Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

химия

.pdf
Скачиваний:
57
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
5.19 Mб
Скачать

Уровень В

1. Вычислить температуры кипения и замерзания водного раствора, содержащего 0,1 моль сахарозы ( С п Н 2 2 О п ) в ЮООг

раствора.

Э"г0 =0,52 кг-К/моль; К"г° = 1,86 кг-К/моль,

 

 

 

Дано:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п,с12н22ои = 0,1 моль

 

 

Н

 

 

 

 

шр.ра= ЮООг

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

Э"г°

= 0,52кг-К/моль

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

= 1,86 кг-К/моль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t1кип р-ра - ?

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

^зам р-ра " ?

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

Klin

 

 

 

 

 

 

 

 

t-кип р-ра

р

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100 С + A t

 

 

 

 

 

 

 

з

 

t-зам р-ра

0 С - A t

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3aM

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

AиtKHn

Эу

 

 

 

 

 

СтиН22Ои),

 

 

 

A t3a ~

Кj.

 

 

(

С\ Н 0\\).

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

M

 

 

 

2

 

 

т

 

2

 

22

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

) - моляльность сахарозы в растворе, моль/кг.

С т пН12Ои

 

 

 

Ст ( С^2 Н2 2Оп )

 

п г

н о

 

-1000

 

 

 

 

 

 

 

m Н,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где пс12н12ои

~ количество растворенной сахарозы, моль.

 

100

m H 2 0 - m p - pa mC12H22On;

Cm(CnH22Ou)-

0,1 1000

0.M000

1000- 0,1 -Mc

1000-0.1-342 =0,10 моль/кг,

 

г д е М

= 342 г/моль;

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

Т

 

A tKHn = 0,52 0,10 = 0,052°C;

Н

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

W p a = Ю0°С + 0,052°C = 100,052°C;

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

A t3aM= 1,86 0,10 = 0,186°C;

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

taaw р-ра = 0°C - 0,186°C = -0,186°C.

 

 

Ответ: tKHnp.pa= 100,052°C;

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t3aMp-pa = " 0,186 C.

2. В 100 г воды содержится 2,3г неэлектролита. Раствор обла-

 

 

 

 

и

дает при 25°С осмотическимодавлением, равным 618,5кПа. Оп-

 

 

 

з

ределить молярную массутвещества. Плотность раствора при-

нять равной 1 г/см3.

 

е

о

 

Дано:

 

 

 

 

 

 

шв = 2,3 г

 

п

 

 

Р

 

 

t = 25°С

 

 

 

 

тНг0 = 100 г

 

 

 

 

я = 618,5 кПа

 

 

 

 

Рр-ра = 1 Г/СМ3

М - ?

101

Ре ш е н и е

%= C B RT;

R = 8,314 л-кПа / (моль-К);

Св - молярная концентрация вещества, моль/л.;

 

У

 

 

 

 

Vp-pa = ГПр-ра/Рр.ра = (шВ + Ш H Q

)/рр.ра;

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г _

т в

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м в

-Vp _pa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mR

 

й

 

 

 

где Шв - масса растворенного вещества, г

 

 

 

 

Мв - молярная масса растворенного вещества,Бг/моль.

 

 

 

 

 

 

я =

 

р

• R • Т;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

М в • Vиp pa

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100 + 2,3

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

p p

ш

 

 

1 0 2

 

3 с м

 

 

 

 

 

 

 

=

о

 

-

= 0.Ю2 л;

 

 

V - a = — ^

 

1

 

 

 

 

 

 

в

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рр-рат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

2,3-8,314-298

 

, ,

 

 

п

m B - R - T

 

 

 

 

М

 

= —i

 

= —

 

 

 

 

=

90,06 г/моль.

 

 

 

 

7i-Vp_pa

 

618,5-0,102

 

 

 

 

 

Ответ3. Определить давление насыщенного пара над 5%-ным рас-

Р

: молярная масса растворенного вещества равна 90,06 г/моль.

 

твором хлорида кальция при 301К, если давление насыщенного водяного пара над водой при этой температуре равно 3,78 кПаКажущаяся степень диссоциации хлорида кальция 0,85.

