634
.pdf
Пример 4.2. Определить молярную концентрацию физиологического раствора хлорида натрия, применяемого для подкожного вливания, если этот раствор изотоничен с осмотическим давлением крови равным 810 кПа при нормальной температуре человеческого тела 36,60С. Кажущаяся степень диссоциации раствора хлорида натрия
94%.
|
|
Решение |
|
|
|
|
|||
Росм кр = 810 кПа; |
t = 36,60C; α = 94% = 0,94; |
|
|
||||||
R = 8,314 кДж/кмоль∙К. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
Р |
i C |
|
R T; C |
|
|
Рсоли |
. |
|
M |
M |
|
|||||||
кр |
NaCl |
|
|
|
|
i R T |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
1. Изотонический коэффициент раствора NaCl: |
|||||||||
NaCl Na Cl ; |
n 2; |
|
|
|
|
||||
i1 (n 1) 1 (2 1) 0,94 1,94.
2.Молярная концентрация раствора хлорида натрия:
T 273 t 0 |
273 36,6 309,6K; |
||||||
C |
|
|
|
|
810 |
|
0,16 моль . |
M |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||
|
1,94 |
8,314 |
309,6 |
л |
|||
|
|
||||||
Пример 4.3. Раствор, содержащий 0,24 г гидроксида аммония в 1000 г воды, замерзает при -0,0140С. Определить степень электролитической диссоциации электролита.
Решение
g = 0,24 г; W = 1000 г; tз = -0,0140С. 1. Понижение температуры замерзания раствора:
tз tз0 tз 0 ( 0,014) 0,0140 С.
41
2. Моляльная концентрация раствора гидроксида аммония:
C |
g 1000 |
|
0,24 |
1000 |
0,007 моль . |
|
|
|
|||
m |
M W |
|
35 |
1000 |
л |
|
|
3. Изотонический коэффициент раствора гидроксида аммония:
t з i К кр Ст ; |
|
|||
i |
t з |
|
0,014 |
1,08. |
К кр Ст |
1,86 0,007 |
|||
4. Степень электролитической диссоциации:
NH |
4 |
NH OH ; |
n 2; |
|||||
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
i 1 |
|
|
1,08 1 |
0,08 (8%). |
||
|
|
|
|
|
||||
|
n 1 |
2 1 |
||||||
|
|
|
|
|
||||
Пример 4.4. Чистый бензол замерзает при 5,50С, CCl3COOH в 100 г бензола при 5,150С. Подвергаются ли молекулы трихлоруксусной кислоты в бензольном растворе ассоциации или диссоциации и в какой степени?
Решение
tз0 5,50 С; tз 5,150 С; g 1,632г; W 100г.tз tз0 tз 5,5 5,15 0,350 С.
1. Молярная масса трихлоруксусной кислоты из опытных данных:
М |
|
К |
|
|
g 1000 |
5,1 |
1,632 1000 |
237,8 г моль. |
|
оп |
кр |
|
|
||||||
|
|
|
t з W |
|
0,35 100 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||
2. Теоретическая молярная масса кислоты CCl3COOH: |
|
||||||||
|
М теор 2 М С |
3 М Cl 2 M O M H |
|
||||||
|
2 12 3 35,5 2 16 1 163,5 г моль. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
42 |
|
|
|
3. Молекулы трихлоруксусной кислоты в растворе бензола будут подвергаться ассоциации, т.к. Моп > Мтеор.
Степень ассоциации |
М оп |
|
237,8 |
1,45. |
М теор |
163,5 |
Пример 4.5. В какой последовательности будут замерзать 0,1 Ст водные растворы AlCl3, Fe2(SO4)3 и BaCl2 при постепенном охлаждении? Кажущиеся степени диссоциации солей в этих растворах примерно одинаковы.
Решение
Ст 0,1 моль
кг; Ккр 1,86; 0,9 (примем для всех растворов).
1. Количество ионов, на которые диссоциируют электролиты:
BaCl2 |
|
|
|
Ba2+ |
+ 2Cl - |
n1 = 3; |
|
|
|||||
AlCl3 |
|
|
|
Al3+ |
+ 3Cl - |
n2 = 4; |
|
|
|
||||
Fe2(SO4)3 |
|
|
|
2Fe3+ + 3SO42- |
n3 = 5. |
|
|
|
|
||||
2.Изотонические коэффициенты:
i1 (n 1) ;
i1 1 (3 1) 0,9 2,8; i2 1 (4 1) 0,9 3,7; i3 1 (5 1) 0,9 4,6.
3. Растворы будут замерзать в последовательности: BaCl2, AlCl3, Fe3(SO4)3, т.к. понижение температуры замерзания растворов зависит от числа частиц растворенного вещества, что учитывает изотонический коэффициент:
t з i К кр Cm ;
t з BaCl |
2,8 1,86 0,1 0,52; |
||
|
2 |
|
|
t з AlCl |
3,7 1,86 0,1 0,69; |
||
|
3 |
|
|
t з Fe |
( SO ) |
4,6 1,86 0,1 0,86. |
|
2 |
|
4 |
3 |
43
Пример 4.6. Осмотическое давление 0,1н раствора ZnSO4 при 00С равно 159 кПа. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.
