Какая масса глюкозы содержится в 250 мл раствора
Задача 21
Решение:
Для неэлектролитов (глюкоза, сахароза) Росм = См ∙ R ∙ T, поэтому для них при равных конц-ях и условиях Росм одинаково.
Для электролитов необходимо учитывать изотонический коэффициент:
Росм = i ∙ См ∙ R ∙ T
При полной диссоциации степень диссоциации α = 1.
NaCl = Na+ + Cl-. Cоль распадается на 2 иона, k = 2.
i = 1 + α(k — 1) = 1 + 1(2 — 1) = 2, отсюда Росм = 2 ∙ См ∙ R ∙ T, т.е. в 2 р. больше, чем у неэлектролитов.
При неполной диссоциации слабого электролита (укс. кислота) степень диссоциации α « 1, поэтому изотонический коэффициент i чуть выше 1, т.е. Росм укс. кислоты выше, чем сахаров, но ниже, чем NaCl.
Задача 22
В 300 мл водного раствора глюкозы содержится 10 г растворенного вещества. При какой температуре осмотическое давление этого раствора составит 500 кПа?
Решение:
Росм = См ∙ R ∙ T
Cм=n/V=m/(MV) = 10/(180∙0,3)
T=Росм / (См ∙ R) = 500 ∙ 180 ∙ 0,3 / (8,31 ∙ 10)= 324,9K=51,9 °С
Задача 23
Раствор, содержащий 8,5 г некоторого неэлектролита в 400 г воды, кипит при температуре 100,78 0С. Вычислите молярную массу растворенного вещества.
Решение:
Δt = Кэб ∙ Cm(в-ва)
Кэб воды = 0,52 (справ. табл.)
Δt = 100,78-100=0,78
отсюда моляльная конц-я в-ва:
Cm(в-ва) = Δt /Кэб = 0,78/ 0,52 = 1,5 моль/кг
Cm(в-ва) = n(в-ва) / m(воды) = m(в-ва) / [M(в-ва) ∙ m(воды)]
m(воды) = 0,4 кг
M(в-ва) = m(в-ва) / [Cm(в-ва) ∙ m(воды)] =
= 8,5 / (1,5 ∙ 0,4)= 14 г/моль
Единственный неэлектролит с такой молярной массой — ВН3, больше ничего в голову не приходит.
Задача 24
Для повышения температуры кипения раствора на 1,040 С QUOTE необходимо, чтобы концентрация растворенного в нем неэлектролита составляла _______моль/кг.
А) 0,2 Б) 1 В) 2 Г) 0,5
Решение:
ΔТ кип. = Еэб. · Сm
Если раствор водный, тогда:
ΔТ кип. = ЕН2О · Сm; Сm = ΔТ кип. / ЕН2О = 1,040 / 0,52 = 2 моль/кг
Задача 25
При растворении 10,1 г KNO3 в 100 см3 воды температура замерзания понизилась на 3,01 °С. Определить кажущуюся степень диссоциации KNO3 в полученном растворе. Криоскопическая постоянная для воды равна 1,86.
Решение:
Кажущуюся степень диссоциации α можно определить по изотоническому коэффициенту i :
i = 1 + α∙(k — 1)
KNO3 — сильный электролит, в растворе диссоциирует на ионы:
KNO3 → K+ + NO3- ⇒ количество ионов k = 2
i найдем из понижения температуры кристаллизации электролита Δtкр:
Δtкр. = i ∙ Kкр. ∙ Cm
⇒ i = Δtкр. / (Kкр. ∙ Cm)
Δtкр. = 3,01°С
Kкр. = 1,86
Mоляльная концентрация: Cm(KNO3) = n(KNO3) /m(p-pa, кг)
n(KNO3) = m(KNO3) / M(KNO3)
m(p-pa) = m(KNO3) + m(воды)
Cm(KNO3) = m(KNO3)/ M(KNO3) ∙ [m(KNO3) + m(воды)] = 10,1 / (101 ∙ 0,1101) = 0,91 моль/кг
i = 3,01 / (1,86 ∙ 0,91) = 1,78
α = (i — 1) / (k — 1) = (1,78-1)/(2-1) = 0,78 (78%)
Задача 26
Чему равно осмотическое давление раствора, содержащего 125 г сахарозы (С12Н22О11) в 2 литрах воды при температуре 15С?
Решение:
Росм = См ∙ R ∙ T
См = n / V = m / MV
Росм= 125 / (342 ∙ 2) ∙ 8,31 ∙ 288 = … кПа
Задача 27
Рассчитайте осмотическое давление 0,5М раствора глюкозы при 25 градусах С и раствора NaCl такой же концентрации.
Решение:
Для р-ра неэлектролита (глюкозы): Росм = См ∙ R ∙ T
Для р-ра электролита (NaCl): Росм = i ∙ См ∙ R ∙ T
т.е. вся разница в i.
Изотонический коэф-т i для NaCl в задаче не дан. Предположим, что соль диссоциирует полностью, т.е. степень диссоциации α = 1 (100%), тогда для NaCl k=2 и i=2
R = 8,31 кПа∙л/моль∙К
T = 273 + 25= 298K
Росм (глюкозы) = 0,5 ∙ 8,31∙ 298= 1238,2 кПа
Росм (NaCl) = 2 ∙ 0,5 ∙ 8,31∙ 298= 2476,4 кПа
Осмотическое давление Росм (NaCl) = 2Росм (глюкозы), т.к. в р-ре NaCl при α = 1 в 2 раза больше растворенных частиц, чем в р-ре глюкозы.
