În 1000 g de apă. Întrebări pentru autocontrol

Exemplul 1. Calculați presiunea osmotică a unei soluții care conține 135 g de glucoză C 6 H 12 O 6 în 1,5 litri la 0 0 C.

Soluţie: Presiunea osmotică este determinată de legea lui Van't Hoff:

Vezi RT

Găsim concentrația molară a soluției folosind formula:

Înlocuind valoarea concentrației molare în expresia legii lui Van't Hoff, calculăm presiunea osmotică:

π = C m RT= 0,5 mol/l ∙ 8,314 Pa∙m 3 /mol∙K∙273=1134,86 ∙10 3 Pa

Exemplul 2.Se determină punctul de fierbere al unei soluții care conține 1,84 g nitrobenzen C 6 H 5 NO 2 în 10 g benzen. Punctul de fierbere al benzenului pur este de 80,2 0 C.

Soluţie: Punctul de fierbere al soluției va fi cu ∆t kip mai mare decât punctul de fierbere al benzenului pur: t bale (soluție) = t bale (solvent) + ∆t balot;

Conform legii lui Raoult: ∆t kip = E∙ C m ,

Unde E -constanta solventului ebulioscopic (valoare tabulara),

Cu m– concentrația molală a soluției, mol/kg

∆t kip = E∙ C m = 1,5 ∙ 2,53=3,8 0 C.

t balot (soluție) = t balot (solvent) + ∆t balot = 80,2 0 C +3,8 0 C = 84 0 C.

901. O soluţie care conţine 57 g zahăr C 12 H 22 O 11 în 500 g apă fierbe la 100,72 0 C. Să se determine constanta ebulioscopică a apei.

902. O soluţie care conţine 4,6 g glicerol C 3 H 8 O 3 în 71 g acetonă fierbe la 56,73 0 C. Se determină constanta ebulioscopică a acetonei dacă punctul de fierbere al acetonei este de 56 0 C.

903. Calculaţi punctul de fierbere al unei soluţii care conţine 2 g naftalină C 10 H 8 în 20 g eter, dacă punctul de fierbere al eterului este de 35,6 0 C, iar constanta sa ebulioscopică este 2,16.

904. 4 g dintr-o substanță se dizolvă în 100 g apă. Soluția rezultată îngheață la -0,93 0 C. Determinați masa moleculară a substanței dizolvate.

905. Determinați greutatea moleculară relativă a acidului benzoic dacă soluția sa 10% fierbe la 37,57 0 C. Punctul de fierbere al esterului este 35,6 0 C, iar constanta sa ebulioscopică este 2,16.

906. Scăderea punctului de îngheț a unei soluții care conține 12,3 g nitrobenzen C 6 H 5 NO 2 în 500 g benzen este de 1,02 0 C. Se determină constanta crioscopică a benzenului.

907. Punctul de îngheț al acidului acetic este 17 0 C, constanta crioscopică este 3,9. Se determină punctul de îngheț al unei soluții care conține 0,1 mol de solut în 500 g de acid acetic CH 3 COOH.

908. O soluție care conține 2,175 g de dizolvat în 56,25 g de apă îngheață la -1,2 0 C. Determinați masa moleculară relativă a solutului.

909. La ce temperatură fierbe o soluţie care conţine 90 g glucoză C 6 H 12 O 6 în 1000 g apă?

910. 5 g dintr-o substanță se dizolvă în 200 g alcool. Soluția fierbe la 79,2 0 C. Determinați greutatea moleculară relativă a substanței dacă constanta ebulioscopică a alcoolului este 1,22. Punctul de fierbere al alcoolului este de 78,3 0 C.

911. O soluție apoasă de zahăr îngheață la -1,1 0 C. Se determină fracția de masă (%) de zahăr C 12 H 22 O 11 din soluție.

912. În ce masă de apă trebuie dizolvate 46 g de glicerol C 3 H 8 O 3 pentru a se obţine o soluţie cu punctul de fierbere de 100,104 0 C?

913. O soluție care conține 27 g de substanță în 1 kg apă fierbe la 100,078 0 C. Determinați greutatea moleculară relativă a substanței dizolvate.

914. Calculați masa de apă în care trebuie dizolvate 300 g de glicerol C 3 H 8 O 3 pentru a obține o soluție care îngheață la – 2 0 C.

915. O soluție de glucoză în apă prezintă o creștere a punctului de fierbere de 0,416 0 C. Curăță scăderea punctului de îngheț al acestei soluții.

916. Calculaţi punctul de îngheţ al unei soluţii 20% de glicerol C 3 H 8 O 3 în apă.

917. 1,6 g dintr-o substanță se dizolvă în 250 g apă. Soluția îngheață la -0,2 0 C. Calculați masa moleculară relativă a solutului.

918. O soluție care conține 0,5 g de acetonă (CH 3) 2 CO în 100 g de acid acetic scade punctul de îngheț cu 0,34 0 C. Se determină constanta crioscopică a acidului acetic.

