Файл: КР ТИ_КИ.doc

Пример 6. Определите молярную концентрацию раствора, полученного при растворении гидроксида калия массой 16,80г в воде массой 183,2г, если плотность этого раствора равна 1,100г/мл.

Решение.Определяем массу полученного раствора:

m(ppa) = m(KOH) + m(H₂O)= 16,8 + 183,2=200,0 г.

Рассчитаем объем этого раствора:

Находим количество вещества гидроксида калия, используя формулу:

где m– масса гидроксида калия, г;

М – молярная масса КОН равная 56,0г/моль;

ν16,8 г/56,0г/моль = 0,30 моль.

Определяем молярную концентрацию раствора:

Пример 7. Вычислите, какой объем раствора серной кислоты с массовой долей H₂SO₄21,5% и плотностью 1,16г/мл потребуется для приготовления 10,0 л 0,60М раствора этой кислоты.

Решение.Определяем массу серной кислоты, которая должна содержаться в 10,0 л 0,60 М раствора:

M(H₂SO₄) = 98,0 г/моль

m(H₂SO₄) = C(H₂SO₄) · M(H₂SO₄) · V = 0,60 · 98,0 ·10,0 = 588 (г).

Находим массу раствора серной кислоты с массовой долей H₂SO₄21,5 %, содержащую588 г кислоты:

Рассчитываем необходимый объем раствора:

Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация)определяется числом молей эквивалентов (ν_э) растворенного вещества, содержащихся в 1л раствора

где М(1/zB) – молярная масса эквивалента растворенного вещества, г/моль;

V– объем раствора, л.

Единица молярной концентрации эквивалента – моль/л.

Нормальная концентрация обозначается при написании н. (после числа). Например, раствор молярной концентрации эквивалента серной кислоты равной 1 моль/л может быть обозначен как 1н. Н₂SО_4.

Пример 8. Определите молярную концентрацию эквивалента раствора сульфата хрома (III), используемого в реакциях полного обмена, если в растворе объемом 400 мл растворено соли массой 7,84г.

Решение. Напишем уравнение реакции:

Cr₂(SO₄)₃+ 6NaOH= 2Cr(OH)₃+ 3Na₂SO₄

Рассчитываем молярную концентрацию эквивалента:

Задачи к разделу 5.1:

«Растворы. Способы выражения концентрации»

101 К раствору серной кислоты объемом 1,2 л и концентрацией 0,5 М прибавлено 2,4 л воды. Найдите нормальную концентрацию Н₂SO₄в полученном растворе.

102 В воде массой 256 г растворили метиловый спирт объемом 82,2 мл и плотностью 0,81 г/мл. Определите молярную концентрацию полученного раствора, если его плотность равна 0,97 г/мл.

103 Определите массовую долю (%) хлорида кальция в растворе с концентрацией 1,45 М СаСl₂и плотностью 1,12 г/мл.

104 Вычислите, какой объем раствора с массовой долей серной кислоты 98,0 % и плотностью 1,84 г/мл потребуется для приготовления раствора с концентрацией 0,55 М объемом 100 мл.

105 К воде объемом 400 мл прилили раствор с концентрацией 2,00 М хлорида калия объемом 80,6 мл и плотностью 1,09 г/мл. Определите молярную концентрацию полученного раствора.

106 Определите молярную концентрацию раствора, полученного смешением 0,65 М раствора нитрата калия объемом 300 мл с 0,04М раствором этого вещества объемом 200 мл.

107 Вычислите нормальную концентрацию раствора серной кислоты, полученного при разбавлении 5,08 М раствора объемом 400 мл водой объемом 300 мл.

108 Определите нормальную концентрацию раствора сульфата хрома (III), если в растворе объемом 600 мл содержится Сr₂(SO₄)₃массой 40,6 г.

109 Определите, какая масса фосфорной кислоты содержится в растворе объемом 1,5 л, если нормальная концентрация равна 0,4 моль/л.

110 Вычислите массовую долю (%) серной кислоты в растворе, 1,00 л которого содержит 0,50 эквивалента Н₂SO₄, плотность раствора равна 1,03 г/мл.

111 Растворы одного и того же вещества молярной концентрации 0,4; 0,8 и 1,2 моль/л смешаны в объемных соотношениях 1,0:2,0:4,0. Определите молярную концентрацию полученного раствора.

112 Рассчитайте, какой объем раствора азотной кислоты с массовой долей HNO₃50,0 % и плотностью 1,32 г/мл необходимо взять для приготовления раствора объемом 2,00 л с концентрацией 0,69 моль/л.