Решение
СН 0,1экв л ; Росм 159кПа; t 00 C.
1. Изотонический коэффициент:
Росм i CH |
R T ; |
i |
Pосм |
2 |
|
|
М |
; М 2Э, |
|||||||||
|
|
|
; ЭZnSO4 |
|
|
|
|||||||||||
CH |
R T |
2 |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
следует , |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
C |
|
|
CH |
|
0,1 |
0,05 моль |
|
0,05 кмоль |
|
|
; |
||||||
M |
|
|
л |
м3 |
|||||||||||||
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Т 273 t 273 0 273K; |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
i |
159 |
|
|
1,4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
0,05 8,314 273 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
2.Степень диссоциации:
i 1 1,4 1 0,4 (40%). n 1 2 1
Пример 4.7. Вычислить осмотическое давление морской воды при 270С, если ее состав в г/л: NaCl - 27,2; MgCl2 - 3,4; MgSO4 - 2,3; CaSO4 - 1,3; KCl - 0,6. Кажущуюся степень диссоциации принять за 100%.
Решение
1. Молярные концентрации растворов солей:
44
С |
|
|
|
|
g |
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
M |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
C |
|
|
|
27,2 |
0,465 |
моль |
|
|
; |
|
|||||||
M |
58,5 |
л |
|
||||||||||||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С |
|
|
3,4 |
|
0,036 моль |
|
; |
||||||||||
М |
|
|
|
|
|
|
|
л |
|||||||||
95,29 |
|||||||||||||||||
|
2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С |
|
|
|
|
2,3 |
|
|
0,019 |
моль |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
М |
3 |
120 |
|
|
|
|
|
л |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С |
|
|
1,3 |
|
|
0,010 |
моль |
|
; |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
М |
4 |
136 |
|
|
|
|
|
л |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С |
|
|
|
0,6 |
0,008 |
моль |
|
|
. |
|
|||||||
М |
74,5 |
л |
|
||||||||||||||
|
5 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
2. Изотонические коэффициенты растворов солей:
|
|
i 1 (n 1) 1 |
i n; |
|
|||||
NaCl |
|
|
|
|
Na+ + Cl - |
n1 = i1 = 2; |
|||
|
|
|
|||||||
MgCl2 |
|
|
|
Mg2+ + 2Cl - |
n2 = i2 = 3; |
||||
|
|
|
|||||||
MgSO4 |
|
|
|
Mg2+ + SO42- |
n3 = i3 = 2; |
||||
|
|
|
|||||||
CaSO4 |
|
|
|
Ca2+ + SO42- |
n4 |
= i4 |
= 2; |
||
|
|
|
|||||||
KCl |
|
|
K+ + Cl - |
n |
|
= i |
= 2. |
||
|
|
|
|
|
|
|
5 |
5 |
|
3. Молярная концентрация морской воды: |
|
|
|||||||
|
|
|
|
||||||
СМ i1 CM1 i2 CM 2 |
i3 CM 3 i4 CM 4 i5 CM 5 |
|
|
|
|
||||
2 0,465 3 0,036 2 0,019 2 0,010 2 0,008 1,112 моль л.
4. Осмотическое давление морской воды:
Росм СМ R T ;
T 273 27 300K;
Росм 1,112 8,314 300 2940кПа.
Литература: 5, глава 8, с. 185 – 200.
45
Варианты домашних заданий к теме 4
Вариант 1
1.Раствор, содержащий 0,933 г NaBr в 33 г воды, замерзает при -0,9440С. Вычислить кажущуюся степень диссоциации NaBr.
2.Сколько г этилового спирта С2Н5ОН должен содержать 1 л раствора, чтобы его осмотическое давление
было таким же, как у 1 М раствора HNO3? HNO3 80%.
3. |
Вычислить |
температуру замерзания раствора |
7,308 г |
NaCl в 250 г воды, если при 180С Росм= 2,1∙106Па, |
|
ρ= 1 г/см3.
4.Рассчитать ионную силу, коэффициент активности и активность 0,1 н CuSO4.
Вариант 2
1.Температура замерзания 2,5% водного раствора CaCl2 -1,20C. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.
2.Вычислить концентрацию водного раствора мочевины СO(NH2)2, если раствор при 270С изотоничен с
0,5 М раствором CaCl2. CaCl2 64%.
3.Определить температуру кипения 1 н HNO3. Степень диссоциации HNO3 в растворе 82%, ρ = 1,05 г/см3.
4.Рассчитать ионную силу, коэффициент активности
иактивность 0,01 М CuCl2.
Вариант 3
1. Вычислить осмотическое давление 4% раствора MgCl2 при 170С. Плотность раствора 1,03 г/см3, кажущаяся степень диссоциации соли 70%.
46
2.Растворы, содержащие 0,25 моль сахара в 1 л воды
и0,26 моль CaCl2 в 2л воды, кипят при одинаковой
температуре. Определить кажущуюся |
степень |
диссоциации CaCl2 в растворе.