Задача 28
Какова ω (NaCl) в физиологическом растворе, если осмотическое давление раствора при 25C=762,7 кПа
Решение:
Для р-ра электролита: Росм = i ∙ См ∙ R ∙ T
Изотонический коэф-т i для NaCl в задаче не дан. Предположим, что соль диссоциирует полностью, т.е. степень диссоциации α = 1 (100%), тогда для NaCl k=2 и i=2
R = 8,31 кПа∙л/моль∙К
T = 273 + 25= 298K
Росм = 762,7 кПа
См = Росм / i ∙ R ∙ T = … моль/л
ω = См ∙ М / ρ — т.е. чтобы перейти к массовой доле, нужно знать плотность раствора, которую можно найти из таблиц
Задача 29
Рассчитайте, какую массу хлорида натрия должен содержать каждый литр водного раствора, чтобы он был изотоничен раствору, содержащему в 1 л 9 г глюкозы при той же температуре.
Решение:
изотонические растворы — р-ры с одинаковым осмотическим давлением.
Для неэлектролита (глюкозы) Росм1=См ∙ R ∙ T, для электролита (NaCl) Росм2= i ∙ См ∙ R ∙ T
R ∙ T — постоянны, Росм1 = Росм2 → См(глюкозы) = i ∙ См (NaCl)
Для 1 л р-ра:
n(глюкозы) = i ∙ n (NaCl)
n (NaCl) = n(глюкозы) / i (NaCl)
m (NaCl) = m (глюкозы) ∙ M (NaCl) / [ i (NaCl) ∙ M(глюкозы)]
Изотонический коэф-т i для NaCl в задаче не дан. Предположим, что соль диссоциирует полностью, т.е. степень диссоциации α = 1 (100%), тогда для NaCl k=2 и i=2.
m (NaCl) = … г (посчитай)
Задача 30
При 65 0С давление насыщенного пара воды равно 2,5⋅104 Па. Давление насыщенного пара над раствором карбамида CO(NH2)2 с массовой долей 5% при той же температуре равно_____ кПа
Решение:
Р1 = N1P0 , где N1 — мольная доля растворителя (воды).
100 г раствора содержат 5 г карбамида (М=60 г/моль) и 95 г воды (М=18 г/моль).
Количество воды в 100 г раствора:
n1 = 95/18 = 5,278 моль
Количество карбамида в 100 г раствора:
n2 = 5/60 = 0,083 моль
Мольная доля воды:
N1 = n1/(n1 + n2) = 5,278/(5,278 + 0,083) = 0,985
P0= 2,5⋅10^4 Па = 25 кПа
Следовательно:
P1 = 0,985 ∙ 25 = 24,625 кПа
Задача 31
Вычислите температуру кипения раствора,содержащего 0,5 моль растворенного вещества в 100 г ацетона (Е ацетона=1,5).Температура кипения ацетона 56 градусов цельсия.
Решение:
По закону Рауля, повышение температуры кипения раствора неэлектролита:
Δt кип. = Е ∙ Cm = Е ∙ n (раств. в-ва) / m(р-ля) = 1,5 ∙ 0,5 / 0,1 = 7,5°
Температура кипения раствора: tкип= tо + Δt кип. = 56 + 7,5 = 63,5 °C
Задача 32
Раствор,содержащий 0,6 г растворенного вещества в 40 г эфира, кипит при 36,13 градусов Цельсия. Температура кипения эфира 35,6 градусов Цельсия, эбулиоскопическая константа 2,12. Вычислите молярную массу растворенного вещества.
Решение:
Δt = Кэб ∙ Cm(в-ва)
Кэб =2,12
Δt = 36,13-35,6=0,53
отсюда моляльная конц-я растворенного в-ва:
Cm(в-ва) = Δt /Кэб = 0,53/ 2,12 = 0,25 моль/кг
Cm(в-ва) = n(в-ва) / m(эфира) = m(в-ва) / [M(в-ва) ∙ m(воды)]
m(эфира) = 0,04 кг
M(в-ва) = m(в-ва) / [Cm(в-ва) ∙ m(воды)] =
= 0,6 / (0,25 ∙ 0,04)= 60 г/моль
Задача 33
Решение:
Росм = См∙R∙T
См=Росм/(R∙T)=191,1/(8,31∙293)=0,079 моль/л,
т.о. 1 л раствора содержит 0,07845 моль гематина массой 5,0∙10=50,0 г
М = m/n = 50,0 / 0,079 = 633 г/моль
Задача 34
В растворе какого вещества осмотическое давление будет минимальным при одинаковой температуре и одинаковой молярной концентрации?
1) салицилат натрия, 2) салициловая кислота, 3) метилсалицилат.
Решение:
Росм = i ∙ См ∙ R ∙ T, где i — изотонический коэффициент.
i = 1 + α(k — 1), где α — степень диссоциации.
Метилсалицилат — неэлектролит, α=0, i = 1.
Салицилат натрия — растворимая соль, сильный электролит, диссоциирующего на 2 иона, k = 2
при полной диссоциации степень диссоциации α = 1.
i = 1 + α(k — 1) = 1 + 1(2 — 1) = 2, отсюда Росм = 2 ∙ См ∙ R ∙ T, т.е. в 2 р. больше, чем у метилсалицилата.
