Файл: LR_T_d_svoistva_rastvorov_neehlektrolitov (1).pdf

РВ = РоВ . хВ ,

Общее давление пара над идеальным раствором выражается:

Парциальные давления пара растворителя и растворенного вещества, а также общее давление пара над идеальным раствором линейно зависят от состава раствора (см. рис.3).

В случае диссоциации молекул растворенного вещества количество растворенных частиц увеличивается и это можно учесть с помощью изотонического коэффициента:

молекула.

Примеры решения задач

Пример I. 1. Вычислить давление паров воды над 5% (по массе) раствором сахара С12Н22О11 в воде при 100оС и процентное содержание глицерина в водном растворе, имеющем такое же давление паров воды.

Решение: 1) Давление паров воды над раствором вычисляем по закону Рауля (35): РН2О = РоН2О . хН2О ,

где РоН2О= 1013 гПа – давление паров над чистой водой при 100оС равно атмосферному; хН2О – мольную долю воды в растворе определяем по уравнениям (4 и 7):

Отсюда РН2О = 0,997 . 1013 = 1010 гПа.

2) Процентную концентрацию глицерина в растворе находим из условия, что если давление насыщенного пара этого раствора равняется давлению

19

насыщенного пара раствора сахара, то молярные доли сахара и глицерина в растворе должны быть одинаковыми, т.е.

хглицерина= хсах.= 1 – хН2О = 1 – 0,997 = 0,003

Отсюда концентрация глицерина в массовых процентах составляет (2):

Пример I. 2. Давление водяного пара раствора, содержащего нелетучее растворенное вещество, на 2% ниже давления чистой воды. Определить, как изменится соотношение давлений пара над раствором и растворителем, если растворенное вещество диссоциировано на 80% и распадается на 2 частицы.

где i - изотонический коэффициент Вант – Гоффа (39): i = 1 + ( - 1 ) = 1 + 0,8 ( 2 - 1 ) = 1,8;

Тогда при диссоциации растворенного вещества:

РА / РоА = 1,8 . 0,02 = 0,036

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Задача I. 1.1 Определить давление насыщенного пара воды над раствором 10мас.% карбамида СО(NH2)2 при 100оС.

Задача I. 1.2 При 315 К давление насыщенного пара над водой 8,2 кПа. На сколько понизится давление пара при указанной температуре, если в 540г воды растворить 36 г глюкозы С6Н12О6?

Задача I. 1.3 Найти при 65оС давление пара над раствором, содержащим 13,68 г сахарозы С12Н22О11 в 90 г воды. если давление насыщенного пара над водой при той же температуре равно 25 кПа.

Задача I. 1.4 Раствор, состоящий из бензола ( С6Н6) и толуола (С6Н5СН3), содержит 30 мас.% толуола. Определить давление пара раствора и состав пара в мольных долях. Давление пара чистого бензола 160 гПа, чистого толуола 48,9 гПа.

20

Задача I. 1.5 Давление паров ртути над амальгамой, содержащей 1,14г олова в 100г ртути, равно 1005 гПа. Определить давление паров чистой ртути при той же температуре.

Задача I. 1.6 Вычислить давление паров воды над 25% по массе раствором глюкозы С6Н12О6 при 20оС. Давление паров воды при этой температуре равно 23,1 гПа.

Задача I. 1.7 Рассчитать общее давление пара над раствором этанол - бензол при хбензола = 0,4. Парциальное давление паров этанола над раствором 33,5 мм рт.ст., бензола 60,5 мм рт.ст.

Задача I. 1.8. Определить парциальное давление воды над 10 мас.% раствором глицерина С3Н8О3 в воде. При 298 К парциальное давление паров воды над чистой водой равно 3159 Па.

Задача I. 1.9 Давление паров этилового эфира (С2Н5ОС2Н5) при 20о С равно 589 гПа. Вычислить давление паров эфира над раствором, содержащим 15г бензальдегида (мольная масса 106,05) в 100 г эфира.