3.Температура затвердевания раствора 1,632 г
трихлоруксусной кислоты CCl3COOH в 100 г бензола 5,150С. Подвергаются ли молекулы трихлоруксусной кислоты диссоциации или ассоциации в бензольном растворе и в какой степени?
4.Рассчитать ионную силу, коэффициент активности
иактивность 0,001М Na2SO4.
Вариант 4
1.Вычислить изотонический коэффициент и температуру кипения 0,01 М водного раствора K4[Fe(CN)6], если tкип. раствора 0,0170С.
2.Вычислить концентрацию водного раствора мочевины CO(NH2)2, если раствор при 270С изотоничен с
0,5 М раствором CaCl2. CaCl2 65,4%.
3.При растворении 19,46 г Na2SO4 в 100 г воды температура кипения раствора повысилась на 1,340С. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.
4.Рассчитать ионную силу, коэффициент активности
иактивность 0,005М Na3PO4.
Вариант 5
1. Определить концентрацию раствора мочевины, изотоничного с 0,001 М раствором BaCl2 при 200С. Кажущуюся степень диссоциации соли 87%.
47
2.Вычислить температуру замерзания раствора 7,308 г хлорида натрия в 250 г воды, если при 180С осмотическое давление указанного раствора 2,1∙106 Па. Плотность раствора 1,1 г/см3.
3.Раствор, содержащий 0,05 моль Al2(SO4)3 в 100 г воды, замерзает при -4,190С. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.
4.Рассчитать ионную силу, коэффициент активности
иактивность 0,005М K2HPO4.
Вариант 6
1.При растворении 2,05 г едкого натра в 100 г воды температура кипения повысилась на 0,4960С. Определить кажущуюся степень диссоциации NaOH в растворе.
2.Осмотическое давление 0,05 М раствора электролита 2,725∙105 Па при 00С. Кажущаяся степень диссоциации электролита в растворе 70%. На сколько ионов диссоциирует молекула электролита?
3.Имеются 0,1 М растворы AlCl3, Fe2(SO4)3 и BaCl2. Кажущаяся степень диссоциации солей в этих растворах приблизительно одинакова. В какой последовательности будут закипать эти растворы при постепенном нагревании?
4.Рассчитать ионную силу, коэффициент активности
иактивность 0,03 М К2НРО4.
Вариант 7
1.Вычислить осмотическое давление 0,01 н K2SO4 при 180С. Кажущаяся степень диссоциации соли в растворе 87%.
48
2.Раствор, содержащий 0,1 М Al2(SO4)3 в 200 г воды, замерзает при -4,190С. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.
3.При какой температуре будет кипеть 0,01 моляльный раствор NaHCO3, если кажущаяся степень диссоциации соли в растворе 93%?
4.Рассчитать ионную силу, коэффициент активности
иактивность 0,1 М NaCl.
Вариант 8
1.Осмотическое давление 1 моль KBr, растворенного
в8 л воды, равно 5,63∙105 Па при 250С. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.
2.Раствор, содержащий 1 моль ZnCl2 в 1000 г воды, замерзает при -4,190С. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.
3.Растворы Ba(NO3)2 и Fe2(SO4)3 содержат одинаковое количество молей в 1 л воды. Какой из растворов будет обладать более высокой температурой кипения, если кажущиеся степени диссоциации солей равны? Дать обоснованный ответ.
4.Рассчитать ионную силу, коэффициент активности и активность 0,01 М CaCl2.
Вариант 9
1.При какой температуре замерзает 0,2 моляльный водный раствор CaCl2, если кажущаяся степень диссоциации соли 83%?
2.Вычислить осмотическое давление 0,5% раствора MgCl2 при 180С. Плотность раствора равна 1,07 г/см3, кажущаяся степень диссоциации соли 75%.
49
3.При растворении 9,73 г сульфата натрия в 100 г воды температура кипения повысилась на 0,670С. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.
4.Рассчитать ионную силу, коэффициент активности
иактивность 0,005М CaSO4.
Вариант 10
1.Определить концентрацию раствора мочевины
CO(NH2)2, изотоничного с 0,001 М раствором BaCl2 при 200С. Кажущаяся степень диссоциации соли 87%.
2.Раствор, содержащий 0,25 моль Al2(SO4)3 в 500 г воды, замерзает при -4,190С. Определить кажущуюся степень диссоциации соли.
3.Определить температуру кипения 10% водного раствора HNO3. Плотность раствора 1,05 г/см3. Степень диссоциации кислоты в растворе 87%.
4.Рассчитать ионную силу, коэффициент активности
иактивность 0,03 М Ca(NO3)2.
Вариант 11
1.Какова концентрация (масс., %) физиологического раствора поваренной соли, если этот раствор изотоничен с осмотическим давлением крови (8,1∙105 Па) при нормальной температуре человеческого тела 36,60С. Кажущаяся степень диссоциации NaCl 92%.
2.Растворы 0,5 моль глюкозы и 0,26 моль K2SO4 в равных объемах воды кипят при одинаковой температуре. Определить кажущуюся степень диссоциации соли.
50