Файл: LR_T_d_svoistva_rastvorov_neehlektrolitov (1).pdf

Для диссоциирующих растворенных веществ увеличивается количество частиц в растворе и увеличивается повышение температуры кипения; оно определяется как :

Определение молекулярной массы растворенного вещества эбуллиоскопическим методом.

Эбулиоскопия – это физико-химический метод исследования жидких растворов нелетучих веществ, основанный на измерении повышения температуры кипения раствора по сравнению с чистым растворителем Тк.

Эбулиоскопию можно использовать для определения молекулярной массы растворенного вещества. Если известна масса растворителя А (gA ) и масса растворенного вещества B (gB) , можно рассчитать моляльность раствора (3):

где - число молей растворенного вещества В .

Подставив это выражение в уравнение (41) Тк = КЭ . mB , получим:

Примеры решения задач

Пример I.3 Хлороформ кипит при температуре 60,2оС. Определить температуру кипения раствора, содержащего 0,2 моль нелетучего растворенного вещества в 1000 г хлороформа. Молярная теплота испарения хлороформа 31,64 кДж / моль.

24

Решение: Повышение температуры кипения раствора находим по формуле (40) и (41): Ткип = Тк р-ра - Ток = КЭ mB ,

где моляльность раствора mB = 0,2

эбуллиоскопическая константа КЭ рассчитывается по выражению:

Ткип. = 1,4 . 0,2 = 0,28 град.

Следовательно, температура кипения раствора:

Ткип р-ра = 333,2 + 0,28 = 333,48 град.

Пример I.4 При растворении 0,6 г некоторого вещества неэлектролита в 25 г воды температура кипения раствора повышается на 0,204оС. При растворении 0,3 г этого же вещества в 20 г бензола температура кипения раствора повышается на 0.688оС. Определить эбуллиоскопическую постоянную бензола , если КЭ Н2О= 0,512 град/моль.

Решение: 1) Определяем молекулярную массу растворенного вещества в водном растворе по уравнению (45):

;

Из этого же уравнения находим эбуллиоскопическую постоянную бензола:

ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Задача I. 2.1. При растворении 3,24 г серы в 40 г бензола температура кипения бензола повысилась на 0,81 К. Из скольких атомов состоит молекула серы в растворе?

0,9373 г бензойной кислоты. Полученный раствор кипит при 46,39оС . Вычислить молярную массу бензойной кислоты.

25

Задача I. 2.3. Определить температуру кипения раствора 1 г нафталина С10Н8 в 20 г эфира, если температура кипения эфира равна 35,6оС, молярное повышение температуры составляет 2,16 град/моль.

Задача I. 2.4. Жидкая SO2 кипит при 10оС. Теплота испарения ее при этой температуре 25,52 кДж/моль. Вычислить температуру кипения раствора, содержащего 1 моль SO3 на 20 моль SO2.

Задача I. 2.5. Температура кипения бензола равна 80,1оС. Его теплота испарения 30,77 кДж/моль. Определить температуру кипения раствора, содержащего 0,01 мольную долю нелетучего вещества в бензоле.

Задача I. 2.6. Раствор, содержащий 0,5 г нелетучего растворен ого вещества с мольной массой 182 в 42 г бензола, кипит при 80,27оС. Температура кипения чистого бензола 80,1оС. Определить молярную теплоту испарения чистого бензола.

Задача I. 2.7. Растворение 1,2324 г нафталина в 88,26 г этилового эфира повысило температуру кипения эфира на 0,234оС по сравнению с температурой кипения чистого эфира 34,0оC . Вычислить молярную теплоту испарения чистого эфира.

Задача I. 2.8. Определить температуру кипения 10% раствора хлоруксусной кислоты (CH2Cl2COOH), если она диссоциирует на 13%, распадаясь на два иона. Эбулиоскопическая постоянная воды 0,512 К/моль.