Задача I. 1.10 При 140оС давление пара С6Н5Сl равно 1252 гПа,а давление пара С6Н5Br - 661 гПа. Жидкости образуют идеальный раствор. Определить состав смеси, кипящей под общим давлением 1013 гПа.

Задача I. 1.11 При переработке титановых шлаков методом хлорирования образующиеся тетрахлориды титана и кремния конденсируют совместно. При 30оС давление пара TiCl4 составляет 18 мм.рт.ст., а SiCl4 составляет 320 мм.рт.ст. Вычислить давление пара расплава, содержащего 90 мас% TiCl4 и 10мас% SiCl4.

Задача I. 1.12 При некоторой температуре давление пара над раствором, содержащим 62 г фенола С6Н5ОН в 60 моль эфира, равно 0,507. 105 Па. Найдите давление пара эфира при этой температуре.

Задача I. 1.13. 63 ,4 г сахара (С12Н22О11) растворяют в 1000 г воды. Давление паров воды при 20оС равно 2,315 кПа. Рассчитать давление пара над раствором при этой температуре.

Задача I.1.14. В 100 г эфира растворено 10 г нелетучего вещества. Давление пара над раствором при 20оС равно 56,78 кПа, давление пара

21

растворителя при тех же условиях равно 59,0 кПа. Вычислить молекулярную массу растворенного вещества.

Задача I. 1.15. Давление паров воды при 40оС равно 7375 Па. Рассчитать давление пара над раствором 9,206 г глицерина в 360 г воды при той же температуре.

Задача I. 1.16. Найти при 65о С давление пара над раствором, содержащим 68 г сахарозы в 190 г воды, если давление насыщенного пара над водой при той же температуре равно 25 кПа (187,5 мм.рт.ст.).

Задача I. 1.17 Давление пара воды при 313 К равно 7375.4 Па. Вычислите при данной температуре давление пара раствора, содержащего 8,9 г NaNO3 в 1000 г воды. Кажущаяся степень диссоциации NaNO3 в указанном растворе равна 65%.

Задача I. 1.18. При 25оС давление насыщенного пара воды составляет 3,166кПа (23,75 мм.рт.ст.). Найти при той же температуре давление насыщенного пара над 5 мас.% -ным водным раствором СО(NH2)2.

Задача I. 1.19. Какова должна быть мас.% концентрация водного раствора сахара (С12Н22О11), если величина понижения давления пара составляет 5% от давления пара чистого растворителя?

Задача I. 1.20. Массовая доля неэлектролита в водном растворе 63 %. Рассчитайте молекулярную массу этого неэлектролита, если при 20оС давление водяного пара над раствором равно 1399,40 Па. Давление паров воды при данной температуре равно 2335,42 Па.

Задача I. 1.21. При 293 К давление насыщенного пара над водой равно 2,34 кПа ( 17,53 мм.рт.ст.). Сколько граммов глицерина (С3Н5(ОН)3) надо растворить в 480 г воды, чтобы понизить давление пара на 133,3 Па

(1мм.рт.ст.).

Задача I. 1.22. Давление пара раствора, содержащего 2,21 грамм CaCl2 и 100 грамм воды при 293К, равно 2319.8 Па, а давление пара воды при той же температуре 2338,5 Па. Вычислите кажущуюся степень диссоциации хлорида кальция.

2. Повышение температура кипения идеального раствора.

22

Эбулиоскопия.

Жидкость закипает, когда давление ее насыщенного пара сравнивается с внешним давлением.

Т.к. по закону Рауля раствор имеет пониженное давление пара по сравнению с чистым растворителем, его необходимо нагреть выше

для бензола КЭ С6Н6 = 2,60 град/моль;

Повышение температуры кипения раствора является коллигативным свойством: зависит от концентрации раствора и природы растворителя, и не зависит от природы растворенного вещества.

23