Салициловая кислота — слабый электролит, при неполной диссоциации слабого электролита степень диссоциации α « 1, поэтому изотонический коэффициент i чуть выше 1, поэтому i Росм салициловой кислоты 1 < i < 2.
Отсюда следует, что Росм метилсалицилата будет минимальным.
Задача 35
Осмотическое давление раствора гемоглобина в воде, содержащего 124г/л при 17°C, равно 4,39 кПа. Рассчитать молекулярную массу гемоглобина.
Решение:
Росм = 4,39 кПа
Т = 17+273=290К
Росм = См ∙ R ∙ T
См = Росм / ( R ∙ T ) = 4,39 / ( 8,314 ∙ 290) = 0,001821 моль/л
т.е. 1 л р-ра содержит n=0,001821 моль гемоглобина, что составляет m=124 г.
М = m / n = 124 / 0,001821 = 68103 г/моль
Задача 36
Решение:
Δt = Cm∙E
Е(Н2О)=0,52 (град∙кг)/моль
Отсюда моляльная концентрация раствора глюкозы, кипящего при 100,025°C равна:
Cm = Δt / E = (100,025 – 100) /0,52 = 0,04808 моль/кг
Cm = 1000 См/(1000ρ — См∙М)
См = 1000ρ∙Cm/(1000 + Cm∙М) = 0,04808 ∙ 1000 ∙ 1,1 / (1000 + 0,04808 ∙ 180) = 0,05335 моль/л
Росм = См ∙ R ∙ T = 0,05335 ∙ 8,314 ∙ 283 = 125,5 кПа
Задача 37
Найти при 25°С осмотическое давление пара над 10% раствором NaCl плотностью 1,15 г/мл, если кажущаяся степень диссоциации соли в р-ре 85%.
Решение:
Росм = i ∙ См ∙ R ∙ T
α = (i-1)/(k-1)
NaCl → Na+ +Cl- ⇒ k(NaCl) = 2 (число ионов)
0,85 = i -1, i = 1,85
См=n/V
100 г р-ра содержат 10 г соли
n(NaCl)=m/M = 10/36,5 моль
V = m(p-pa) / ρ = 0,1 / 1,15 л
См= 10 ∙ 1,15 /(36,5 ∙ 0,1)= 3,15 M
Росм = i ∙ См ∙ R ∙ T = 1,85 ∙ 3,15 ∙ 8,31 ∙ 298= 14431 кПа
Задача 38
Взято 42,0 г N2O4 в объеме 0,01835 м3 при 50 °С и давлении 946 гПа.
N2O4 диссоциирует по уравнению N2O4 = 2NO2.
Вычислить степень диссоциации и константу равновесия.
Решение:
PV=inRT
i — число, показывающее, во сколько раз увеличивается число молей смеси в результате диссоциации по сравнению с первоначальным числом молей N2O4.
Если при диссоциации из 1 молекулы образуется Х новых молекул, то степень диссоциации:
α=(i — 1) / (Х — 1)
В данной реакции: из 1 молекулы образуются 2, т.е. m =2.
P=946 гПа = 0,946 ∙ 10^5 н/м²
Т=50°С = 323 К
i =PV / nRT = PVМ / mRT = 0,946 ∙ 10^5 ∙ 0,01835 ∙ 92,0 / (42,0 ∙ 8,314 ∙ 323) = 1,42
α=(1,42 — 1) / (2 — 1) = 0,42
Отсюда для реакции: N2O4 ⇆ 2NO2
в исходной смеси: … n моль …. 0 моль
в равновес. смеси: n(1-α) моль … 2nα моль
Σn = n(1-α) + 2nα = n + nα = n(1+α)
Отсюда парциальные давления газов:
р(N2O4) = Р ∙ n(1-α) / n(1+α) = Р ∙ (1-α)/(1+α)
р(NO2) = Р ∙ 2nα / n(1+α) = Р ∙ 2α/(1+α)
Константа равновесия Кр = р(NO2)² / р(N2O4) = [Р ∙ 2α/(1+α)]² / [Р ∙ (1-α)/(1+α)] =
= Р ∙ (2α)² / [(1-α)(1+α)] = 0,946 ∙ 10^5 ∙ (2 ∙ 0,42)² / [(1- 0,42)(1+0,42)] = 8,1 ∙ 10^4 н/м²
Можно выразить константу равновесия не через парциальные давления газов, а через их конц-и:
Кс = КрRT = 8,1 ∙ 10^4 ∙ 8,314 ∙ 323 = 2,18 ∙ 10^8 моль/м³
На всякий случай стоит проверить математику 🙂
Задача 39
Решение
Росм = См∙R∙T.
Для двух изотоничных р-ров Росм1 = Росм2, поэтому при пост. темп. (Т): См1=См2
n=См∙V
M=m/n = m/(См∙V) = 0,0405 / (0,225 ∙ 0,001) = 180 г/моль
Задача 40
При растворении 0,4 г некоторого вещества в 10 г воды температура замерзания раствора понижается на 1,24 градуса. Вычислите молекулярную массу растворенного вещества.