102

Дано:

®Cad2 = 5 %

Т = 301К а =0,85

Р0 = 3,78 кПа

 

 

 

 

 

Р - ?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р е ш е н и е

 

 

 

 

2Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

Давление насыщенного пара над раствором электролитаТравно:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

Н

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

м

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Бн 0

 

 

 

Р = Рп

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ш С а С 1 2

+ П Н 2 0

 

 

. т С а С 1

2

+

т Н , 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

I

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

M C a C L 2

 

М Н г о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

моль2

 

 

 

n

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Пд2о

 

 

 

 

т

,

 

 

 

 

 

 

 

 

- количество воды,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CaCL " количество СаС1 , моль,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

i - изотонический коэффициент,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

а =

-

/ = ос (А:-1)+1,

 

 

 

 

 

обще

о

 

 

 

 

 

 

 

к

- 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

fRe а - кажущаяся степень диссоциации СаС12;

 

 

 

 

 

к -

 

е количество ионов, образующихся при полной диссо-

циации одной молекулы СаС12.

СаС12 = Са2+ + 2С1;

к = 3;

/ = 0,85(3-1)+1 =2,7.

103

В 100 г 5%-го раствора содержится 5 г хлорида кальция и 95 г воды.

 

 

шС а С ( 2 =5г;

 

МСаС1г = 111 г/моль;

 

 

 

 

ШН2О = 95 Г;

M H Z 0 = 18 г/моль;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

95

 

 

 

 

 

У

 

 

р _ о 70

 

18

 

 

=3,75 кПа.

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

 

 

о-,

5

 

95

 

 

 

 

 

 

 

2,7

 

+ —

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

111

 

18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ответ; давление насыщенного пара над раствором равно 3,75 кПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задачи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Уровень

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.1. Как влияет на температурукипения и температуру замерзания

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

повышение концентрации растворенного нелетучего неэлектролита?

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

 

 

а) повышает температуру кипения и понижает температуру за-

мерзания;

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б) понижает температуру кипения и повышает температуру за-

мерзания;

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дол

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) обе температуры повышаются;

 

 

 

 

 

г) обе температуры понижаются.

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.2. Чему пропорционально осмотическое давление раствора?

а) молярной

 

е растворенного вещества;

 

 

 

б) молярной концентрации растворенного вещества;

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в) массовой доле растворенного вещества;

 

 

 

г)емоляльности растворенного вещества.

 

 

 

6.3. Указать правильное значение изотонического коэффициента раствора нитрата натрия, если кажущаяся степень диссоциации его равна 0,9. Ответ подтвердить расчетом.

а) 0,9; 6)1,9; в) 2,9; г) 3,9.

6.4. Как влияет на давление пара над раствором и осмотическое давление повышение концентрации растворенного нелетучего неэлектролита?

104

а) увеличивает давление пара и уменьшает осмотическое давление; б) уменьшает давление пара и увеличивает осмотическое давление; в) оба увеличиваются; г) оба уменьшаются.

6.5. Что является кэффициентом пропорциональности в формуле для вычисления повышения температуры кипения раствора?

а) криоскопическая постоянная растворителя;

У

б) эбуллиоскопическая постоянная растворителя;

 

в) универсальная газовая постоянная;

Т

г) давление пара чистого растворителя.

 

6.6. Указать правильное значение изотонического коэффициента раствора хлорида кальция, если кажущаяся степень диссоциации

его равна 0,85. Ответ подтвердить расчетом.

а) 0,7;

6)1,7;

в) 2,7;

г) 3,7.

Б

6.7. Чему

пропорционально понижение давленияНнасыщенного

пара растворителя над раствором?

й

 

 

а) молярной доле растворенногоивещества; б) молярной концентрации растворенного вещества; в) массовой доле растворенного вещества; г) моляльности растворенног вещества.

6.8. Что является коэффициентом пропорциональности в форму-

ле для вычисления понижени

р

температуры замерзания раствора?

а) криоскопическая

 

я растворителя;

 

о

постоянна б) эбуллиоскопическаязчистогопостоянная растворителя;

в) универсальная газовая постоянная; г) давление пара растворителя.

6.9. Указать правильное значение изотонического коэффициента

раствора бромида алюминия, если кажущаяся степень диссоциации

 

 

о

 

 

его равна 0,7. Ответ подтвердить расчетом.

а) 0,1;

п

в) 2,1;

г) 3,1.

 

6)1,1;

6.10.

