2971_ Программа и контрольные задания по химии
.pdfУровень 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:
п,с12н22ои = 0,1 моль шр.ра= ЮООг
Э"г° = 0,52кг-К/моль = 1,86 кг-К/моль
t1кип р-ра - ?
^зам р-ра " ?
|
Р е ш е н и е |
|
|
|
||||||
t-кип р-ра — 100 |
С + A tKlin |
, |
||||||||
|
t-зам р-ра |
— |
0 С - A t , |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
3aM |
|
|
|
|
A tKHn |
Эу |
|
|
|
|
|
Ст(СиН22Ои), |
|||
A t3a |
~ Кj. |
2 |
|
'С |
т |
( |
С\ |
Н |
22 |
0\\). |
M |
|
|
|
|
2 |
|
|
С т (СпН12Ои ) - моляльность сахарозы в растворе, моль/кг.
|
п г н о -1000 |
Ст ( С^2 Н2 |
2Оп ) |
|
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; |
|
A tKHn = 0,52 0,10 = 0,052°C;
W p a = Ю0°С + 0,052°C = 100,052°C;
A t3aM= 1,86 0,10 = 0,186°C;
taaw р-ра = 0°C - 0,186°C = -0,186°C.
Ответ: tKHnp.pa= 100,052°C; t3aMp-pa = " 0,186 C.
2. В 100 г воды содержится 2,3г неэлектролита. Раствор обладает при 25°С осмотическим давлением, равным 618,5кПа. Определить молярную массу вещества. Плотность раствора принять равной 1 г/см3.
Дано:
шв = 2,3 г 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.;
Vp-pa = ГПр-ра/Рр.ра = (шВ + Ш H Q )/рр.ра;
г _ |
т в |
м в |
-Vp _pa |
где Шв - масса растворенного вещества, г Мв - молярная масса растворенного вещества, г/моль.
|
я = |
|
mR |
• R • Т; |
||||
|
|
5 |
||||||
|
|
|
М в |
• Vp_pa |
|
|
|
|
p p |
ш |
= |
100 + 2,3 |
1 0 2 |
- |
3 с м |
, |
|
V - a = — ^ |
|
|
|
|
= 0.Ю2 л; |
|||
|
Рр-ра |
|
|
|
|
|
|
|
|
m B - R - T |
|
2,3-8,314-298 |
= |
, , |
|||
Мв = —i |
= — |
1 |
|
|
90,06 г/моль. |
|||
|
7i-Vp_pa |
|
618,5-0,102 |
|
|
|
Ответ: молярная масса растворенного вещества равна 90,06 г/моль.
3. Определить давление насыщенного пара над 5%-ным рас-
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 - ?
Р е ш е н и е
Давление насыщенного пара над раствором электролита равно:
|
|
т Н 2 0 |
|
|
Р = Рп |
• |
м н 2 0 |
|
|
. |
т С а С 1 2 |
|
т Н , 0 |
|
Ш С а С 1 2 + П Н 2 0 |
+ |
|||
|
I |
|
1— |
|
|
|
M C a C L 2 |
|
М Н г о |
где Пд2о - количество воды, моль, nCaCL2" количество СаС12, моль, i - изотонический коэффициент,
а = - |
— / = ос (А:-1)+1, |
к |
- 1 |
fRe а - кажущаяся степень диссоциации СаС12;
к - общее количество ионов, образующихся при полной диссоциации 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 |
|
р _ о 70 |
18 |
=3,75 кПа. |
о-, |
5 |
95 |
2,7 |
|
+ — |
|
111 |
18 |
Ответ; давление насыщенного пара над раствором равно 3,75 кПа. Задачи
Уровень А
6.1.Как влияет на температуру кипения и температуру замерзания повышение концентрации растворенного нелетучего неэлектролита?
а) повышает температуру кипения и понижает температуру замерзания;
б) понижает температуру кипения и повышает температуру замерзания;
в) обе температуры повышаются; г) обе температуры понижаются.
6.2.Чему пропорционально осмотическое давление раствора?
а) молярной доле растворенного вещества; б) молярной концентрации растворенного вещества; в) массовой доле растворенного вещества; г) моляльности 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; б) эбуллиоскопическая постоянная растворителя; в) универсальная газовая постоянная; 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. |
6.7.Чему пропорционально понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором?
а) молярной доле растворенного вещества; б) молярной концентрации растворенного вещества; в) массовой доле растворенного вещества; г) моляльности растворенного вещества.
6.8.Что является коэффициентом пропорциональности в формуле для вычисления понижения температуры замерзания раствора?
