O'z-o'zini nazorat qilish uchun savollar. Umumiy kimyoga kirish. Masalani yechish misollari

Eritmalar nima va ular kimyoviy birikmalar va mexanik aralashmalarning qanday xususiyatlariga ega?

Eritmaning issiqlik effektini nima aniqlaydi?

Eruvchanlik nima va u nimaga bog'liq?

Eritmaning konsentratsiyasi nima deyiladi? Foiz, molyar, molyar ekvivalent va molal konsentratsiyalarni va mol ulushini aniqlang.

Raul qonunini aniqlang.

Raul qonuni qanday oqibatlarga olib keladi?

Krioskopik va ebullioskopik erituvchi konstantalari nima?

Adabiyot.

Korovin N.V. Umumiy kimyo.- M.: Oliy. maktab, 2002. Ch. 8, § 8.1.

Glinka N.L. Umumiy kimyo.- M.: Integral-Press, 2002, Ch. 7,

1.6. Muammoni hal qilishga misollar

1-misol. 10 g kaliy nitrat (KNO 3) 240 g suvda eritilsa, eritmaning harorati 3,4 darajaga kamaydi. Tuz eritmasining issiqligini aniqlang. Eritmaning solishtirma issiqlik sig'imi (sp) 4,18 J/g. TO.

Yechim:

1. Olingan eritmaning massasini toping (m):

m = 10 + 240 = 250 (g).

2. Eritma yutgan issiqlik miqdorini aniqlaymiz:

Q = m. sud. T

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

3. Biz KNO 3 ning bir molini eritganda so'rilgan issiqlik miqdorini hisoblaymiz, ya'ni. uning erish issiqligi (KNO 3 ning molyar massasi 101 g/mol):

10 g tuz eritilganda 3,56 kJ yutiladi

101 g tuzni eritganda --------- x,

x = = 35,96 kJ

Javob: KNO 3 eritmasining issiqligi 35,96 kJ/mol.

Yechim:

1. 1 litr 17,5% li eritma tarkibidagi sulfat kislotaning vazn miqdorini toping:

a) litr (1000 ml) eritmaning massasini toping:

m =  . V = 1,12 . 1000 = 1120 g;

b) sulfat kislotaning og'irlik miqdorini toping:

100 g eritmada 17,5 g H 2 SO 4 mavjud;

1120 g eritmada - x,

2. Eritmaning titrini toping; Buning uchun eritmaning ma'lum hajmidagi kislotaning og'irlik miqdorini mililitrda ifodalangan eritma hajmiga bo'lish kerak:

T = = 0,196 g/ml.

3. Eritmaning molyar konsentratsiyasini toping; Buning uchun 1 litr eritmadagi kislotaning og'irlik miqdorini molyar massaga (MH 2 SO 4), 98 g / molga bo'lish kerak:

2 mol/l.

4. Eritma ekvivalentining molyar konsentratsiyasini toping; Buning uchun 1 litr eritmadagi (196 g) kislotaning og'irligini ekvivalent massaga (EH 2 SO 4) bo'lish kerak.

H 2 SO 4 ning ekvivalent massasi uning vodorod atomlari soniga bo'lingan molyar massasiga teng:

Demak, C ekv = = 4 mol ekviv/l.

Molyar konsentratsiya ekvivalentini formula yordamida ham hisoblash mumkin

.

5.Eritmaning molyarligini hisoblang; Buning uchun 1000 g erituvchi (suv) tarkibidagi kislota mol sonini topish kerak.

Oldingi hisob-kitoblardan (3-bandga qarang) ma'lumki, 1120 g (1 l) eritmada 196 g yoki 2 mol H2SO4 mavjud, shuning uchun bunday eritmada suv bor:

1120 - 196 = 924 g.

Keling, nisbatni tuzamiz:

924 g suvda 2 mol H 2 SO 4 bor

1000 g suv uchun - x.

m = x = = 2,16 mol/1000 g suv bilan.

Javob: T = 0,196 g/ml; = 2 mol/l; C ekv = 4 mol ekviv/l;

m = 2,16 mol / 1000 g suv bilan.