 

у пропорционально

понижение температуры замерза-

Чем

 

 

 

ния раствора нелетучего неэлектролита?

Ра) молярной доле растворенного вещества;

б) молярной концентрации растворенного вещества; в) массовой доле растворенного вещества; г) моляльности растворенного вещества.

6.11. Что входит в качестве постоянной величины в формулу для вычисления осмотического давления?

105

а) криоскопическая постоянная растворителя; б) эбуллиоскопическая постоянная растворителя; в) универсальная газовая постоянная; г) давление пара чистого растворителя.

6.12. Указать правильное значение кажущейся степени диссоциации раствора иодида калия, если его изотонический коэффици-

ент в растворе равен 1,8. Ответ подтвердить расчетом.

У

а) 0,6;

 

6)0,7;

 

в) 0,8;

 

г) 0,9.

 

 

 

 

 

 

6.13. Чему пропорционально повышение температуры кипения

раствора нелетучего неэлектролита?

 

 

 

 

а) молярной доле растворенного вещества;

 

 

б) молярной концентрации растворенного вещества;

 

в) массовой доле растворенного вещества;

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

г) моляльности растворенного вещества.

 

 

6.14. Что входит в качестве постоянной величиныНв формулу для

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

вычисления понижения давления насыщенного пара растворителя

над раствором?

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а) криоскопическая постоянная растворителя;

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

б) эбуллиоскопическая постоянная растворителя;

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

в) универсальная газовая постоянная;и

 

 

 

г) давление пара чистог

растворителя.

 

 

 

 

 

 

 

Отве

значение кажущейся

степени диссо-

6.15. Указать правильно

 

циации раствора

нитрат

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а бария, если его изотонический коэффици-

 

 

з

 

 

 

т подтвердить расчетом.

 

ент в растворе равен 2,9:

 

 

 

а) 0,65;

 

6)0,75;

 

в) 0,85;

 

г) 0,95.

 

 

фициент в

растворе равен 3,7. Ответ подтвердите расчетом.

6.16. Указать правильное значение кажущейся степени диссо-

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

циации раствора ортофосфата лития, если его изотонический коэф-

а) 0,6;

 

6)0,7;

 

в) 0,8;

 

г) 0,9.

 

 

 

е

 

 

 

 

 

Уровень В

 

 

 

Р6.17. Вычислить температуры

кипения и замерзания раствора,

содержащего 0,03 моль сахарозы (С^ИггОц) в 800 г раствора.

 

Э"г °= 0,52 EllJS;

 

 

K?'° = 1,86!EJ£.

 

 

 

 

моль

 

 

 

 

 

моль

 

106

6.18. В 120 г воды содержится 2,6 г неэлектролита. Раствор обладает при 298К осмотическим давлением 628,5 кПа. Определить молярную массу неэлектролита. Плотность раствора равна 1,05 г/см3.

6.19. Определить давление насыщенного пара над 2%-м раствором хлорида магния при 301К, если давление насыщенного пара над водой при этой температуре равно 3,78 кПа. Кажущаяся степень диссоциации хлорида магния равна 0,9.

6.20. Вычислить температуры кипения и замерзания раствора,

содержащего 0,05 моль глюкозы (СбНпОб) в 400 г. раствора.

=0,52J £ JS;

К"2

 

Т

° = 1,86 - Л . У

 

 

Н

МОЛЬ

 

моль

 

 

Б

 

6.21. В 5 кг воды содержится 2,5 г неэлектролита. Раствор обла-

дает при 300К осмотическим давлением 23,0 кПа. Определить молярную массу неэлектролита. Плотность раствора равна 1 г/см3.

6.22. Определить давление насыщенного пара над 3%-м раство-

ром хлорида никеля (II) при 305К, есл давление насыщенного пара

над водой при этой температуре

 

й

 

 

 

 

 

о 4,75 кПа. Кажущаяся степень

диссоциации хлорида никеля равна 0,8.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

6.23. Вычислить температуры кипения и замерзания раствора,

 

 

равн

 

 

 

 

 

 

 

 

содержащего 0,01 моль глюкозы (СбН^Об) в 800 г. раствора.

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

К"

2

°

= 1,86 -

KI

lJ

(

.

