Pyetje për vetëkontroll. Hyrje në kiminë e përgjithshme Shembuj të zgjidhjes së problemit

Cilat janë tretësirat dhe çfarë karakteristikash kanë përbërjet kimike dhe përzierjet mekanike?

Çfarë e përcakton efektin termik të shpërbërjes?

Çfarë është tretshmëria dhe nga çfarë varet?

Si quhet përqendrimi i tretësirës? Përcaktoni përqindjen, përqendrimet molare, ekuivalente molare dhe molale, dhe fraksionin mol.

Përcaktoni ligjin e Raoult.

Cilat janë pasojat e ligjit të Raoult?

Cilat janë konstantet krioskopike dhe ebulioskopike të tretësve?

Letërsia.

Korovin N.V. Kimi e përgjithshme.- M.: Më e lartë. shkollë, 2002. Ch. 8, § 8.1.

Glinka N.L. Kimi e përgjithshme - M.: Integral-Press, 2002, Ch. 7,

1.6. Shembuj të zgjidhjes së problemeve

Shembulli 1. Kur 10 g nitrat kaliumi (KNO 3) u tretën në 240 g ujë, temperatura e tretësirës u ul me 3,4 gradë. Përcaktoni nxehtësinë e tretësirës së kripës. Kapaciteti specifik i nxehtësisë (sp) i tretësirës është 4,18 J/g. TE.

Zgjidhja:

1. Gjeni masën e tretësirës që rezulton (m):

m = 10 + 240 = 250 (g).

2. Le të përcaktojmë sasinë e nxehtësisë së përthithur nga tretësira:

Q = m. gjykata. T

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

3. Llogaritim sasinë e nxehtësisë së thithur gjatë tretjes së një mol KNO 3, d.m.th. nxehtësia e tretjes së tij (masa molare e KNO 3 është 101 g/mol):

kur treten 10 g kripë përthithen 3,56 kJ

kur shpërndahen 101 g kripë --------- x,

x = = 35,96 kJ

Përgjigju: nxehtësia e tretësirës së KNO 3 është 35,96 kJ/mol.

Zgjidhja:

1. Gjeni sasinë e peshës së acidit sulfurik që përmbahet në 1 litër tretësirë ​​17,5%.

a) gjeni masën e një litri (1000 ml) tretësirë:

m =  . V = 1,12 . 1000 = 1120 g;

b) gjeni sasinë e peshës së acidit sulfurik:

100 g tretësirë ​​përmban 17,5 g H 2 SO 4;

në 1120 g tretësirë ​​- x,

2. Gjeni titrin e tretësirës; Për ta bërë këtë, është e nevojshme të ndahet sasia e peshës së acidit që përmbahet në një vëllim të njohur të tretësirës me vëllimin e tretësirës të shprehur në mililitra:

T = = 0,196 g/ml.

3. Gjeni përqendrimin molar të tretësirës; Për ta bërë këtë, është e nevojshme të ndahet sasia e peshës së acidit që përmbahet në 1 litër tretësirë ​​me masën molare (MH 2 SO 4), 98 g/mol:

2 mol/l.

4. Gjeni përqendrimin molar të ekuivalentit të tretësirës; Për ta bërë këtë, është e nevojshme të ndahet pesha e acidit që përmbahet në 1 litër tretësirë ​​(196 g) me masën ekuivalente (EH 2 SO 4).

Masa ekuivalente e H 2 SO 4 është e barabartë me masën molare të pjesëtuar me numrin e atomeve të hidrogjenit:

Prandaj, C eq = = 4 mol ekuiv/l.

Ekuivalenti i përqendrimit molar mund të llogaritet gjithashtu duke përdorur formulën

.

5.Njehsoni molalitetin e tretësirës; Për ta bërë këtë, ju duhet të gjeni numrin e moleve të acidit që përmbahen në 1000 g tretës (ujë).

Nga llogaritjet e mëparshme (shih pikën 3) dihet se 1120 g (1 l) tretësirë ​​përmban 196 g ose 2 mol H2SO4, prandaj, ujë në një tretësirë ​​të tillë:

1120 - 196 = 924 g.

Le të bëjmë një proporcion:

Për 924 g ujë ka 2 mol H 2 SO 4

për 1000 g ujë - x.