Решение:
Δtкр. = Kкр. ∙ Cm
Δtкр. = 1,24°С
Kкр. = 1,86
⇒ Cm = Δtкр. / Kкр. = 1,24 / 1,86 = 0,667 моль/кг
Mоляльная концентрация: Cm(в-ва) = n(в-ва) /m(p-рителя, кг)
⇒ n(в-ва) = Cm(в-ва) ∙ m(p-рителя, кг) = 0,667 ∙ 0,010 = 0,00667 моль
М(в-ва)=m(в-ва)/n(в-ва) = 0,4 / 0,00667 = 59,97 г/моль
или в одно действие:
М(в-ва) = m(в-ва) ∙ Kкр./[Δtкр. ∙ m(p-pa)] = 0,4 ∙ 1,86 / (1,24 ∙ 0,010) = 59,97 г/моль
Глинка Н. Л. Задачи и упражнения по общей химии. Учебное пособие для вузов / Под ред. В. А. Рабиновича и Х. М. Рубиной. – 23-е изд., исправленное – Л.: Химия, 1985. – 264 с., ил.
463. Чему равно осмотическое давление 0,5 М раствора глюкозы C6H12O6 при 25 °С? Решение
464. Вычислить осмотическое давление раствора, содержащего 16 г сахарозы C12H22O11 в 350 г H2O при 293 K. Плотность раствора считать равной единице. Решение с ключом
465. Сколько граммов глюкозы C6H12O6 должно находиться в 0,5 л раствора, чтобы его осмотическое давление (при той же температуре) было таким же, как раствора, в 1 л которого содержится 9,2 г глицерина C3H5(OH)3? Решение с ключом
466. К 100 мл 0,5 М водного раствора сахарозы C12H22O11 добавлено 300 мл воды. Чему равно осмотическое давление полученного раствора при 25 °С? Решение с ключом
467. При 25 °С осмотическое давление некоторого водного раствора равно 1,24 МПа. Вычислить осмотическое давление раствора при 0 °С. Решение
468. При 25 °С осмотическое давление раствора, содержащего 2,80 г высокомолекулярного соединения в 200 мл раствора, равно 0,70 кПа. Найти молекулярную массу растворенного вещества. Решение
469. При 20 °С смешивают 1 л раствора неэлектролита, осмотическое давление которого 243,4 кПа, с 3 л раствора неэлектролита, осмотическое давление которого 486,8 кПа. Найти осмотическое давление смешанного раствора. Решение с ключом
470. Раствор, в 100 мл которого находится 2,30 г вещества, обладает при 298 K осмотическим давлением, равным 618,5 кПа. Определить молекулярную массу вещества. Решение с ключом
471. Сколько молей неэлектролита должен содержать 1 л раствора, чтобы его осмотическое давление при 25 °С было равно 2,47 кПа? Решение
472. В 1 мл раствора содержится 1018 молекул растворенного неэлектролита. вычислить осмотическое давление раствора при 298 K. Решение с ключом
473. Найти при 65 °С давление пара над раствором, содержащим 13,68 г сахарозы C12H22O11 в 90 г H2O, если давление насыщенного пара над водой при той же температуре равно 25,0 кПа (187,5 мм рт. ст.). Решение
474. Чему равно давление насыщенного пара над 10% раствором карбамида CO(NH2)2 при 100 °С? Решение с ключом
475. При 315 K давление насыщенного пара над водой равно 8,2 кПа (61,5 мм рт. ст.). На сколько понизится давление пара при указанной температуре, если в 540 г воды растворить 36 г глюкозы C6H12O6? Решение
476. При 293 K давление насыщенного пара над водой равно 2,34 кПа (17,53 мм рт. ст.). Сколько граммов глицерина C3H5(OH)3 надо растворить в 180 г воды, чтобы понизить давление пара на 133,3 Па (1 мм рт. ст.). Решение с ключом
477. На сколько градусов повысится температура кипения воды, если в 100 г воды растворить 9 г глюкозы C6H12O6? Решение
478. При какой приблизительно температуре будет кипеть 50%-ный (по массе) раствор сахарозы C12H22O11? Решение с ключом
479. При какой приблизительно температуре будет кристаллизоваться 40%-ный (по массе) раствор этилового спирта C2H5OH? Решение с ключом
480. Сколько граммов сахарозы C12H22O11 надо растворить в 100 г воды, чтобы: а) понизить температуру кристаллизации на 1 градус; б) повысить температуру кипения на 1 градус? Решение с ключом
481. В каком отношении должны находиться массы воды и этилового спирта, чтобы при их смешении получить раствор, кристаллизующийся при -20 °С? Решение с ключом
482. 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? Решение с ключом
483. При растворении 5,0 г вещества в 200 г воды получается не проводящий тока раствор, кристаллизующийся при -1,45 °С. Определить молекулярную массу растворенного вещества. Решение с ключом
484. При растворении 13,0 г неэлектролита в 400 г диэтилового эфира (C2H5)2O температура кипения повысилась на 0,453 K. Определить молекулярную массу растворенного вещества. Решение с ключом
485. При растворении 3,24 г серы в 40 г бензола температура кипения последнего повысилась на 0,81 K. Из скольких атомов состоит молекула серы в растворе? Решение с ключом
486. В 60 г бензола растворено 2,09 г некоторого вещества, элементарный состав [в % (масс.)] которого: C – 50,69, H2 – 4,23 и O2 – 45,08. Раствор кристаллизуется при 4,25 °С. Установить молекулярную формулу вещества. Чистый бензол кристаллизуется при 5,5 °С. Решение с ключом
