Неэлектролиты - это вещества, растворение которых не сопровождается распадом на ионы.
Разбавленные растворы неэлектролитов обладают рядом свойств, количественное выражение которых зависит только от числа находящихся в растворе частиц растворенного вещества.
1. Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворенного вещества (закон Рауля).
(р0-р1 )/ р0=N2=n2 / (n1+n2), p1 = p0N1,
где р0- давление насыщенного пара над чистым растворителем;
р1- парциальное давление насыщенного пара растворителя над раствором;
n1- количество растворителя (в молях);
n2- количество растворенного вещества (в молях);
N1- мольная доля растворителя;
N2- мольная доля растворенного вещества.
2. Повышение температуры кипения и понижение температуры кристаллизации раствора пропорциональны его моляльной концентрации.
Dtкип = Е × m,
Dtкрист = К × m,
где Е- эбуллиоскопическая постоянная растворителя;
К- криоскопическая постоянная растворителя;
m- моляльность раствора.
3. Осмотическое давление раствора пропорционально его молярной концентрации:
Р = СмRT (закон Вант-Гоффа),
где См- молярность раствора; R- газовая постоянная; Т- температура, К.
Примеры решения задач
Пример 1. Вычислить температуры кристаллизации и кипения 2%- ного раствора глюкозы C6H12O6.
Решение
Dtкип. = E× m
Dtкр. = K× m
Моляльность раствора (см. тему IX) равна:
n 2/180 моль
m = = ( )
m р-ля 0,098 кг р-ля
(180 г/моль – молярная масса глюкозы).
Эбуллиоскопическая постоянная для воды 0,52.
Криоскопическая постоянная для воды 1,86.
2/180
Тогда повышение температуры кипения Dtкип. = 0,52× = 0,06 °С.
0,098
2/180
Понижение температуры кристаллизации Dtкр. = 1,86 = 0,21°С.
0,098
Вода кипит при 100°С, следовательно, температура кипения раствора 100 + + 0,06 = 100,06°С; вода кристаллизуется при 0°С, следовательно, температу-
ра кристаллизации раствора 0 - 0,21 = - 0,21°С.
Пример 2. Раствор, содержащей 11,04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при – 0,279°С. Вычислить молярную массу глицерина.
Решение
Температура кристаллизации чистой воды 0°С. Значит, понижение температуры кристаллизации Dt = 0-(-0,279) = 0,279°С:
n 11,04/М
Dtкр. = K× m = K × = 1,86 = 0,279°
m р-ля 0,8
(М – молярная масса глицерина).
Отсюда M = (186×11,04) / (0,279×0,8) = 92 г/ моль.
Пример 3.Осмотическое давление раствора, в 250 мл которого содержит- ся 3 г сахара, при 12°С равно 83,14 кПа. Определите относительную молеку- лярную массу сахара.
Решение
По закону Вант-Гоффа Росмт. = СМRT.
Молярность раствора (см. тему IX) равна:
СМ = n/V (моль/л).
Тогда Росмт. = (n/V) ×RT = [(3/M) / 0.25] ×8,314 ×(273 + 12) = 83,14
(M – молярная масса сахара).
3×8,314× (273+12)
Отсюда М = = 342 г / моль;
83,14 × 0,25
относительная молекулярная масса сахара равна 342.
Пример 4. Давление насыщенного пара воды при 100°С равно 101,325 кПа. Определить давление пара воды над 10%-ным раствором глицерина.
Решение
Из закона Рауля следует, что давление насыщенного пара растворителя над раствором пропорционально мольной доле растворителя:
p1 = p0 N1
Мольная доля (см. тему IX) растворителя равна
N1 = n1 / (n1 + n2).
900/18
Тогда p1 = 101,325 × = 100,74 кПа
900/18 + 100/342
(342 – молярная масса глицерина, 18 – молярная масса воды).
Задачи
101. Определить температуру замерзания раствора, полученного при раство-
рении 300 г сахара (C12H22O11) в 1500 г воды ? Криоскопическая постоянная воды равна 1,86 град.
102. Давление насыщенного пара воды при 100°С равно 101,325 кПа (760 мм рт.ст.). Определить давление пара воды над 4%-ным раствором мочевины CO(NH2)2 при этой температуре.
103. Вычислить осмотическое давление при 0°С раствора, содержащего 3,72 г анилина C6H5NH2 в 1л раствора.
104. Вычислить, сколько глицерина C3H5 (OH)3 нужно растворить в 200 г воды, чтобы раствор замерзал при -5°С. Криоскопическая постоянная воды 1,86 град.
105. Раствор, содержащий 2,05 г растворенного вещества в 650 г воды, замерзает при –0,93°С. Вычислить относительную молекулярную массу растворенного вещества. Криоскопическая постоянная воды 1,86 град.
106. Вычислить температуру замерзания водного 30%-ного раствора C2H5OH. Криоскопическая постоянная воды 1,86 град.
107. Определить температуру кипения раствора, содержащего 3,46 г мочевины CO(NH2)2 в 100 г воды. Эбуллиосопическая постоянная воды равна 0,52 град.
108. Вычислить, при какой температуре замерзает водный 35%-ный раствор глицерина C3H5 (OH)3 ? Криоскопическая постоянная воды 1,86 град.
109. Осмотическое давление раствора, содержащего 0,4 г растворенного вещества в 660 мл раствора, при 27°С равно 24,91 кПа. Вычислите относительную молекулярную массу растворенного вещества.
110. Осмотическое давление раствора, содержащего 3 г сахара в 250 мл раствора, равно 83,08 кПа при 12°С. Определите относительную молекулярную массу сахара.
Дата: 2018-12-21, просмотров: 367.
