Прашања за самоконтрола. Вовед во општа хемија Примери за решавање проблеми

Што се раствори и какви карактеристики имаат хемиските соединенија и механичките мешавини?

Што го одредува термичкиот ефект на растворање?

Што е растворливост и од што зависи?

Како се нарекува концентрацијата на растворот? Дефинирајте процент, моларни, моларни еквивалентни и молални концентрации и молска фракција.

Дефинирајте го законот на Раул.

Кои се последиците од законот на Раул?

Што се криоскопски и ебулиоскопски константи на растворувачи?

Литература.

Коровин Н.В. Општа хемија.- М.: Високо. училиште, 2002 г. 8, § 8.1.

Глинка Н.Л. Општа хемија - М.: Интеграл-Прес, 2002 г. 7,

1.6. Примери за решавање проблеми

Пример 1. Кога 10 g калиум нитрат (KNO 3) се растворени во 240 g вода, температурата на растворот се намалила за 3,4 степени. Одредете ја топлината на растворот на солта. Специфичниот топлински капацитет (sp) на растворот е 4,18 J/g. ДО.

Решение:

1. Најдете ја масата на добиениот раствор (m):

m = 10 + 240 = 250 (g).

2. Да ја одредиме количината на топлина апсорбирана од растворот:

Q = m. судот. Т

Q = 250. 4.18. (-3,4) = - 3556,4 J = - 3,56 kJ.

3. Ја пресметуваме количината на апсорбирана топлина при растворање на еден мол KNO 3, т.е. неговата топлина на растворање (моларната маса на KNO 3 е 101 g/mol):

кога ќе се растворат 10 g сол се апсорбираат 3,56 kJ

при растворање на 101 g сол --------- x,

x = = 35,96 kJ

Одговори: топлината на растворот на KNO 3 е 35,96 kJ/mol.

Решение:

1. Најдете ја тежинската количина на сулфурна киселина содржана во 1 литар 17,5% раствор:

а) најдете ја масата на литар (1000 ml) раствор:

m =  . V = 1,12 . 1000 = 1120 g;

б) најдете ја тежинската количина на сулфурна киселина:

100 g раствор содржи 17,5 g H 2 SO 4;

во 1120 g раствор - x,

2. Најдете го титарот на растворот; За да го направите ова, неопходно е да се подели тежинската количина на киселина содржана во познат волумен на растворот со волуменот на растворот изразен во милилитри:

Т = = 0,196 g/ml.

3. Најдете ја моларната концентрација на растворот; За да го направите ова, потребно е да се подели тежинската количина на киселина содржана во 1 литар раствор со моларната маса (MH 2 SO 4), 98 g/mol:

2 mol/l.

4. Најдете ја моларната концентрација на еквивалент на растворот; За да го направите ова, неопходно е да се подели тежината на киселината содржана во 1 литар раствор (196 g) со еквивалентната маса (EH 2 SO 4).

Еквивалентната маса на H 2 SO 4 е еднаква на нејзината моларна маса поделена со бројот на атоми на водород:

Затоа, C eq = = 4 mol equiv/l.

Еквивалентот на моларната концентрација, исто така, може да се пресмета со помош на формулата

.

5.Пресметај го моларноста на растворот; За да го направите ова, треба да го пронајдете бројот на молови киселина содржани во 1000 g растворувач (вода).

Од претходните пресметки (види точка 3) се знае дека 1120 g (1 l) раствор содржи 196 g или 2 молови H2SO4, па затоа, вода во таков раствор:

1120 - 196 = 924 g.

Ајде да направиме пропорција:

на 924 g вода има 2 молови H 2 SO 4

на 1000 g вода - x.

Со m = x = = 2,16 mol/1000 g вода.

Одговор:Т = 0,196 g/ml; = 2 mol/l; C eq = 4 mol equiv/l;

Со m = 2,16 mol/1000 g вода.

Пример 3.Колку милилитри од 96% раствор на H 2 SO 4 ( = 1,84 g/cm 3) ќе бидат потребни за да се подготви 1 литар од неговиот раствор со моларна еквивалентна концентрација од 0,5?

Решение.

1. Ја пресметуваме тежинската количина на H 2 SO 4 потребна за подготовка на 1 литар раствор со моларна еквивалентна концентрација од 0,5 (еквивалент на сулфурна киселина е 49 g):

1000 ml раствор од 0,5 N содржи 49. 0,5 = 24,5 g H 2 SO 4.

2. Определете ја тежинската количина на оригиналниот (96%) раствор кој содржи 24,5 g H 2 SO 4:

100 g раствор содржи 96 g H 2 SO 4,

во x g раствор - 24,5 g H 2 SO 4.

x = = 25,52 g

3. Најдете го потребниот волумен на оригиналниот раствор со делење на тежинската количина на растворот со неговата густина ():

V = = 13,87 ml.