113 Смешаны два раствора серной кислоты нормальной концентрации 0,2 и 1,2 моль/л, взятые объемом соответственно 2,5 и 1,5 л. Определите молярную и нормальную концентрации полученного раствора.

114 Вычислите объем воды, который необходимо прибавить к раствору сульфата калия объемом 100 мл для того, чтобы уменьшить его молярную концентрацию от 2,00 до 0,50 моль/л.

115 Определите молярную концентрацию раствора гидроксида натрия с массовой долей NaOH30,0 % и плотностью 1,33 г/мл.

116 Рассчитайте, какой объем раствора с массовой долей гидроксида калия 16,0 % и плотностью 1,15 г/мл необходимо взять, чтобы приготовить раствор объемом 350 мл с молярной концетрацией КОН 1,20 моль/л.

117 Определите молярную концентрацию раствора, полученного смешением 0,45 М раствора нитрата серебра объемом 100 мл с 0,18 М раствором объемом 300 мл.

118 Найдите массовую долю серной кислоты в растворе, для которого нормальная концентрация равна 4,00 моль/л, а плотность 1,14 г/мл.

119 Растворы хлорида кальция нормальной концентрации 0,6 и 1,2 моль/л смешаны в объемном отношении 1:2. Вычислите молярную концентрацию полученного раствора.

120 Вычислите, какой объем раствора серной кислоты с массовой долей Н₂SO₄90,0 % и плотностью 1,82 г/мл надо взять для приготовления раствора объемом 800 мл нормальной концентрации 0,25 моль/л.

5.2 Свойства растворов неэлектролитов

К общим (коллигативным) свойствам растворов неэлектролитов относятся:

понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором;
понижение температуры замерзания (кристаллизации) растворов;
повышение температуры кипения растворов;
осмотическое давление.

5.2.1 Осмотическое давление

Самопроизвольный переход растворителя через полупроницаемую мембрану, разделяющую раствор и растворитель или два раствора с различной концентрацией растворенного вещества, называется осмосом. Количественно осмос характеризуется осмотическим давлением, равным силе, приходящейся на единицу площади поверхности мембраны. Осмотическое давление возрастает с увеличением концентрации растворенного вещества и температуры.

Вант-Гофф предполагал, что для осмотического давления можно применить уравнение состояния идеального газа.



Откуда ,

где  – осмотическое давление, кПа

с – молярная концентрация раствора, моль/л

ν – количество растворенного вещества, моль

V – объем раствора, л

R – молярная газовая постоянная, 8,31 .

Осмотическое давление разбавленного раствора численно равно тому давлению, которое производило бы данное количество растворенного вещества, занимая в виде газа при данной температуре объем, равный объему раствора.

Пример 1. Вычислите осмотическое давление раствора при температуре 22^OC, в 1,2 л которого содержится 20,5 мг сахара С₁₂Н₂₂О₁₁.

Решение. Вычисляем молярную концентрацию раствора

M(С₁₂Н₂₂О₁₁)=342 г/моль; T=273+22=295 К.

Отсюда =сRT=510^-58,31295=0,122 (кПа)=122 (Па).

Пример 2. В 250 мл раствора содержится 17 мг растворенного вещества. Осмотическое давление раствора при температуре 27^oC равно 1,84 кПа. Вычислите молярную массу вещества.

Решение. Из формулы Вант-Гоффа выведем величину М и подставляем данные условия задачи:

; T=273+27=300К.

Отсюда

5.2.2 Давление пара растворителя над разбавленными растворами

неэлектролитов

Давление пара растворителя над раствором ниже давления его пара над чистым растворителем при той же температуре. Согласно закону Рауля понижение давления насыщенного пара растворителя А над раствором P_А пропорционально молярной доле растворенного нелетучего вещества В.

Если Р_o – давление насыщенного пара растворителя над чистым раство- рителем,

Р – давление насыщенного пара растворителя над раствором,

Р_о – Р =P – понижение давления насыщенного пара растворителя,

ν_В – количество растворенного вещества, моль,

ν_А – количество растворителя, моль,

_В=- молярная доля растворенного вещества,

тогда

Закон Рауля может быть выражен формулой

, если   молярная доля растворителя.

Пример 3. Рассчитайте давление насыщенного пара бензола С₆Н₆ над раствором нафталина С₁₀Н₈ в бензоле при температуре 40^оС, если в 400 г раствора содержится 128 г нафталина, а давление насыщенного пара чистого бензола при данной температуре равно 24,15 кПа.

Решение. Для решения задачи следует применить закон Рауля в виде

, вычислив молярную долю бензола.