487. Водно-спиртовый раствор, содержащий 15% спирта (ρ=0,97 г/мл), кристаллизуется при -10,26 °С. Найти молекулярную массу спирта и осмотическое давление раствора при 293 K. Решение с ключом
488. В 100 г H2O содержится 4,57 г сахарозы C12H22O11. Найти: а) осмотическое давление при 293 K; б) температуру кристаллизации раствора; в) температуру кипения раствора; г) давление насыщенного пара над раствором при 293 K. Давление насыщенного пара над водой при 293 K равно 2,337 кПа (17,53 мм рт. ст.). Плотность раствора считать равной плотности воды. Решение с ключом
489. Температура кипения водного раствора сахарозы C12H22O11 равна 101,4 °С. Вычислить моляльную концентрацию и массовую долю сахарозы в растворе. При какой температуре замерзает этот раствор? Решение с ключом
490. Чему равно при 0 °С осмотическое давление раствора, содержащего 1 моль глицерина в 22,4 л H2O: а) 1,01·102 кПа; б) 1,01·105 кПа в) 760 мм рт. ст.? Решение
491. Чему равно при 273 K осмотическое давление раствора, содержащего одновременно 0,25 моля спирта и 0,25 моля глюкозы в 2 л H2O: а) 760 мм рт. ст.; б) 380 мм рт. ст.; в) 4256 мм рт. ст.? Решение
492. Как соотносятся осмотические давления при 273 K, если в 250 мл воды растворено 5 г спирта C2H5OH (P1), 5 г глюкозы C6H12O6 (P2), 5 г сахарозы C12H22O11 (P3): а) P3>P2>P1; б) P1>P2>P3? Решение с ключом
493. Чему равно отношение масс формалина HCHO и глюкозы C6H12O6, которые содержатся в равных объемах растворов, обладающих при данной температуре одинаковым осмотическим давлением: а) 1:1; б) MHCHO:MC6H12O6? Решение с ключом
494. Сколько молей неэлектролита должен содержать 1 л раствора, чтобы его осмотическое давление при 0 °С было равно 2,27 кПа (17 мм рт. ст.): а) 0,001 моля; б) 0,01 моля; в) 0,1 моля? Решение
495. Какова молярность раствора неэлектролита, если при 0 °С его осмотическое давление равно 2,27 кПа: а) 0,1 моль/л; б) 0,01 моль/л; в) 0,001 моль/л? Решение
496. При какой температуре кристаллизуется водный раствор, содержащий 3·1023 молекул неэлектролита в 250 г H2O: а) 273 K; б) 269,28 K; в) 271,14 K? Решение с ключом
497. Как соотносятся температуры кристаллизации 0,1%-ных (по массе) растворов глюкозы (t1; M=180) и альбумина (t2; M=68000): а) t1>t2; б) t1=t2; в) t1<t2? Решение с ключом
498. Как соотносятся температуры кипения 10%-ных (по массе) растворов CH3OH (t1) и C2H5OH (t2): а) t1>t2; б) t1<t2; в) t1=t2? Решение с ключом
499. В 200 г воды растворено: 1) 31 г карбамида CO(NH2)2; 2) 90 г глюкозы C6H12O6. Будет ли температура кипения этих растворов одинакова: а) да; б) нет? Решение с ключом
500. В 250 г органического растворителя содержатся g г растворенного неэлектролита с молекулярной массой M. Криоскопическая постоянная растворителя равна K. Какое выражение для Δtкрист правильно: а) Kg/M; б) 4Kg/M; в) Kg/4M? Решение
501. Некоторый водный раствор неэлектролита кипит при 373,52 K. Какова моляльная концентрация этого раствора: а) m=1; б) m=0,1; в) m=0,01 моль на 1000 г H2O? Решение
Свойства разбавленных растворов неэлектролитов
Задача 1. Вычислить величину осмотического давления раствора, в 1 л которого содержится 0,2 моля неэлектролита, если температура равна 170С.
Решение:
При выражении объёма в литрах уравнение Менделеева-Клапейрона для осмотического давления будет иметь вид Росм = 103СмRT.
Ответ: 482,2 кПа
Задача 2.Определить массу глюкозы С6Н12О6, которую должен содержать 1 л раствора, чтобы быть изотоничным раствору, содержащему в 1л 9,2 г глицерина С3Н8О3.
Решение:Определим молярную концентрацию глицерина
Так как по условию растворы изотонические, токонцентрация глюкозы должна быть равна 0,1 моль/л. Следовательно, m(C6H12O6)=180∙0,1=18г. Ответ: 18г
Задача 3. Требуется вычислить давление пара раствора, содержащего при 200С 0,2 моля сахара в 450 г воды. Давление водяного пара при этой температуре равно 2332,75 Па.
Решение:Найдём число молей растворителя: νводы= 450 : 18 = 25 (моль)
Подставляем известные величины в формулу
Тогда, давление пара раствора р = р0 – ∆р =2332,75–18,66 =2314,1 П
Ответ: 2314,1 Па
Задача 4.Вычислить температуру замерзания раствора, содержащего 44 г глюкозы С6Н12О6 в 0,2 кг воды. Криоскопическая константа воды равна 1,860При решении подобных задач использовать табличные данные из справочников.
Решение:
Тогда, Ткрис = –2,270
Ответ: – 2,270
Задача 5. При растворении 2,626г фенола С6Н5ОН в 100г этилового спирта температура кипения повысилась на 0,3240. Э = 1,160. Вычислить молярную массу фенола.