Одговор:за да се подготви 1 литар раствор на сулфурна киселина со еквивалент на моларна концентрација од 0,5, потребни се 13,87 ml од 96% раствор на H 2 SO 4.

Пример 4.Растворот подготвен од 2 kg (m) етил алкохол и 8 kg (g) вода се истури во радијаторот на автомобилот. Пресметајте ја точката на замрзнување на растворот. Криоскопската константа на водата Kk е 1,86.

Решение.

1. Најдете го намалувањето на температурата на замрзнување на растворот со помош на заклучокот од законот на Раул:

т з = K к С m = K к .

Моларната маса на C 2 H 5 OH е 46 g/mol, затоа,

Т з = 1,86 = 10,1 о С.

2. Најдете ја температурата на замрзнување на растворот:

T s = 0 - 10,1 = - 10,1 o C.

Одговор:растворот се замрзнува на температура од -10,1 o C.

Својствата на разредените раствори кои зависат само од количината на неиспарлива растворена супстанца се нарекуваат колагативни својства. Тие вклучуваат намалување на притисокот на пареата на растворувачот над растворот, зголемување на точката на вриење и намалување на точката на замрзнување на растворот, како и осмотски притисок.

Намалување на точката на замрзнување и зголемување на точката на вриење на растворот во споредба со чист растворувач:

Тзаменик = = КДО. м 2 ,

Ткип. = = КЕ. м 2 .

Каде м 2 - молалитет на растворот, КК и КЕ – криоскопски и ебулиоскопски константи на растворувачи, X 2 – молска фракција на растворена супстанција, Х pl. И Хшпански - енталпија на топење и испарување на растворувачот, Т pl. И Ткип. - точки на топење и вриење на растворувачот, М 1 – моларна маса на растворувачот.

Осмотскиот притисок во разредените раствори може да се пресмета со помош на равенката

Каде X 2 е моларна фракција на растворената супстанција и е моларниот волумен на растворувачот. Во многу разредени раствори оваа равенка станува Вант Хофова равенка:

Каде В– моларност на растворот.

Равенките кои ги опишуваат колигативните својства на неелектролитите, исто така, може да се применат за да се опишат својствата на растворите на електролит со воведување на Van't Hoff корекциониот фактор јас, На пример:

= iCRTили Тзаменик = iKДО. м 2 .

Изотоничниот коефициент е поврзан со степенот на дисоцијација на електролит:

i = 1 + ( – 1),

каде е бројот на јони кои се формираат при дисоцијација на една молекула.

Растворливост на цврста супстанца во идеален раствор на температура Топишан Шредерова равенка:

,

Каде X- молска фракција на растворена супстанција во раствор, Т pl. – температура на топење и Х pl. – енталпија на топење на растворената супстанција.

ПРИМЕРИ

Пример 8-1. Пресметајте ја растворливоста на бизмутот во кадмиум на 150 и 200 o C. Енталпијата на фузија на бизмутот на температура на топење (273 o C) е 10,5 kJ. мол – 1. Да претпоставиме дека се формира идеално решение и дека енталпијата на фузија не зависи од температурата.

Решение. Ајде да ја користиме формулата .

На 150 o C , каде X = 0.510

На 200 o C , каде X = 0.700

Растворливоста се зголемува со температурата, што е карактеристично за ендотермичен процес.

Пример 8-2. Раствор од 20 g хемоглобин во 1 литар вода има осмотски притисок од 7,52 10 –3 atm на 25 o C. Одредете ја моларната маса на хемоглобинот.

65 кг. мол – 1.

ЗАДАЧИ

1. Пресметајте ја минималната осмотска работа што ја вршат бубрезите за излачување на уреа на 36,6 o C, ако концентрацијата на уреа во плазмата е 0,005 mol. l –1, а во урината 0,333 mol. л – 1.
2. 10 g полистирен се раствораат во 1 литар бензен. Висината на колоната на растворот (густина 0,88 g cm–3) во осмометарот на 25 o C е 11,6 cm Пресметај ја моларната маса на полистирен.
3. Човечкиот серумски протеин на албумин има моларна маса од 69 kg. мол – 1. Пресметај го осмотскиот притисок на раствор од 2 g протеин во 100 cm 3 вода на 25 o C во Pa и во mm од колоната на растворот. Се претпоставува дека густината на растворот е 1,0 g cm–3.
4. На 30 o C, притисокот на пареата на воден раствор на сахароза е 31,207 mm Hg. чл. Притисокот на пареа на чиста вода на 30 o C е 31,824 mm Hg. чл. Густината на растворот е 0,99564 g cm–3. Колкав е осмотскиот притисок на овој раствор?
5. Човечката крвна плазма замрзнува на -0,56 o C. Кој е неговиот осмотски притисок на 37 o C, измерен со помош на мембрана пропустлива само за вода?
6. *Моларната маса на ензимот е одредена со растворање во вода и мерење на висината на колоната на растворот во осмометар на 20 o C, а потоа екстраполирање на податоците до нулта концентрација. Добиени се следните податоци:

В, мг. cm -3
ч, цм

7. Моларната маса на липидот се определува со зголемувањето на точката на вриење. Липидот може да се раствори во метанол или хлороформ. Точката на вриење на метанолот е 64,7 o C, топлината на испарување е 262,8 кал. g -1. Точката на вриење на хлороформот е 61,5 o C, топлината на испарување е 59,0 cal. g -1. Пресметајте ги ебулиоскопските константи на метанол и хлороформ. Кој растворувач е најдобро да се користи за да се одреди моларната маса со максимална точност?
8. Пресметајте ја точката на замрзнување на воден раствор кој содржи 50,0 g етилен гликол во 500 g вода.
9. Раствор кој содржи 0,217 g сулфур и 19,18 g CS 2 врие на 319,304 K. Точката на вриење на чистиот CS 2 е 319,2 K. Ебулиоскопската константа на CS 2 е 2,37 K. kg. мол – 1. Колку атоми на сулфур има во молекулата на сулфур растворена во CS 2?
10. 68,4 g сахароза растворена во 1000 g вода. Пресметај: а) притисок на пареа, б) осмотски притисок, в) точка на замрзнување, г) точка на вриење на растворот. Притисокот на пареа на чиста вода на 20 o C е 2314,9 Pa. Криоскопските и ебулиоскопските константни води се 1,86 и 0,52 K. kg. mol – 1 соодветно.
11. Раствор кој содржи 0,81 g јаглеводород H(CH 2) nH и 190 g етилбромид се замрзнува на 9,47 o C. Точката на замрзнување на етилбромидот е 10,00 o C, криоскопската константа е 12,5 K. kg. мол – 1. Пресметај n.
12. Кога 1,4511 g дихлороцетна киселина се раствора во 56,87 g јаглерод тетрахлорид, точката на вриење се зголемува за 0,518 степени. Точка на вриење CCl 4 76,75 o C, топлина на испарување 46,5 кал. g -1. Која е привидната моларна маса на киселината? Што го објаснува несовпаѓањето со вистинската моларна маса?
13. Одредена количина супстанца растворена во 100 g бензен ја намалува нејзината точка на замрзнување за 1,28 o C. Истото количество супстанција растворена во 100 g вода ја намалува нејзината точка на замрзнување за 1,395 o C. бензен, а во вода целосно дисоциран. На колку јони се дисоцира супстанцијата во воден раствор? Криоскопските константи за бензен и вода се 5,12 и 1,86 K. kg. мол – 1.
14. Пресметајте ја идеалната растворливост на антраценот во бензен на 25 o C во единици за молалитет. Енталпијата на топење на антраценот на точката на топење (217 o C) е 28,8 kJ. мол – 1.
15. Пресметајте ја растворливоста П-дибромобензен во бензен на 20 и 40 o C, под претпоставка дека се формира идеално решение. Енталпија на топење П-дибромобензенот на неговата точка на топење (86,9 o C) изнесува 13,22 kJ. мол – 1.
16. Пресметај ја растворливоста на нафталанот во бензен на 25 o C, под претпоставка дека е формиран идеален раствор. Енталпијата на топење на нафталин при неговата температура на топење (80,0 o C) е 19,29 kJ. мол – 1.
17. Пресметајте ја растворливоста на антраценот во толуен на 25 o C, под претпоставка дека е формиран идеален раствор. Енталпијата на топење на антраценот на точката на топење (217 o C) е 28,8 kJ. мол – 1.
18. Пресметај ја температурата на која чистиот кадмиум е во рамнотежа со раствор од Cd – Bi, молската фракција на Cd во која е 0,846. Енталпијата на топење на кадмиумот на точката на топење (321,1 o C) е 6,23 kJ. мол – 1.

Задача 427.
Пресметајте ги моловите фракции на алкохол и вода во 96% (по тежина) раствор на етил алкохол.
Решение:
Кртска фракција(N i) - односот на количината на растворена супстанција (или растворувач) до збирот на количините на сите
супстанции во раствор. Во систем кој се состои од алкохол и вода, моловиот дел од водата (N 1) е еднаков на

И моловиот дел од алкохолот , каде што n 1 е количината на алкохол; n 2 - количина на вода.

