

400  Чему равно осмотическое давление раствора неэлектролита при 27 °С, если в 500 см3 раствора содержится 0,6 моль вещества?

401  Осмотическое давление раствора мочевины ((NН2)2СО) при 0 °С равно 6,8•105Па. Найдите ее массу в 1 дм3 раствора.

402  Неэлектролит массой11,5 г содержится в250 см3раствора. Осмотическое давление этого раствора при17 °С равно12,04•105Па. Определите мольную массу неэлектролита.

403  Чему равно давление пара раствора содержащего: а) мочевину массой 2,4 г в воде массой 90,0 г; б) глюкозу массой 27 г в 360 см3 воды? Давление пара воды при той же температуре равно157,3 кПа.

404  Каким будет давление пара раствора при 65 °С, если он содержит сахарозу массой 13,68 г в воде массой 90,00 г, а давление водяного пара при той же температуре равно 25,0 кПа?

405  Давление водяного пара при 70 °С равно 31,173 кПа. Найдите понижение давления пара для

раствора глюкозы с массовой долей11,86 %.

406  Давление пара раствора, содержащего 0,05 моль вещества в воде массой 90 г, равно 52,47 кПа при 34 °С. Чему равно давление пара воды при этой температуре?

407  Анилин (C6H5NH2) массой 3,1 г растворен в эфире массой 40,2 г. Давление пара полученного раствора равно 813,9 кПа, а давление пара чистого эфира при той же температуре составляет 863,8 кПа.

Рассчитайте молекулярную массу эфира.

408  Раствор,  содержащий  неэлектролит  массой 0,512  г  в  бензоле  массой 100,000  г, кристаллизуется  при 5,296 °С.  Температура  кристаллизации  бензола  равна 5,500 °С.  Вычислите мольную массу растворенного вещества.

409  Вычислите массовую долю (%) водного раствора сахара (С12Н22О11), зная, что температура кристаллизации раствора равна - 0,93 °С.

410  Вычислите  температуру  кристаллизации  водного  раствора  мочевины ((NH2)2CO),  содержащего мочевину массой 5 г в воде массой 150 г.

411  Раствор, содержащий камфору (C10H16O) массой 3,04 г в бензоле массой 100,00 г, кипит при 80,714 °С. Температура кипения бензола 80,200 °С. Вычислите эбуллиоскопическую константу бензола.

412  Вычислите массовую долю (%) глицерина (С3Н8О3) в водном растворе, зная, что этот раствор кипит при100,39 °С.

413  Вычислите мольную массу неэлектролита, зная, что раствор, содержащий этот неэлектролит массой 2,25 г в воде массой 250,00 г, кристаллизуется при температуре -0,279 °С.

414  Сколько мочевины ((NH2)2CO) следует растворить в воде массой 250 г, чтобы температура кипения повысилась на 0,26°?

415  При растворении некоторого неэлектролита массой 2,3 г в воде массой 125,0 г температура кристаллизации понижается на 0,372°. Вычислите мольную массу неэлектролита.

416  Какую массу мочевины ((NH2)2CO) следует растворить в воде массой 75 г, чтобы температура кристаллизации понизилась на 0,465°?

417  Вычислите массовую долю (%) глюкозы (C6H12O6) в водном растворе, зная, что это раствор кипит при 100,26 °С.

418  Какую массу фенола (C6H5OH) следует растворить в бензоле массой 125 г, чтобы температура кристаллизации раствора была ниже температуры кристаллизации бензола на 1,7°?

419  Вычислите температуру кипения раствора нафталина (С10Н8) в бензоле с массовой долей 5 %. Температура кипения бензола 80,2 °С.

420  Раствор,  содержащий  некоторый  неэлектролит  массой 25,65 г  в  воде  массой 300,00 г, кристаллизуется при температуре -0,465 °С. Вычислите мольную массу неэлектролита.

421  Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий антрацен (С14H10) массой 4,25 г в уксусной кислоте массой 100,00 г, кристаллизуется при 15,718 °С. Температура кристаллизации уксусной кислоты16,650 °С.

422  При растворении серы массой 4,86 г в бензоле массой 60,00 г температура его кипения повысилась на 0,81°. Из скольких атомов состоит молекула серы в этом растворе?

423  Температура кристаллизации раствора, содержащего некоторый неэлектролит массой 66,3 г в воде массой500,0 г, равна - 0,558 °С. Вычислите мольную массу неэлектролита.

424  Какую массу анилина (C6H5NH2) следует растворить в этиловом эфире массой 50 г, чтобы температура кипения этилового эфира была ниже температуры кипения раствора на 0,53°?

425  Вычислите температуру кристаллизации раствора этилового спирта (С2Н5ОН) с массовой долей 2%.