Решение:Подставим известные величины в формулу:
Ответ: 94 г/моль
Задача 6.При растворении 2,626г фенола С6Н5ОН в 100г этилового спирта температура кипения повысилась на 0,3240. Вычислить молярную массу фенола.
| Решение: | |||||||||
| Подставим известные величины в формулу: | |||||||||
| M = | Э ×1000× mр.в | = | 1,16 ×1000× 626 | = 94г / моль | |||||
| DТ | кип ×mр—ля | 0,324 ×100 | |||||||
Ответ: 94г/моль
Вопросы для самоконтроля
- Можно ли считать растворы механическими смесями? Почему?
- Являются ли растворы химическими соединениями? Почему?
- Почему процесс растворения является эндотермическим процессом?
- Объясните, в чём сущность процесса растворения.
- Что называется концентрацией раствора?
6. В чем заключается явление осмоса?
7. По какой формуле вычисляется осмотическое давление?
8. Какие растворы называются изотоническими?
9. Чем отличается давление пара раствора от давления пора чистого растворителя?
10. В чем отличие температур замерзания и кипения растворов неэлектролитов от тех же величин для чистых растворителей?
Варианты контрольных заданий
Вариант 1
1. Какой из компонентов раствора следует считать растворителем?
2. В 500 мл воды растворено 35,3 г сульфата натрия. Вычислите массовую долю (%) соли в растворе и молярную концентрацию эквивалентов сульфата натрия в приготовленном растворе.
3. Сформулируйте 2 – й закон Рауля.
Сколько граммов этиленгликоля С2Н4(ОН)2 необходимо прибавить на 1 кг воды для приготовления антифриза с температурой замерзания -15оС?
Вариант 2
1. Что такое молярная концентрация вещества в растворе?
2. Вычислите молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалентов серной кислоты в растворе с массовой долей Н2SO4 4%. Плотность раствора равна 1,032 г/мл.
3. Вычислите массовую долю сахарозы С12Н22О11 в растворе, температура кипения которого равна 100,13оС. Эбулиоскопическая константа воды 0,52о.
Вариант 3
1. Что такое молярная концентрация эквивалентов вещества в растворе?
2. Сколько граммов карбоната кальция требуется для приготовления 2 литров раствора с массовой долей вещества 10%? Плотность раствора равна 1,09 г/мл. Вычислите молярную концентрацию эквивалентов и молярную концентрацию карбоната калия в этом растворе.
3. В 200 г воды растворено:
а) 31 г мочевины СО(NH2); б) 90 г глюкозы.
Расчётами покажите, будут ли температуры кипения растворов одинаковы?
Вариант 4
1. Что такое молярная доля растворенного вещества Ав растворе
2. Массовая доля фосфорной кислоты в растворе составляет 20%. Вычислите массовую долю и молярную концентрацию эквивалентов фосфорной кислоты в этом растворе
3. Вычислите молярную массу тростникового сахара, если его водный раствор, содержащий 3,42 г сахара в 100 г воды, замерзает при температуре — 0,186оС. Криоскопическая константа воды равна 1,86о.
Вариант 5
1. Что такое моляльная концентрация вещества в растворе?
2. Сколько граммов хлорида кальция необходимо для приготовления 0,5 л раствора с массовой долей этого вещества 10%. Плотность раствора равна 1,18 г/мл.
3. Водный раствор сахарозы С12Н22О11 кипит при температуре 100,13оС. Эбулиоскопическая константа воды равна 0,52о. Сколько граммов сахарозы содержится в 0,5 кг этого раствора?
Вариант 6
1. Можно ли считать растворы механическими смесями? Почему?
2. Какой объём раствора серной кислоты с массовой долей Н2SO4 96% , плотностью 1,84 г/мл, потребуется для приготовления 0,5 л раствора с молярной концентрацией эквивалентов Н2SO4 2моль/л. Чему равна молярная концентрация и мольная доля серной кислоты в приготовленном растворе?
3. При какой температуре будет замерзать водный раствор глицерина С3Н5(ОН)3 с массовой долей его 15%? Криоскопическая константа воды 1,86о. Вычислите температуру кипения этого раствора.
Вариант 7
1. Что такое молярность, нормальность, моляльность раствора?
2. Сколько воды и кристаллической соды Na2CO3· 10H2O необходимо взять для приготовления 100 мл раствора с массовой долей Na2CO3 0,5%. Плотность раствора 1,019 г/мл. Вычислите молярную концентрацию эквивалентов, моляльную концентрацию и молярную долю карбоната натрия в приготовленном растворе.
3. Водный раствор сахарозы С12Н22О11 кипит при температуре 100,13оС. Эбулиоскопическая константа воды равна 0,52о. Сколько граммов сахарозы содержится в 1 кг этого раствора?
Вариант8
1. Дайте определение понятию «массовая доля».
2. Вычислите молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалентов фосфорной кислоты в растворе с массовой долей кислоты 30%. Плотность раствора 1,180 г/мл.
3. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды равна -0,558оС. Вычислите молярную массу растворенного вещества.
Вариант 9
1. Какова зависимость между объёмами и нормальностями растворов, реагирующих без остатка?
2. Молярная концентрация эквивалентов раствора гидроксида бария равна 0,02 моль/л, плотность раствора — 1,07 г/мл. Вычислите молярную и моляльную концентрации гидроксида бария, а также массовую и мольную доли его в растворе.
3. При растворении 6,8 г вещества в 400 мл воды получен раствор с температурой замерзания, равной -0,93оС. Определите молярную массу растворённого вещества.
