Вопросы для подготовки

• Общие понятия и определения. Идеальные растворы.

• Понижение давления пара растворителя над раствором. Закон Рауля.

• Зависимость температуры замерзания раствора от его конценции. Криоскопическая константа.

• Применение противоморозных добавок в технологии строительных работ.

Литература: [1 – §§ 7.1, 7.4, 7.6, 7.8, 7.10]; [2 – работа 6].

Примеры решения типовых задач

Задача 1. Давление насыщенного пара над раствором, содержащим 13 г растворенного вещества в 100 г воды, равно 36,48 ∙10² Па. Вычислите молярную массу растворенного вещества, если давление насыщенного пара растворителя при такой же температуре 37,41∙10² Па.

Решение. Рассчитаем количество растворенного вещества и растворителя:

ν (H₂O) = моль; ν_{раств. в-ва} = .

Согласно закону Рауля (1) или

Подставив данные из условия задачи и выразив мольную долю растворенного вещества через количества вещества (2),получим:

,

,

отсюда М_{раств. в-ва} = 96,1 г/моль.

Задача 2. Определите молярную массу вещества, если температура замерзания раствора, содержащего 100 г бензола и 0,2 г исследуемого вещества, на 0,17 К ниже температуры замерзания бензола. Криоскопическая константа бензола 5,16 К/моль.

Решение. Воспользовавшись уравнением (5)

,

выразим молярную массу растворенного вещества М_В:

.

Подставив в уравнение данные из условия задачи, рассчитаем молярную массу растворенного вещества:

г/моль.

Задача 3. Раствор, содержащий 0,6 г NaCl в 100 г воды, замерзает при 272,667 К. Определите изотонический коэффициент, если криоскопическая постоянная воды 1,86 К/моль.

Решение. Определим понижение температуры замерзания раствора по сравнению с растворителем:

∆Т_зам = 273 – 272,667 = 0,333 К.

Пользуясь уравнением (4), выразим молярную массу растворенного вещества:

,

и рассчитаем её величину:

= 33,5 г/моль.

Рассчитаем теоретическую молярную массу NaCl:

М_теор = 23 + 35,5 = 58,5 г/моль.

Изотонический коэффициент вычислим по формуле (7):

,

i = 58,5/33,5 = 1,746 .

Задачи для самостоятельного решения

1. Определите относительное понижение давления пара для раствора, содержащего 0,01 моль нелетучего растворенного вещества в 500 г воды.

2. Температура замерзания чистого бензола 278,5 К, температура замерзания раствора, содержащего 0,2242 камфоры в 30,55 г бензола 278,254 К. Определите молярную массу камфоры, если криоскопическая константа бензола 5,16 К/моль.

3. Раствор, содержащий 1,5 KCl в 100 г Н₂О, замерзает при 272,316 К. Определите изотонический коэффициент, если криоскопическая постоянная воды 1,86 град/моль.

4. Растворение 0,231 г ацетона в 50 г ледяной уксусной кислоты понижает температуру замерзания раствора на 0,339 К. Определите криоскопическую постоянную для уксусной кислоты, если молярная масса ацетона 58,05 г/моль.

5. Для предотвращения замерзания различных растворов в зимнее время к ним прибавляют глицерин. Сколько граммов глицерина необходимо добавить к 100 г воды, чтобы температура замерзания понизилась на 5 К? Криоскопическая постоянная воды 1,86 К/моль.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Кругляков, П.М. Физическая и коллоидная химия: учеб. пособие/ П.М. Кругляков, Т.Н. Хаскова. – М.: Высш. шк., 2005. – 319 с.

2. Физическая химия: метод. указания к выполнению лаб. работ для студ. спец.270106 / Воронеж.гос. арх.-строит. ун-т.; сост.: Г.Г. Кривнева. – Воронеж. 2006. – 30 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение,……………………………………………………………………………3

Тема 1. Первый закон термодинамики. Термохимия…………………………….3

Тема 2. Второй закон термодинамики…………………………………………….10

Тема 3. Химическая кинетика……………………………………………………..13

Тема 4. Растворы……………………………………………………………………17

Библиографический список……….……………………………………………….20

ФИЗИЧЕСКАЯ

ХИМИЯ

Методические указания

к самостоятельной внеаудиторной работе по физической химии

для студентов, обучающихся по специальности 270106

«Производство строительных материалов, изделий и конструкций»

Составитель: Кривнева Галина Георгиевна

Редактор: Аграновская Н.Н.

Подписано в печать 04.07.2011. Формат 60х84 ¹/₁₆. Уч.-изд. 1,3.

Усл.-печ. 1,4. Бумага писчая. Тираж 70 экз. Заказ № _____

Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства

учебной литературы и учебно-методических пособий

Воронежского государственного

архитектурно-строительного университета