3-misol. H 2 SO 4 ning 96% li eritmasidan ( = 1,84 g/sm 3) uning molyar ekvivalent konsentratsiyasi 0,5 bo‘lgan 1 litr eritmasini tayyorlash uchun necha millilitr kerak bo‘ladi?

Yechim.

1. Molyar ekvivalent konsentratsiyasi 0,5 (sulfat kislota ekvivalenti 49 g) bo‘lgan 1 litr eritma tayyorlash uchun zarur bo‘lgan H 2 SO 4 ning og‘irlik miqdorini hisoblaymiz:

1000 ml 0,5 n eritmada 49 dan iborat. 0,5 = 24,5 g H 2 SO 4.

2. Tarkibida 24,5 g H 2 SO 4 bo‘lgan dastlabki (96%) eritmaning og‘irlik miqdorini aniqlang:

100 g eritmada 96 g H 2 SO 4,

x g eritmada - 24,5 g H 2 SO 4.

x = = 25,52 g

3. Eritmaning og‘irlik miqdorini uning zichligiga () bo‘lish orqali dastlabki eritmaning kerakli hajmini toping:

V = = 13,87 ml.

Javob: molyar konsentratsiyali ekvivalenti 0,5 ga teng bo'lgan 1 litr sulfat kislota eritmasini tayyorlash uchun H 2 SO 4 ning 96% li eritmasidan 13,87 ml talab qilinadi.

4-misol. Avtomobil radiatoriga 2 kg (m) etil spirti va 8 kg (g) suvdan tayyorlangan eritma quyiladi. Eritmaning muzlash nuqtasini hisoblang. Krioskopik suv doimiysi Kk 1,86 ga teng.

Yechim.

1. Raul qonunidan kelib chiqqan holda eritmaning muzlash haroratining pasayishini toping:

t z = K k S m = K k.

C 2 H 5 OH ning molyar massasi 46 g/mol, shuning uchun

T z = 1,86 = 10,1 o S.

2. Eritmaning muzlash haroratini toping:

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

Javob: eritma -10,1 o S haroratda muzlaydi.

Suyultirilgan eritmalarning faqat uchuvchan bo'lmagan eritma miqdoriga bog'liq bo'lgan xossalari deyiladi kolligativ xususiyatlar. Bularga erituvchining eritma ustidagi bug bosimining pasayishi, qaynash haroratining oshishi va eritmaning muzlash haroratining pasayishi, shuningdek, osmotik bosim kiradi.

Muzlash nuqtasini pasaytirish va sof erituvchiga nisbatan eritmaning qaynash nuqtasini oshirish:

T o'rinbosari = = K TO. m 2 ,

T kip. = = K E. m 2 .

Qayerda m 2 - eritmaning molyarligi, K K va K E - kriyoskopik va ebullioskopik erituvchi konstantalari, X 2 - erigan moddaning mol ulushi, H pl. Va H ispancha - erituvchining erishi va bug'lanishi entalpiyasi; T pl. Va T kip. - erituvchining erish va qaynash nuqtalari; M 1 – erituvchining molyar massasi.

Suyultirilgan eritmalardagi osmotik bosimni tenglama yordamida hisoblash mumkin

Qayerda X 2 - erigan moddaning molyar ulushi va erituvchining molyar hajmi. Juda suyultirilgan eritmalarda bu tenglama bo'ladi Van't-Xoff tenglamasi:

Qayerda C- eritmaning molyarligi.

Noelektrolitlarning kolligativ xususiyatlarini tavsiflovchi tenglamalar, shuningdek, Van't Hoff tuzatish koeffitsientini kiritish orqali elektrolitlar eritmalarining xususiyatlarini tavsiflash uchun ham qo'llanilishi mumkin. i, Masalan:

= iCRT yoki T o'rinbosari = iK TO. m 2 .

Izotonik koeffitsient elektrolitlar dissotsilanish darajasiga bog'liq:

i = 1 + (- 1),

bu yerda bitta molekulaning dissotsiatsiyasida hosil bo'lgan ionlar soni.