Вариант 10
1. Что называется титром раствора?
2. Плотность раствора хлорида алюминия с массовой долей его 16% равна 1,149 г/мл. Вычислите молярную концентрацию, моляльную концентрацию и молярную концентрацию эквивалентов хлорида алюминия в этом растворе. Какая масса его содержится в 1 л данного раствора?
3. Для приготовления антифриза к 30 л воды добавлено 9 л глицерина С3Н5(ОН)3 с плотностью 1,26 г/мл. Чему равна температура замерзания приготовленного антифриза?
Вариант 11
1. Что называется осмотическим давлением?
2. В 200 мл раствора сульфата калия содержится 2,74 г растворённого вещества. Вычислите моляльную и молярную концентрации, а также молярную концентрацию эквивалентов сульфата калия в этом растворе.
3. Определите, какой из двух растворов будет замерзать при более низкой температуре: а) раствор этилового спирта с массовой долей спирта 1%; б) раствор глицерина С3Н5(ОН)3 с массовой долей его 105? Насколько градусов отличаются температуры замерзания данных растворов?
Вариант 12
1. Как вычислить молярную массу растворенного неэлектролита, зная осмотическое давление его раствора?
2. Сколько граммов медного купороса CuSO4· 5H2O необходимо добавить к 270 г воды¸ чтобы приготовить раствор сульфата меди с массовой долей его10%? Вычислите моляльную и молярную концентрации, молярную концентрацию эквивалентов сульфата меди в приготовленном растворе. Плотность раствора равна 1,107 г/мл.
3. В 1000 г воды растворено 90 г вещества. Температура кипения этого раствора выше температуры кипения воды на 0,258оС. Эбулиоскопическая константа воды равна 0,516оС. Вычислите молярную массу растворённого вещества.
Вариант 13
1. Приведите различные формулировки I закона Рауля и его математические выражения.
2. Рассчитайте массу хлорида калия, которую необходимо растворить в 100 г воды, чтобы получить 10.5 % раствор данной соли. Ответ: 11.7 г
3. Вычислить осмотическое давление раствора сахара С12Н22О11, если 1 л раствора содержит 85,5 г растворенного вещества, а температура равна 170 С. Ответ: 602,8 кПа.
Вариант 14
1. Приведите формулировки и математические выражения II закона Рауля.
2. Рассчитайте массу иодида калия, необходимую для приготовления 30 мл 40 % водного раствора этой соли плотностью 1.395 г / см3. Ответ:16.74 г.
3. Раствор содержит в 1 л 0,4 моля неэлектролита. Вычислить осмотическое давление раствора при 270С. Ответ: 999,7 кПа.
Вариант 15
1. Каков физический смысл криоскопической и эбуллиоскопической констант растворителя?
2. В 10 мл 20 % раствора содержится 2.8 г растворенного вещества. Рассчитайте плотность такого раствора. Ответ: 1.4 г / см3
3. Вычислить, при какой температуре осмотическое давление раствора, содержащего 45 г глюкозы в 1 л, достигнет 656,8 кПа. Ответ: 316К.
Вариант 16
1. Как вычислить молярную массу неэлектролита с помощью криоскопии и эбуллиоскопии?
2. Водный раствор аммиака плотностью 0.904 г / см3 содержит 26 % аммиака. Рассчитайте молярнуюконцентрациюаммиакавэтомрастворе. Ответ: 13.8 моль / л.
3. Сколько граммов глюкозы содержится в 0,2 л раствора, осмотическое давление которого при 370С составляет 810,6 кПа? Ответ: 11,3 г.
Вариант 17
1. Какие растворы называются изотоническими?
2. Рассчитайте массу хлорида бария, которая содержится в 200 мл 0.2 М раствора этой соли. Ответ: 8.32 г.
3. Осмотическое давление раствора, в 0,25 л которого содержится 0,66 г мочевины, равно 111439 Па при 330С. Вычислить молярную массу мочевины. Ответ: 60,3 г/моль.
Вариант 18
1. Чем отличается давление пара раствора от давления пора чистого растворителя?
2. Рассчитайте массу воды и нитрата натрия, которые необходимы для приготовления 500 г раствора с моляльной концентрацией 0.1 моль / кг.Ответ: 4.2 г NaNO3; 495.8 г H2O
3. Раствор, содержащий при 270С 7,4 г глюкозы в 1 л, изотоничен раствору мочевины СО(NH2)2.Сколько граммов мочевины содержит 1 л раствора? Ответ: 2,47 г.
Вариант 19
1. В чем отличие температур замерзания и кипения растворов неэлектролитов от тех же величин для чистых растворителей?
2. Водный раствор уксусной кислоты приготовлен смешиванием 60 г ледяной уксусной кислоты и 90 г воды и имеет плотность 1.05 г / см3. Рассчитайте массовую и молярную доли уксусной кислоты в растворе, молярную и моляльную концентрации раствора и его титр.Ответ: 40 % масс.; 16.7 % мол.; 7.0 моль / л; 11.1 моль / кг; 20 г / л.
3. При какой температуре должен находиться раствор, содержащий 0,42 молянеэлектролита в 1 л, чтобы быть изотоничным раствору, содержащему при 200С 6,4 г метилового спирта в 0,5 л раствора? Ответ: 60С.
Вариант 20
1. Каков физический смысл эбуллиоскопической константы растворителя?