Me m = x = = 2,16 mol/1000 g ujë.

Përgjigje: T = 0,196 g/ml; = 2 mol/l; C eq = 4 mol ekuiv/l;

Me m = 2,16 mol/1000 g ujë.

Shembulli 3. Sa mililitra tretësirë ​​96% të H 2 SO 4 ( = 1,84 g/cm 3) do të nevojiten për të përgatitur 1 litër tretësirë ​​të tij me një përqendrim ekuivalent molar 0,5?

Zgjidhje.

1. Ne llogarisim sasinë e peshës së H 2 SO 4 që kërkohet për të përgatitur 1 litër tretësirë ​​me një përqendrim ekuivalent molar prej 0,5 (ekuivalenti i acidit sulfurik është 49 g):

1000 ml tretësirë ​​0,5 N përmban 49. 0,5 = 24,5 g H 2 SO 4.

2. Përcaktoni sasinë e peshës së tretësirës origjinale (96%) që përmban 24,5 g H 2 SO 4:

100 g tretësirë ​​përmban 96 g H 2 SO 4,

në x g tretësirë ​​- 24,5 g H 2 SO 4.

x = = 25,52 g

3. Gjeni vëllimin e kërkuar të tretësirës origjinale duke e pjesëtuar sasinë e peshës së tretësirës me densitetin e saj ():

V = = 13,87 ml.

Përgjigje: për të përgatitur 1 litër tretësirë ​​të acidit sulfurik me një përqendrim molar ekuivalent prej 0,5, nevojiten 13,87 ml tretësirë ​​96% të H 2 SO 4.

Shembulli 4. Një tretësirë ​​e përgatitur nga 2 kg (m) alkool etilik dhe 8 kg (g) ujë u derdh në radiatorin e makinës. Llogaritni pikën e ngrirjes së tretësirës. Konstanta krioskopike e ujit Kk është 1,86.

Zgjidhje.

1. Gjeni uljen e temperaturës së ngrirjes së tretësirës duke përdorur një përfundim nga ligji i Raoult:

т з = K к С m = K к .

Masa molare e C 2 H 5 OH është 46 g/mol, prandaj,

Т z = 1,86 = 10,1 о С.

2. Gjeni temperaturën e ngrirjes së tretësirës:

Ts = 0 - 10,1 = - 10,1 o C.

Përgjigje: tretësira ngrin në temperaturën -10,1 o C.

Quhen vetitë e tretësirave të holluara që varen vetëm nga sasia e lëndës së tretur jo të avullueshme vetitë koligative. Këto përfshijnë një ulje të presionit të avullit të tretësit mbi tretësirën, një rritje në pikën e vlimit dhe një ulje të pikës së ngrirjes së tretësirës, ​​si dhe presionin osmotik.

Ulja e pikës së ngrirjes dhe rritja e pikës së vlimit të një tretësire në krahasim me një tretës të pastër:

T zv = = K TE. m 2 ,

T kip. = = K E. m 2 .

Ku m 2 – molaliteti i tretësirës, K K dhe K E – konstante tretës krioskopike dhe ebulioskopike, X 2 – fraksioni mol i lëndës së tretur, H pl. Dhe H Spanjisht - entalpia e shkrirjes dhe avullimit të tretësit, T pl. Dhe T kip. - pikat e shkrirjes dhe të vlimit të tretësit, M 1 – masa molare e tretësit.

Presioni osmotik në tretësirat e holluara mund të llogaritet duke përdorur ekuacionin

Ku X 2 është fraksioni molar i substancës së tretur dhe është vëllimi molar i tretësit. Në tretësirat shumë të holluara ky ekuacion bëhet ekuacioni van't Hoff:

Ku C– molariteti i tretësirës.

Ekuacionet që përshkruajnë vetitë koligative të joelektroliteve mund të aplikohen gjithashtu për të përshkruar vetitë e tretësirave të elektroliteve duke futur faktorin korrigjues Van't Hoff i, Për shembull:

= iCRT ose T zv = iK TE. m 2 .

Koeficienti izotonik lidhet me shkallën e disociimit të elektrolitit:

i = 1 + ( – 1),

ku është numri i joneve të formuara gjatë shpërbërjes së një molekule.