Да ја пресметаме масата на алкохол и вода содржани во 1 литар раствор, под услов нивната густина да биде еднаква на една од пропорциите:

а) маса на алкохол:

б) маса на вода:

Ја наоѓаме количината на супстанции користејќи ја формулата: , каде m(B) и M(B) се масата и количината на супстанцијата.

Сега да ги пресметаме моловите фракции на супстанциите:

Одговори: 0,904; 0,096.

Задача 428.
666 g KOH растворени во 1 kg вода; густината на растворот е 1,395 g/ml. Најдете: а) масен удел на KOH; б) моларност; в) молалност; г) молови фракции на алкали и вода.
Решение:
А) Масен удел- процентот на масата на растворената супстанција до вкупната маса на растворот се одредува со формулата:

Каде

m (раствор) = m(H 2 O) + m(KOH) = 1000 + 666 = 1666 g.

б) Моларна (волуменско-моларна) концентрација го покажува бројот на молови растворена супстанција содржана во 1 литар раствор.

Да ја најдеме масата на KOH на 100 ml раствор со помош на формулата: формула: m = стр V, каде што p е густината на растворот, V е волуменот на растворот.

m(KOH) = 1,395 . 1000 = 1395 g.

Сега да ја пресметаме моларитетот на растворот:

Откриваме колку грама HNO 3 има на 1000 g вода со правење на пропорцијата:

г) молска фракција (Ni) – односот на количината на растворената супстанција (или растворувач) до збирот на количините на сите супстанции во растворот. Во систем кој се состои од алкохол и вода, молската фракција на водата (N 1) е еднаква на молската фракција на алкохолот, каде што n 1 е количината на алкали; n 2 - количина на вода.

100 g од овој раствор содржи 40 g KOH и 60 g H2O.

Одговори: а) 40%; б) 9,95 mol/l; в) 11,88 mol/kg; г) 0,176; 0,824.

Задача 429.
Густината на 15% (по маса) раствор на H 2 SO 4 е 1,105 g/ml. Пресметај: а) нормалност; б) моларност; в) молалност на растворот.
Решение:
Ајде да ја најдеме масата на растворот користејќи ја формулата: m = стр V, каде стр- густина на растворот, V - волумен на растворот.

m(H2SO4) = 1,105 . 1000 = 1105 g.

Масата на H 2 SO 4 содржана во 1000 ml раствор се наоѓа од пропорцијата:

Да ја одредиме моларната маса на еквивалент на H 2 SO 4 од односот:

ME (V) - моларна маса на киселински еквивалент, g/mol; M(B) е моларната маса на киселината; Z(B) - еквивалентен број; Z (киселини) е еднаков на бројот на H+ јони во H 2 SO 4 → 2.

а) Моларна еквивалентна концентрација (или нормалност) го покажува бројот на еквиваленти на растворена супстанција содржана во 1 литар раствор.

б) Молална концентрација

Сега да ја пресметаме молалноста на растворот:

в) Молалната концентрација (или молалност) го покажува бројот на молови растворена супстанција содржана во 1000 g растворувач.

Откривме колку грама H 2 SO 4 се содржани во 1000 g вода, со што ја сочинуваме пропорцијата:

Сега да ја пресметаме молалноста на растворот:

Одговори: а) 3,38n; б) 1,69 mol/l; 1,80 mol/kg.

Задача 430.
Густината на 9% (тежински) раствор на сахароза C 12 H 22 O 11 е 1,035 g/ml. Пресметај: а) концентрацијата на сахароза во g/l; б) моларност; в) молалност на растворот.
Решение:
M(C 12 H 22 O 11) = 342 g/mol. Да ја најдеме масата на растворот користејќи ја формулата: m = p V, каде што p е густината на растворот, V е волуменот на растворот.

m(C 12 H 22 O 11) = 1,035. 1000 = 1035 g.

а) Ја пресметуваме масата на C 12 H 22 O 11 содржана во растворот користејќи ја формулата:

Каде
- масен удел на растворена супстанција; m (in-va) - маса на растворена супстанција; m (раствор) - маса на раствор.

Концентрацијата на супстанцијата во g/l го покажува бројот на грами (единици маса) содржани во 1 литар раствор. Според тоа, концентрацијата на сахароза е 93,15 g/l.

б) Моларна (волуменско-моларна) концентрација (CM) го покажува бројот на молови на растворена супстанција содржана во 1 литар раствор.

V) Молална концентрација(или молалност) го покажува бројот на молови на растворена супстанција содржана во 1000 g растворувач.

Откриваме колку грама C 12 H 22 O 11 се содржани во 1000 g вода, што го сочинува пропорцијата:

Сега да ја пресметаме молалноста на растворот:

Одговори: а) 93,15 g/l; б) 0,27 mol/l; в) 0,29 mol/kg.