Qattiq jismning haroratda ideal eritmada eruvchanligi T tasvirlangan Shreder tenglamasi:

,

Qayerda X- eritmadagi erigan moddaning mol ulushi; T pl. – erish harorati va H pl. - erigan moddaning erish entalpiyasi.

MISOLLAR

8-1-misol. Vismutning kadmiyda eruvchanligini 150 va 200 o S da hisoblang. Vismutning erish haroratida (273 o C) erish entalpiyasi 10,5 kJ ga teng. mol –1 . Faraz qilaylik, ideal eritma hosil bo'ladi va sintez entalpiyasi haroratga bog'liq emas.

Yechim. Keling, formuladan foydalanamiz .

150 o C da , qayerda X = 0.510

200 o C da , qayerda X = 0.700

Eruvchanlik harorat ortishi bilan ortadi, bu endotermik jarayonga xosdir.

8-2-misol. 20 g gemoglobinning 1 litr suvdagi eritmasi 25 o S da 7,52 10 –3 atm osmotik bosimga ega. Gemoglobinning molyar massasini aniqlang.

65 kg. mol –1 .

VAZIFALAR

1. Agar plazmadagi karbamid kontsentratsiyasi 0,005 mol bo'lsa, 36,6 o C da karbamidni chiqarish uchun buyraklar tomonidan bajariladigan minimal osmotik ishni hisoblang. l –1, siydikda esa 0,333 mol. l – 1.
2. 10 g polistirol 1 litr benzolda eritiladi. 25 o C da osmometrdagi eritma ustunining balandligi (zichligi 0,88 g sm–3) 11,6 sm polistirolning molyar massasini hisoblang.
3. Inson zardobidagi albumin oqsilining molyar massasi 69 kg ni tashkil qiladi. mol –1 . 100 sm 3 suvdagi 2 g oqsil eritmasining osmotik bosimini Pa va eritma ustunining mm da 25 o C da hisoblang. Eritmaning zichligini 1,0 g sm-3 deb hisoblaymiz.
4. 30 o C da saxarozaning suvli eritmasining bug 'bosimi 31,207 mm Hg ni tashkil qiladi. Art. 30 o C da toza suvning bug 'bosimi 31,824 mm Hg ni tashkil qiladi. Art. Eritmaning zichligi 0,99564 g sm–3. Ushbu eritmaning osmotik bosimi qanday?
5. Odam qon plazmasi -0,56 o S da muzlaydi. Uning 37 o C da osmotik bosimi qanday bo ladi, faqat suv o tkazuvchi membrana yordamida o lchanadi?
6. *Fermentning molyar massasi uni suvda eritib, eritma ustunining balandligini osmometrda 20 o C da o‘lchab, so‘ngra ma’lumotlarni nol konsentratsiyaga ekstrapolyatsiya qilish yo‘li bilan aniqlandi. Quyidagi ma'lumotlar olindi:

C, mg. sm -3
h, sm

7. Lipidning molyar massasi qaynash haroratining oshishi bilan aniqlanadi. Lipid metanol yoki xloroformda eritilishi mumkin. Metanolning qaynash harorati 64,7 o C, bug'lanish issiqligi 262,8 kal. g -1. Xloroformning qaynash harorati 61,5 o C, bug'lanish issiqligi 59,0 kal. g -1. Metanol va xloroformning ebullioskopik konstantalarini hisoblang. Maksimal aniqlik bilan molyar massani aniqlash uchun qaysi erituvchidan foydalanish yaxshidir?
8. 500 g suvda 50,0 g etilen glikol bo'lgan suvli eritmaning muzlash nuqtasini hisoblang.
9. Tarkibida 0,217 g oltingugurt va 19,18 g CS 2 bo‘lgan eritma 319,304 K da qaynaydi. Sof CS 2 ning qaynash temperaturasi 319,2 K. CS 2 ning ebullioskopik konstantasi 2,37 K. kg. mol –1 . CS 2 da erigan oltingugurt molekulasida nechta oltingugurt atomi bor?
10. 1000 g suvda 68,4 g saxaroza eriydi. Hisoblang: a) bug' bosimi, b) osmotik bosim, v) muzlash harorati, d) eritmaning qaynash harorati. 20 o C da toza suvning bug 'bosimi 2314,9 Pa ni tashkil qiladi. Krioskopik va ebullioskopik doimiy suvlar 1,86 va 0,52 K. kg. mos ravishda mol -1.
11. Tarkibida 0,81 g uglevodorod H(CH 2) nH va 190 g etil bromid boʻlgan eritma 9,47 o S da muzlaydi. Bromid etilning muzlash harorati 10,00 o C, krioskopik konstantasi 12,5 K. kg. mol –1 . n ni hisoblang.
12. 56,87 g uglerod tetrakloridida 1,4511 g diklorosirka kislotasi eritilsa, qaynash harorati 0,518 gradusga ortadi. Qaynash nuqtasi CCl 4 76,75 o C, bug'lanish issiqligi 46,5 kal. g -1. Kislotaning ko'rinadigan molyar massasi qancha? Haqiqiy molyar massa bilan nomuvofiqlikni nima tushuntiradi?
13. 100 g benzolda erigan moddaning ma'lum miqdori muzlash nuqtasini 1,28 o S ga pasaytiradi. 100 g suvda erigan bir xil miqdordagi modda muzlash nuqtasini 1,395 o S ga pasaytiradi. Moddaning normal molyar massasi benzol va suvda butunlay dissotsiatsiyalanadi. Suvli eritmada modda nechta ionga ajraladi? Benzol va suv uchun kriyoskopik konstantalar 5,12 va 1,86 K. kg ni tashkil qiladi. mol –1 .
14. Antrasenning benzolda 25 o C da ideal eruvchanligini molyarlik birliklarida hisoblang. Antrasenning erish nuqtasida (217 o S) erish entalpiyasi 28,8 kJ ni tashkil qiladi. mol –1 .
15. Eruvchanlikni hisoblang P-dibromobenzol benzolda 20 va 40 o C da ideal eritma hosil bo'ladi deb faraz qilgan holda. Erish entalpiyasi P-dibromobenzolning erish nuqtasida (86,9 o S) 13,22 kJ. mol –1 .
16. Naftalinning benzolda eruvchanligini 25 o C da ideal eritma hosil bo‘lgan deb hisoblang. Naftalinning erish haroratida (80,0 o C) erish entalpiyasi 19,29 kJ ni tashkil qiladi. mol –1 .
17. Antrasenning toluolda eruvchanligini 25 o C da ideal eritma hosil bo lgan deb hisoblang. Antrasenning erish nuqtasida (217 o S) erish entalpiyasi 28,8 kJ ni tashkil qiladi. mol –1 .
18. Cd ning mol ulushi 0,846 ga teng bo'lgan Cd - Bi eritmasi bilan sof kadmiy muvozanatda bo'lgan haroratni hisoblang. Erish nuqtasida (321,1 o C) kadmiyning erish entalpiyasi 6,23 kJ ga teng. mol –1 .

Muammo 427.
Etil spirtining 96% (og‘irlik bo‘yicha) eritmasidagi spirt va suvning mol ulushlarini hisoblang.
Yechim:
Mol fraktsiyasi(N i) - erigan modda (yoki erituvchi) miqdorining barcha moddalar miqdori yig'indisiga nisbati.
eritmadagi moddalar. Spirtli ichimliklar va suvdan tashkil topgan tizimda suvning mol ulushi (N 1) ga teng

Va alkogolning mol ulushi , bu erda n 1 - spirt miqdori; n 2 - suv miqdori.

1 litr eritmadagi spirt va suvning massasini, agar ularning zichligi nisbatlardan biriga teng bo'lsa, hisoblaymiz:

a) spirtning massasi:

b) suv massasi:

Quyidagi formula yordamida moddalar miqdorini topamiz: , bu erda m(B) va M(B) moddaning massasi va miqdori.

Endi moddalarning mol ulushlarini hisoblaymiz:

Javob: 0,904; 0,096.

Muammo 428.
1 kg suvda erigan 666 g KOH; eritmaning zichligi 1,395 g/ml. Toping: a) KOH ning massa ulushi; b) molyarlik; c) molyarlik; d) ishqor va suvning mol fraktsiyalari.
Yechim:
A) Massa ulushi- erigan moddaning massasining eritmaning umumiy massasiga nisbati formula bilan aniqlanadi:

Qayerda

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

b) Molyar (hajm-molyar) konsentratsiya 1 litr eritmadagi erigan moddaning mol sonini ko'rsatadi.