426  Определите  формулу  вещества,  в  котором  массовая  доля  углерода  составляет 40,00 %,  водорода - 6,66 %, серы - 53,34 %. Раствор, содержащий это вещество массой 0,3 г в бензоле массой 27,0 г, имеет температуру замерзания на 0,308° ниже температуры замерзания бензола.

42

7  Раствор, содержащий пероксид водорода массой 1,477 г в воде массой 100,00 г, замерзает при температуре-0,805 °С. Вычислите молекулярную массу пероксида водорода.

428  Температура кипения раствора, содержащего салициловую кислоту (С7Н6О3) массой 5,7 г в спирте массой 125,0 г, равна 78,4 °С. Температура кипения чистого спирта равна 78,0 °С. Вычислите эбуллиоскопическую константу спирта.

429  В каких объемных отношениях надо взять воду и этиленгликоль (с= 1,116 г/м3), чтобы приготовленный из них антифриз замерзал при -20 °С?

430  Определите изотонический коэффициент раствора, содержащего КОН массой 2,1 г в воде массой 250,0 г и замерзающего при температуре - 0,519 °С.

431  Раствор, содержащий карбонат натрия массой 0,53 г в воде массой 200,00 г, кристаллизуется при -0,13 °С. Вычислите кажущуюся степень диссоциации этой соли.

432  Определите степень диссоциации (%) раствора, содержащего хлорид аммония массой 1,07 г в 200 см3 воды, если температура кипения этого раствора равна100,09 °С.

433  Какое значение имеет степень диссоциации (%) раствора хлорида кобальта, моляльность которого равна 0,12 моль/кг, если он замерзает при -0,62 °С?

434  Определите моляльность раствора бинарного электролита, если его водный раствор замерзает при -0,31 °С, а степень диссоциации равна 66,5 %.

435  Кажущиеся степени диссоциации 0,1 М растворов CaCl2 иAlCl3 приблизительно одинаковые.

Какой раствор будет замерзать при более низкой и кипеть при более высокой температуре?

436  РастворKCl, моляльность которого равна 1 моль/кг, замерзает при -3,36 °С. Определите изотонический коэффициент и степень диссоциации (%).

437  Чему  равен  изотонический  коэффициент  для  растворов  бинарных  электролитов  при следующих значениях степени диссоциации: 1,0 %; 0,5 %; 75,0 %?

438  Чему  равен  изотонический  коэффициент 0,1  н  раствора  сульфата  цинка,  если экспериментально найденная степень диссоциации равна 40 %.

439  Определите концентрацию (моль-ионов) Na+ и SO 2−4  в 250 см3 раствора, содержащего сульфат натрия массой 3,55 г, считая диссоциацию соли полной.

440  Чему равна концентрация (моль-ионов) Fe3+ иSO2− 4  в 400 см3

раствора, содержащего сульфат железа (III) массой 1,6 г, если считать диссоциацию соли полной?

Расчёты, связанные с растворимостью и кристаллизацией

Задача №1.Массовая доля хлорида меди (2) в насыщенном при t=20грС растворе этой соли равна 42,7%. Определите коэффициент растворимости хлорида меди(2), при данной t.

Коэффициент растворимости – это растворимость вещества в 100граммах воды, при данной t. Чтобы его рассчитать, надо определить содержание соли и воды в 42,7%-ном растворе.

1. Рассчитаем содержание воды и вещества в растворе.

  100 -42,7 =57,3г(воды)

2. Рассчитаем, сколько соли растворяется в 100г воды.

  42,7  Х

  ------ = --------- ;  Х =74,5г

  57,3  100

Ответ. коэффициент растворимости=74,5г

Задача №2. Насыщенный при 60грС раствор соли в количестве 20кг был охлаждён снегом, какое количество соли выпало  в осадок, если при 60грС растворимость соли составляет110г, а при 0грС -13,1г. Рассчитайте выход продукта в процентах.

60грС  к. р.-----110г	0грС к. р.-------13,1г
m(р-ра)20кг=20000г  ---------    1.Приготовим стандартный раствор   100+110=210   2.Рассчитаем массу вещества в 20000г р-ра    110  Х   ---- = -------;  Х =10476,2г   210  20000 3.Ррассчитаем массу воды   20000 -10476,2 = 9523,8г	-------->↓ ? 4.Рассчитаем массу вещества растворённого в 9523,8г воды при 0грС.   100  9523,8   ------ =  ------------;  Х = 1247,6г   13,1  Х 5.Рассчитаем массу осадка   10476,2 – 1247,6 =9228,6г 6.Выразим  массу ↓ в %-тах   9228,6   з =---------- Ч100%;  з = 88,1%   10476,2

Ответ. з = 88,1%