Tretshmëria e një lëndë të ngurtë në një tretësirë ​​ideale në temperaturë T përshkruar ekuacioni i Shrëderit:

,

Ku X– fraksioni mol i lëndës së tretur në tretësirë, T pl. – temperatura e shkrirjes dhe H pl. – entalpia e shkrirjes së substancës së tretur.

SHEMBUJ

Shembulli 8-1. Llogaritni tretshmërinë e bismutit në kadmium në 150 dhe 200 o C. Entalpia e shkrirjes së bismutit në temperaturën e shkrirjes (273 o C) është 10,5 kJ. mol – 1. Supozoni se është formuar një zgjidhje ideale dhe entalpia e shkrirjes nuk varet nga temperatura.

Zgjidhje. Le të përdorim formulën .

Në 150 o C , ku X = 0.510

Në 200 o C , ku X = 0.700

Tretshmëria rritet me temperaturën, e cila është karakteristikë e një procesi endotermik.

Shembulli 8-2. Tretësira prej 20 g hemoglobinë në 1 litër ujë ka presion osmotik 7,52 10 –3 atm në 25 o C. Përcaktoni masën molare të hemoglobinës.

65 kg. mol – 1.

DETYRAT

1. Llogaritni punën minimale osmotike të kryer nga veshkat për të nxjerrë ure në 36,6 o C, nëse përqendrimi i uresë në plazmë është 0,005 mol. l –1, dhe në urinë 0,333 mol. l – 1.
2. 10 g polistiren treten në 1 litër benzen. Lartësia e kolonës së tretësirës (dendësia 0,88 g cm–3) në osmometër në 25 o C është 11,6 cm Llogaritni masën molare të polistirenit.
3. Proteina e albuminës së serumit të njeriut ka një masë molare prej 69 kg. mol – 1. Llogaritni presionin osmotik të një tretësire prej 2 g proteinash në 100 cm 3 ujë në 25 o C në Pa dhe në mm të kolonës së tretësirës. Supozojmë se dendësia e tretësirës është 1,0 g cm–3.
4. Në 30 o C, presioni i avullit të një tretësire ujore të saharozës është 31.207 mm Hg. Art. Presioni i avullit të ujit të pastër në 30 o C është 31.824 mm Hg. Art. Dendësia e tretësirës është 0,99564 g cm–3. Sa është presioni osmotik i kësaj tretësire?
5. Plazma e gjakut të njeriut ngrin në -0,56 o C. Sa është presioni osmotik i saj në 37 o C, i matur duke përdorur një membranë të përshkueshme vetëm nga uji?
6. *Masa molare e enzimës u përcaktua duke e tretur atë në ujë dhe duke matur lartësinë e kolonës së tretësirës në një osmometër në 20 o C, dhe më pas duke i ekstrapoluar të dhënat në përqendrim zero. Të dhënat e mëposhtme janë marrë:

C, mg. cm – 3
h, cm

7. Masa molare e një lipidi përcaktohet nga rritja e pikës së vlimit. Lipidi mund të tretet në metanol ose kloroform. Pika e vlimit të metanolit është 64,7 o C, nxehtësia e avullimit është 262,8 kalori. g – 1 . Pika e vlimit të kloroformit është 61,5 o C, nxehtësia e avullimit është 59,0 kalori. g – 1 . Llogaritni konstantet ebulioskopike të metanolit dhe kloroformit. Cili tretës është më mirë të përdoret për të përcaktuar masën molare me saktësi maksimale?
8. Llogaritni pikën e ngrirjes së një tretësire ujore që përmban 50,0 g etilen glikol në 500 g ujë.
9. Një tretësirë ​​që përmban 0,217 g squfur dhe 19,18 g CS 2 vlon në 319,304 K. Pika e vlimit të CS 2 të pastër është 319,2 K. Konstanta ebulioskopike e CS 2 është 2,37 K. kg. mol – 1. Sa atome squfuri ka në një molekulë squfuri të tretur në CS 2?
10. 68,4 g saharozë e tretur në 1000 g ujë. Njehsoni: a) presionin e avullit, b) presionin osmotik, c) pikën e ngrirjes, d) pikën e vlimit të tretësirës. Presioni i avullit të ujit të pastër në 20 o C është 2314.9 Pa. Ujërat konstante krioskopike dhe ebullioskopike janë 1,86 dhe 0,52 K. kg. mol –1 përkatësisht.
11. Një tretësirë ​​që përmban 0,81 g hidrokarbur H(CH 2) nH dhe 190 g brom etilik ngrin në 9,47 o C. Pika e ngrirjes së etil bromit është 10,00 o C, konstanta krioskopike është 12,5 K. kg. mol – 1. Llogarit n.
12. Kur 1,4511 g acid dikloroacetik treten në 56,87 g tetraklorur karboni, pika e vlimit rritet me 0,518 gradë. Pika e vlimit CCl 4 76,75 o C, nxehtësia e avullimit 46,5 kal. g – 1 . Sa është masa molare e dukshme e acidit? Çfarë e shpjegon mospërputhjen me masën molare të vërtetë?
13. Një sasi e caktuar e një lënde e tretur në 100 g benzen ul pikën e ngrirjes me 1,28 o C. E njëjta sasi e një lënde të tretur në 100 g ujë ul pikën e ngrirjes me 1,395 o C. Substanca ka një masë molare normale në benzen, dhe në ujë të shpërbërë plotësisht. Në sa jone shpërndahet një substancë në një tretësirë ​​ujore? Konstantat krioskopike për benzenin dhe ujin janë 5,12 dhe 1,86 K. kg. mol – 1.
14. Llogaritni tretshmërinë ideale të antracenit në benzen në 25 o C në njësi molaliteti. Entalpia e shkrirjes së antracenit në pikën e shkrirjes (217 o C) është 28,8 kJ. mol – 1.
15. Llogaritni tretshmërinë P-dibromobenzeni në benzen në 20 dhe 40 o C, duke supozuar se formohet një tretësirë ​​ideale. Entalpia e shkrirjes P-dibromobenzeni në pikën e shkrirjes (86,9 o C) është 13,22 kJ. mol – 1.
16. Llogaritni tretshmërinë e naftalinës në benzen në 25 o C, duke supozuar se është formuar një tretësirë ​​ideale. Entalpia e shkrirjes së naftalinës në temperaturën e shkrirjes (80,0 o C) është 19,29 kJ. mol – 1.
17. Llogaritni tretshmërinë e antracenit në toluen në 25 o C, duke supozuar se është formuar një tretësirë ​​ideale. Entalpia e shkrirjes së antracenit në pikën e shkrirjes (217 o C) është 28,8 kJ. mol – 1.
18. Llogaritni temperaturën në të cilën kadmiumi i pastër është në ekuilibër me një tretësirë ​​Cd – Bi, fraksioni mol i Cd në të cilin është 0,846. Entalpia e shkrirjes së kadmiumit në pikën e shkrirjes (321,1 o C) është 6,23 kJ. mol – 1.

Problemi 427.
Llogaritni fraksionet molore të alkoolit dhe ujit në një tretësirë ​​96% (nga pesha) e alkoolit etilik.
Zgjidhja:
Pjesa e nishanit(N i) - raporti i sasisë së substancës së tretur (ose tretësit) me shumën e sasive të të gjitha
substanca në tretësirë. Në një sistem të përbërë nga alkooli dhe uji, fraksioni mol i ujit (N 1) është i barabartë me

Dhe fraksioni mol i alkoolit , ku n 1 është sasia e alkoolit; n 2 - sasia e ujit.

Le të llogarisim masën e alkoolit dhe ujit që përmban 1 litër tretësirë, me kusht që dendësia e tyre të jetë e barabartë me një nga proporcionet:

a) masa e alkoolit:

b) masa e ujit:

Sasinë e substancave e gjejmë duke përdorur formulën: , ku m(B) dhe M(B) janë masa dhe sasia e substancës.

Tani le të llogarisim fraksionet molore të substancave:

Përgjigju: 0,904; 0,096.

Problemi 428.
666 g KOH të tretur në 1 kg ujë; dendësia e tretësirës është 1.395 g/ml. Gjeni: a) fraksionin masiv të KOH; b) molariteti; c) molaliteti; d) fraksionet molore të alkalit dhe ujit.
Zgjidhja:
A) Pjesa masive- përqindja e masës së substancës së tretur ndaj masës totale të tretësirës përcaktohet me formulën:

Ku

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

b) Përqendrimi molar (vëllim-molar) tregon numrin e moleve të lëndës së tretur që përmban 1 litër tretësirë.