100 ml eritmadagi KOH massasini quyidagi formula yordamida topamiz: m = p V, bu erda p - eritmaning zichligi, V - eritmaning hajmi.

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

Endi eritmaning molyarligini hisoblaymiz:

1000 g suvda necha gramm HNO 3 borligini proporsiya qilib topamiz:

d) mol ulushi (Ni) - erigan modda (yoki erituvchi) miqdorining eritmadagi barcha moddalar miqdori yig'indisiga nisbati. Spirt va suvdan tashkil topgan tizimda suvning mol ulushi (N 1) spirtning mol ulushiga teng, bu erda n 1 ishqor miqdori; n 2 - suv miqdori.

Ushbu eritmaning 100 g tarkibida 40 g KOH va 60 g H2O mavjud.

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

Muammo 429.
15% (massa bo'yicha) H 2 SO 4 eritmasining zichligi 1,105 g / ml ni tashkil qiladi. Hisoblang: a) normallik; b) molyarlik; c) eritmaning molyarligi.
Yechim:
Eritmaning massasini quyidagi formula yordamida topamiz: m = p V, qayerda p- eritmaning zichligi, V - eritmaning hajmi.

m (H 2 SO 4) = 1,105 . 1000 = 1105 g.

1000 ml eritmadagi H 2 SO 4 ning massasi quyidagi nisbatdan topiladi:

H 2 SO 4 ekvivalentining molyar massasini munosabatdan aniqlaymiz:

ME (V) - kislota ekvivalentining molyar massasi, g/mol; M(B) kislotaning molyar massasi; Z(B) - ekvivalent son; Z (kislotalar) H 2 SO 4 → 2 tarkibidagi H+ ionlari soniga teng.

a) Molyar ekvivalent kontsentratsiya (yoki normallik) 1 litr eritmadagi erigan moddaning ekvivalentlari sonini ko'rsatadi.

b) Molal kontsentratsiyasi

Endi eritmaning molyarligini hisoblaymiz:

c) Molal konsentratsiya (yoki molyarlik) 1000 g erituvchi tarkibidagi erigan moddaning mol sonini ko'rsatadi.

1000 g suvda qancha gramm H 2 SO 4 borligini aniqlaymiz, bu nisbatni tashkil qiladi:

Endi eritmaning molyarligini hisoblaymiz:

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

Muammo 430.
9% (og'irlik bo'yicha) sukroz eritmasining zichligi C 12 H 22 O 11 1,035 g / ml ni tashkil qiladi. Hisoblang: a) g/l saxaroza konsentratsiyasi; b) molyarlik; c) eritmaning molyarligi.
Yechim:
M (C 12 H 22 O 11) = 342 g / mol. Eritmaning massasini quyidagi formula yordamida topamiz: m = p V, bu erda p - eritmaning zichligi, V - eritmaning hajmi.

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

a) Eritma tarkibidagi C 12 H 22 O 11 ning massasini formuladan foydalanib hisoblaymiz:

Qayerda
- erigan moddaning massa ulushi; m (in-va) - erigan moddaning massasi; m (eritma) - eritmaning massasi.

Moddaning g/l dagi konsentratsiyasi 1 litr eritmada qancha gramm (massa birliklari) borligini ko'rsatadi. Shuning uchun saxaroza konsentratsiyasi 93,15 g/l ni tashkil qiladi.

b) Molyar (hajm-molyar) konsentratsiya (KM) 1 litr eritmadagi erigan moddaning mol sonini ko'rsatadi.

V) Molal kontsentratsiyasi(yoki molyarlik) 1000 g erituvchi tarkibidagi erigan moddaning mol sonini ko'rsatadi.

Biz 1000 g suvda necha gramm C 12 H 22 O 11 borligini aniqlaymiz, bu nisbatni tashkil qiladi:

Endi eritmaning molyarligini hisoblaymiz:

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