= 0 , 5 2 ;

 

 

 

 

 

моль

 

 

 

 

 

моль

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.24. В 500 гзводы содержится 2 г неэлектролита. Раствор обла-

дает при 0°С осмотическим давлением 510 кПа. Определить моляр-

о

3

.

ную массу неэлектролита. Плотность раствора равна 1,0 г/см

6.25. Определить давление насыщенного пара над 1%-м раство-

Рром нитратаеалюминия при 307К, если давление насыщенного пара над водой при этой температуре равно 5,318 кПа. Кажущаяся степень диссоциации нитрата алюминия равна 0,85.

6.26. Вычислить температуры кипения и замерзания раствора,

содержащего 0,05 моль глюкозы (C6Hi20

6) в 700 г раствора.

= 0 , 5 2 f [ J £ ;

К"

2° = 1,86 к г К .

моль

 

моль

107

6.27. В 1,4 кг воды содержится 6,3 г неэлектролита. Раствор об-| ладает при 0°С осмотическим давлением равным 567 кПа. Определить молярную массу вещества. Плотность раствора принять равной 1 г/см3.

6.28. Определить давление насыщенного пара над 1,5%-м раствором хлорида кальция при 311К, если давление насыщенного пара над водой при этой температуре равно 6,62 кПа. Кажущаяся сте-

пень диссоциации хлорида кальция равна 0,85.

У

6.29. Вычислить температуры кипения и замерзания водного

 

 

Э ^ ° = 0 , 5 2

 

 

= 1,86

Т.

 

 

 

 

 

 

моль

 

 

моль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

6.30. В 1 кг воды содержится 3,2 г неэлектролита. Раствор обла-

дает при 20°С осмотическим давлением, равнымБ242 кПа. Опреде-

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

лить молярную массу вещества. Плотность раствора принять рав-

ной 1 г/см3.

 

 

 

 

 

й

 

6.31. Определить

давление насыщенного пара над 2,5%-м рас-

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

твором хлорида алюминия при 323К, если давление насыщенного

 

 

 

 

 

 

т

 

равно 12,33 кПа. Кажущаяся

пара над водой при этой температурер

 

 

 

 

и

 

 

 

 

степень диссоциаци

хлорида алюминия равна 0,8.

6.32. Вычислить

температуры кипения и замерзания раствора,

 

 

 

з

 

 

 

 

 

содержащего 0,03 моль сахарозы (СпНггОц) в 800 г раствора.

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

п

=0,52 кг-К.

 

= 1 , 8 6 ^ .

е

 

 

 

 

моль

 

 

моль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

раствора, содержащего 0,02 моль глицерина (С3Н8Оз) в 500 г раствора.

7.РАСТВОРЫ СИЛЬНЫХ И СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

7.1.Диссоциация электролитов

При растворении электролитов в полярных растворителях они в различной степени распадаются на катионы и анионы. Этот процесс называется электролитической диссоциацией.

Электролиты, диссоциирующие не полностью называются слабыми. К ним относятся вода, гидроксид аммония, труднораствори-

мые гидроксиды, минеральные кислоты (H2C03, H2S, HCN,

HN02,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

H2Si03 , H3BO3, HCIO, H3As03) и почти все органические кислоты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

(СН3СООН, НСООН). В растворах слабых электролитов Уустанав-

ливается следующее равновесие:

 

 

Б

 

 

 

 

 

Н2С03 <=> Н+

 

3

2

 

 

 

 

 

+ HCCV -

1 ступень;

 

 

 

 

НСО з <=> Н* + С0

й

 

 

 

 

 

 

" - 2 ступень,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

тогда: первое равновесие (диссоциация по первой ступени) характе-

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

ризуется первой константой диссоциации:и

 

 

 

 

 

 

 

 

т

 

 

 

 

4 1 5 . 1 0 ,

 

 

 

 

 

к

и

 

И [ Н С О Л =

 

 

 

 

 

N(H2CO,)

 

 

[ Н Г С С Д

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а второе - ( диссоциация по второй ступени ) - второй константой

Диссоциации:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

е

 

 

2(Н2С03)

 

 

[ Н С 0 3 1

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Суммарной реакции диссоциации: Н2С03 <=> 2Hf + СО3

от-

учает суммарная константа равновесия:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_ [Н + ] 2 [НС0 3

2 ~]

 

 

 

 

 

 

2со3)~

[Н^СО

 

 

 

109