Задача I. 2.9. Раствор, содержащий 0,217 г серы и 19,18 г CS2 , кипит при 319,304 К. Температура кипения чистого CS2 равна 319,2 К. Эбулиоскопическая постоянная CS2 равна 2,37 К/моль. Сколько атомов серы содержится в молекуле серы, растворенной в CS2?.

Задача I. 2.10. Проба некоторой органической кислоты (СnH2n-3COOH) массой 1,263 г растворена в 500 г CCl4. Температура кипения раствора составила 76,804оС. Определите значение n в формуле кислоты, если Ткип (ССl4) = 76,76оС, а моляльная эбуллиоскопическая постоянная равна 4,88 град/моль.

Задача I. 2.11. При растворении 1,4511 г дихлоруксусной кислоты в 56,87 г ССl4 точка кипения повышается на 0,518 град. Температура кипения ССl4 равна 76,75оС, теплота испарения 46,5 кал/г. Какова молярная масса кислоты?

26

Задача I. 2.12. Чистая вода кипит при 373.2К Определить температуру кипения раствора, содержащего 3,3 г хлорида кальция в 0,1 кг воды. Кажущаяся степень диссоциации CaCl2 составляет 68%. Эбуллиоскопическая константа воды 0.512 град/моль.

Задача I. 2.13. Раствор, содержащий 7,5 г KCl в 500 г воды, кипит при 100,19оС. Моляльное повышение температуры кипения воды составляет 0,512град/моль. Определить кажущуюся степень диссоциации KCl в водном растворе.

Задача I. 2.14. В 1,5 кг воды растворено 0,12 кг сахара (С12Н22О11). Вычислите температуру кипения этого раствора, если теплота испарения воды равна

2256,7 кДж/кг.

Задача I. 2.15. В 10,6 г раствора содержится 0,4 г салициловой кислоты, растворенной в этиловом спирте. Этот раствор кипит при температуре на 0,337о выше чистого спирта. Молекулярное повышение температуры кипения этилового спирта 1,19 град/моль. Определите молекулярную массу салициловой кислоты.

Задача I. 2.16. При какой температуре кипит водный 1% - ный раствор хлорида кальция (СаCl2), если считать, что соль полностью диссоциирует в растворе. Моляльное повышение температуры кипения воды составляет 0,512град/моль.

Задача I. 2.17 Удельная теплота испарения воды равна 2255 кДж/кг. Определите при какой температуре будет кипеть водный раствор, содержащий 0.005 моль растворенного нелетучего вещества в 0,200 кг воды?

Задача I. 2.18. Определите кажущуюся степень диссоциации HIO3 в растворе, содержащем 0,506 г HIO3 в 22.48 г этилового спирта. Раствор кипит при 351,624 К, чистый этиловый спирт кипит при 351,46 К. Моляльное повышение температуры кипения спирта 1,19 град/моль.

Задача I. 2.19. Раствор, содержащий 50 г сахара в 400 г воды закипает при 100,187оС. Определите молекулярную массу сахара, если моляльное повышение температуры кипения воды составляет 0,512 град/моль.

27

Нопл- молярная теплота плавления растворителя;

R - универсальная газовая постоянная равная 8,314 Дж/мольК.

Таким образом, Ккр - криоскопическая постоянная является величиной, характерной для данного растворителя.

Например: для воды Ккр Н2О = 1,86 град/моль; для бензола Ккр С6Н6 = 5,16 град/моль.

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

Для диссоциирующих растворенных веществ увеличивается количество частиц в растворе, а следовательно понижение температуры замерзания раствора будет больше:

Определение молекулярной массы растворенного вещества криоскопическим методом.

Криоскопия – это физико-химический метод исследования жидких растворов нелетучих веществ, основанный на измерении понижения

раствора рассчитывается как (3):

где - число молей растворенного вещества В .

Подставив это выражение в уравнение ТЗ = Ккр. mB , получим:

29