а) криоскопическая постоянная растворителя; б) эбуллиоскопическая постоянная растворителя; в) универсальная газовая постоянная; г) давление пара чистого растворителя.
6.9.Указать правильное значение изотонического коэффициента раствора бромида алюминия, если кажущаяся степень диссоциации его равна 0,7. Ответ подтвердить расчетом.
а) 0,1; 6)1,1; в) 2,1; г) 3,1.
6.10. Чему пропорционально понижение температуры замерзания раствора нелетучего неэлектролита?
а) 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 коэффициент в растворе равен 1,8. Ответ подтвердить расчетом.
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; г) моляльности растворенного вещества.
6.14.Что входит в качестве постоянной величины в формулу для вычисления понижения давления насыщенного пара растворителя над раствором?
а) криоскопическая постоянная растворителя; б) эбуллиоскопическая постоянная растворителя; в) универсальная газовая постоянная; г) давление пара чистого растворителя.
6.15. Указать правильное значение кажущейся степени диссоциации раствора нитрата бария, если его изотонический коэффициент в растворе равен 2,9: Ответ подтвердить расчетом.
а) 0,65; 6)0,75; в) 0,85; г) 0,95.
6.16. Указать правильное значение кажущейся степени диссоциации раствора ортофосфата лития, если его изотонический коэффициент в растворе равен 3,7. Ответ подтвердите расчетом.
а) 0,6; 6)0,7; в) 0,8; г) 0,9.
Уровень В
6.17. 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 облада-
ет 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° = 1,86 Н - Л . |
МОЛЬ |
моль |
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 раствором хлорида никеля (II) при 305К, если давление насыщенного пара над водой при этой температуре равно 4,75 кПа. Кажущаяся степень диссоциации хлорида никеля равна 0,8.
6.23.Вычислить температуры кипения и замерзания раствора, содержащего 0,01 моль глюкозы (СбН^Об) в 800 г. раствора.
= 0 , 5 2 ; |
К"2° = 1,86 -KIlJ( . |
моль |
моль |
6.24.В 500 г воды содержится 2 г неэлектролита. Раствор обла-
дает при 0°С осмотическим давлением 510 кПа. Определить молярную массу неэлектролита. Плотность раствора равна 1,0 г/см3.
6.25.Определить давление насыщенного пара над 1%-м раствором нитрата алюминия 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 (C6Hi206) 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. Опреде-
лить 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 степень диссоциации хлорида кальция равна 0,85.
6.29.Вычислить температуры кипения и замерзания водного
раствора, содержащего 0,02 моль глицерина (С3Н8Оз) в 500 г раствора.
Э ^ ° = 0 , 5 2 |
= 1,86 |
. |
моль |
|
моль |
6.30.В 1 кг воды содержится 3,2 г неэлектролита. Раствор обладает при 20°С осмотическим давлением, равным 242 кПа. Опреде-
лить молярную массу вещества. Плотность раствора принять равной 1 г/см3.
6.31.Определить давление насыщенного пара над 2,5%-м раствором хлорида алюминия при 323К, если давление насыщенного пара над водой при этой температуре равно 12,33 кПа. Кажущаяся степень диссоциации хлорида алюминия равна 0,8.
6.32.Вычислить температуры кипения и замерзания раствора, содержащего 0,03 моль сахарозы (СпНггОц) в 800 г раствора.
=0,52 кг-К. |
= 1 , 8 6 ^ . |
моль |
моль |
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, труднорастворимые гидроксиды, минеральные кислоты (H2C03, H2S, HCN, HN02, H2Si03 , H3BO3, HCIO, H3As03) и почти все органические кислоты (СН3СООН, НСООН). В растворах слабых электролитов устанавливается следующее равновесие:
Н2С03 <=> Н+ + HCCV - 1 ступень;
НСО з <=> Н* + С03 2 " - 2 ступень,
тогда: первое равновесие (диссоциация по первой ступени) характеризуется первой константой диссоциации:
к |
_ И [ Н С О Л = 4 1 5 . 1 0 , |
N(H2CO,) |
[ Н Г С С Д |
а второе - ( диссоциация по второй ступени ) - второй константой Диссоциации:
2(Н2С03) |
[ Н С 0 3 1 |
|
2 |
Суммарной реакции диссоциации: Н2С03 |
<=> 2Hf + СО3 от- |
|
учает суммарная константа равновесия: |
|
|
_ [Н + ] 2 [НС0 3 2 |
~] |
|
(н2со3)~ |
[Н^СО |
|
109