Le të gjejmë masën e KOH për 100 ml tretësirë ​​duke përdorur formulën: formulë: m = fq V, ku p është dendësia e tretësirës, ​​V është vëllimi i tretësirës.

m(KOH) = 1.395 . 1000 = 1395 g.

Tani le të llogarisim molaritetin e zgjidhjes:

Ne gjejmë sa gram HNO 3 ka për 1000 g ujë duke bërë proporcionin:

d) Fraksioni mol (Ni) – raporti i sasisë së substancës së tretur (ose tretësit) me shumën e sasive të të gjitha substancave në tretësirë. Në një sistem të përbërë nga alkooli dhe uji, fraksioni mol i ujit (N 1) është i barabartë me fraksionin mol të alkoolit, ku n 1 është sasia e alkalit; n 2 - sasia e ujit.

100 g nga kjo tretësirë ​​përmban 40 g KOH dhe 60 g H2O.

Përgjigju: a) 40%; b) 9,95 mol/l; c) 11,88 mol/kg; d) 0,176; 0,824.

Problemi 429.
Dendësia e tretësirës 15% (në masë) H 2 SO 4 është 1,105 g/ml. Njehsoni: a) normalitetin; b) molariteti; c) molaliteti i tretësirës.
Zgjidhja:
Le të gjejmë masën e tretësirës duke përdorur formulën: m = fq V, ku fq- dendësia e tretësirës, ​​V - vëllimi i tretësirës.

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

Masa e H 2 SO 4 e përmbajtur në 1000 ml tretësirë ​​gjendet nga proporcioni:

Le të përcaktojmë masën molare të ekuivalentit të H 2 SO 4 nga marrëdhënia:

ME (V) - masë molare e ekuivalentit të acidit, g/mol; M(B) është masa molare e acidit; Z(B) - numër ekuivalent; Z (acidet) është i barabartë me numrin e joneve H+ në H 2 SO 4 → 2.

a) Përqendrimi (ose normaliteti) ekuivalent molar tregon numrin e ekuivalentëve të një lënde të tretur që përmbahet në 1 litër tretësirë.

b) Përqendrimi molal

Tani le të llogarisim molalitetin e tretësirës:

c) Përqendrimi i molalit (ose molaliteti) tregon numrin e moleve të lëndës së tretur që përmban 1000 g tretës.

Gjejmë sa gram H 2 SO 4 përmbahen në 1000 g ujë, duke përbërë proporcionin:

Tani le të llogarisim molalitetin e tretësirës:

Përgjigju: a) 3,38n; b) 1,69 mol/l; 1,80 mol/kg.

Problemi 430.
Dendësia e një tretësire saharoze 9% (nga pesha) C 12 H 22 O 11 është 1,035 g/ml. Njehsoni: a) përqendrimin e saharozës në g/l; b) molariteti; c) molaliteti i tretësirës.
Zgjidhja:
M(C 12 H 22 O 11) = 342 g/mol. Le të gjejmë masën e tretësirës duke përdorur formulën: m = p V, ku p është dendësia e tretësirës, ​​V është vëllimi i tretësirës.

m(C 12 H 22 O 11) = 1.035. 1000 = 1035 g.

a) Ne llogarisim masën e C 12 H 22 O 11 që përmbahet në tretësirë ​​duke përdorur formulën:

Ku
- pjesa masive e substancës së tretur; m (in-va) - masë e substancës së tretur; m (tretësirë) - masë e tretësirës.

Përqendrimi i një lënde në g/l tregon numrin e gramëve (njësive të masës) që përmbahen në 1 litër tretësirë. Prandaj, përqendrimi i saharozës është 93.15 g/l.

b) Përqendrimi molar (vëllim-molar) (CM) tregon numrin e moleve të një lënde të tretur që përmbahet në 1 litër tretësirë.

V) Përqendrimi molal(ose molaliteti) tregon numrin e moleve të lëndës së tretur që përmbahet në 1000 g tretës.

Gjejmë sa gram C 12 H 22 O 11 përmbahen në 1000 g ujë, duke përbërë proporcionin:

Tani le të llogarisim molalitetin e tretësirës:

Përgjigju: a) 93,15 g/l; b) 0,27 mol/l; c) 0,29 mol/kg.