2. Рассчитайте молярность, моляльность и молярную долю сульфата аммония в водном растворе плотностью 1.06 г / см3 и концентрацией 12 % (масс.).
Ответ: 0.96 моль / л; 1.03 моль / кг; 1.83 % мол.
3. Давление водяного пара при 250С составляет 3167,2 Па. Вычислить для той же температуры давление пара раствора, в 468 г которого содержится 18 г глюкозы С6Н12О6. Ответ: 3154,5 кПа
Вариант 21
1. Какой из компонентов раствора следует считать растворенным веществом.?
2. Изотонический раствор содержит 8.5 г / л хлорида натрия и имеет плотность 1.01 г / см3. Рассчитайте молярную и моляльную концентрации этого раствора, а также массовую и молярную доли хлорида натрия в нем.Ответ: 0.145 моль / л; 0.145 моль / кг; 0.84 % масс.; 0.26 % мол.
3. Давление пара воды при 200С составляет 2338,1Па. Сколько граммов сахара С12Н22О11 следует растворить в 710 г воды для получения раствора, давление пара которого на 18,66 Па ниже давления пара воды? Ответ: 109,3 г.
Вариант 22
1. От каких факторов зависит растворимость веществ?
2. Рассчитайте массовую и молярную доли, моляльную концентрацию и титр 12.2 М водного раствора азотной кислоты плотностью 1.35 г / см3.Ответ: 56.9 % масс.; 27.4 % мол.; 21.0 моль / кг; 769 г / л.
3. Вычислить давление пара 10 %-го водного раствора сахара при 1000С. Ответ: 100,73 кПа.
Вариант 23
1.Зависимость растворимости от природы веществ?
2. Определить молекулярную массу анилина, если при 300С давление пара раствора, содержащего 3,08 г анилина в 370 г эфира, равно 85792 Па, а давление пара растворителя при той же температуре составляет 86365 Па. Ответ: 93.
3. Вычислить, при какой температуре осмотическое давление раствора, содержащего 45 г глюкозы в 1 л, достигнет 656,8 кПа. Ответ: 316К.
Вариант 24
1. По какой формуле вычисляется осмотическое давление?
2. Образец высокочистого селена содержит 4 . 10-4 % (молярных) кальция. Рассчитайте массовую долю кальция в высокочистом селене и число атомов кальция, содержащихся в 1 мг селена. Ответ: 2 . 10-4 % масс.; 6 . 1013 атомов.
3. При 280С давление водяного пара составляет 3780 Па. Насколько понизится давление пара при той же температуре, если в 340 г воды растворить 54 г глюкозы? Ответ: 56,7 Па
Вариант 25
1. В чем заключается явление осмоса?
2. Рассчитайте массовую долю сахарозы C12H22O11 в растворе, в котором на каждую молекулу сахарозы приходится 30 молекул воды. Ответ: 8.8 % масс.
3. Вычислить, на сколько градусов понизится температура замерзания бензола, если в 50 г его растворить 1,5 г нафталина С10Н8. Ответ: 0,50С.
Вариант 26
1. Что называется концентрацией раствора?
2. Рассчитайте объем 96 % раствора серной кислоты (плотность 1.84 г / см3), необходимый для приготовления 490 мл 0.25 М раствора серной кислоты путем смешивания исходного раствора с водой. Ответ: 6.80 мл.
3. Раствор, содержащий 6,15 г растворенного вещества в 150 г воды, замерзает при −0,930С. Определить молярную массу растворенного вещества. Ответ: 82 г/моль.
Вариант 27
1. Объясните, в чём сущность процесса растворения.
2. Определите молярную концентрацию водного раствора карбоната натрия, полученного смешиванием 1.0 л 4 % раствора карбоната натрия (плотность 1.04 г / см3) и 1.0 л 16 % раствора карбоната натрия (плотность 1.17 г / см3). Полученный раствор имеет плотность 1.11 г / см3. Ответ: 1.08 моль / л.
3. Раствор, содержащий при 270С 7,4 г глюкозы в 1 л, изотоничен раствору мочевины СО(NH2)2.Сколько граммов мочевины содержит 1 л раствора? Ответ: 2,47 г.
Вариант 28
1. Почему процесс растворения является эндотермическим процессом?
2. Рассчитайте объем воды, который необходимо прилить к 100 мл 29 % раствора аммиака плотностью 0.90 г / см3, чтобы получить 10 % раствор аммиака Ответ: 171 мл.
3. Раствор, содержащий 2.5 г фенола С6Н5ОН в 91 г бензола, замерзает при 3,80С. Вычислить криоскопическую константу бензола, зная, что чистый бензол замерзает при 5,50С. Ответ: 5,20.
Вариант 29
1. Являются ли растворы химическими соединениями? Почему?
2. Рассчитайте массовую долю хлороводорода в растворе, полученном смешиванием одного объема 39 % соляной кислоты плотностью 1.20 г / см3 и трех объемов воды. Ответ: 11 %
3. При растворении 0,029 моля неэлектролита в 100 г ацетона температура кипения последнего повысилась на 0,430. Вычислить эбулиоскопическую константу ацетона. Ответ: 1.480.
Вариант 30
1. Можно ли считать растворы механическими смесями? Почему?
2. Рассчитайте массу воды, которую необходимо прилить к 200 мл 20 % раствора серной кислоты плотностью 1.14 г / см3 для получения 5 % раствора этой кислоты.Отве