919. Calculați fracția de masă (%) de glicerol în soluție apoasă, al cărui punct de fierbere este 100,39 0 C.

920. Câte grame de etilenglicol C 2 H 4 (OH) 2 trebuie adăugate pentru fiecare kilogram de apă pentru a prepara antigel cu un punct de îngheț de -9,3 0 C?

921. O soluţie care conţine 565 g acetonă şi 11,5 g glicerol C 3 H 5 (OH) 3 fierbe la 56,38 0 C. Acetona pură fierbe la 56 0 C. Calculaţi constanta ebulioscopică a acetonei.

922. La ce temperatură îngheaţă o soluţie de 4% de alcool etilic C 2 H 5 OH în apă?

923. Se determină fracția de masă (%) a zahărului C 12 H 22 O 11 într-o soluție apoasă dacă soluția fierbe la 101,04 0 C.

924. Care soluție va îngheța la o temperatură mai scăzută: o soluție de glucoză 10% C 6 H 12 O 6 sau o soluție de zahăr 10% C 12 H 22 O 11?

925. Calculați punctul de îngheț al unei soluții apoase 12% (în masă) de glicerol C 3 H 8 O 3.

926. Calculaţi punctul de fierbere al unei soluţii care conţine 100 g zaharoză C 12 H 22 O 11 în 750 g apă.

927. O soluţie care conţine 8,535 g NaNO 3 în 100 g apă cristalizează la t = -2,8 0 C. Se determină constanta crioscopică a apei.

928. Pentru prepararea unui lichid de răcire se iau 6 g glicerină ( = 1,26 g/ml) la 20 litri de apă. Care va fi punctul de îngheț al antigelului preparat?

929. Se determină cantitatea de etilenglicol C 2 H 4 (OH) 2 care trebuie adăugată la 1 kg de apă pentru a prepara o soluţie cu temperatura de cristalizare de –15 0 C.

930. Se determină temperatura de cristalizare a unei soluţii care conţine 54 g glucoză C 6 H 12 O 6 în 250 g apă.

931. O soluţie care conţine 80 g naftalină C 10 H 8 în 200 g dietil eter fierbe la t = 37,5 0 C, iar eterul pur fierbe la t = 35 0 C. Se determină constanta ebulioscopică a eterului.

932. Când s-au adăugat 3,24 g de sulf la 40 g de benzen C 6 H 6, punctul de fierbere a crescut cu 0,91 0 C. Din câți atomi sunt compuse particulele de sulf în soluție, dacă constanta ebulioscopică a benzenului este 2,57 0 C.

933. O soluţie care conţine 3,04 g camfor C 10 H 16 O în 100 g benzen C 6 H 6 fierbe la t = 80,714 0 C. (Punctul de fierbere al benzenului este de 80,20 0 C). Determinați constanta ebulioscopică a benzenului.

934. Câte grame de carbamidă (uree) CO(NH 2) 2 trebuie dizolvate în 125 g apă pentru ca punctul de fierbere să crească cu 0,26 0 C. Constanta ebulioscopică a apei este 0,52 0 C.

935. Calculați punctul de fierbere al unei soluții apoase 6% (în masă) de glicerol C 3 H 8 O 3.

936. Calculați fracția de masă a zaharozei C 12 H 22 O 11 într-o soluție apoasă a cărei temperatură de cristalizare este de 0,41 0 C.

937. Când se dizolvă 0,4 g dintr-o anumită substanță în 10 g apă, temperatura de cristalizare a soluției scade cu 1,24 0 C. Calculați masa molară a substanței dizolvate.

938. Calculați punctul de îngheț al unei soluții de 5% (în masă) de zahăr C 12 H 22 O 11 în apă.

939. Câte grame de glucoză C 6 H 12 O 6 trebuie dizolvate în 300 g apă pentru a obţine o soluţie cu punctul de fierbere de 100,5 0 C?

940. O soluție care conține 8,5 g dintr-un anumit non-electrolit în 400 g apă fierbe la temperatura de 100,78 0 C. Calculați masa molară a substanței dizolvate.

941. Când se dizolvă 0,4 g dintr-o anumită substanță în 10 g apă, temperatura de cristalizare a soluției devine –1,24 0 C. Să se determine masa molară a substanței dizolvate.

942. Calculați fracția de masă a zahărului C 12 H 22 O 11 într-o soluție al cărei punct de fierbere este 100,13 0 C.

943. Calculaţi temperatura de cristalizare a unei soluţii de 25% (în masă) de glicerol C 3 H 8 O 3 în apă.

944. Temperatura de cristalizare a benzenului C 6 H 6 5,5 0 C, constantă crioscopică 5,12. Calculați masa molară a nitrobenzenului dacă o soluție care conține 6,15 g de nitrobenzen în 400 g de benzen cristalizează la 4,86 ​​0 C.

945. O soluţie de glicerol C 3 H 8 O 3 în apă prezintă o creştere a punctului de fierbere cu 0,5 0 C. Calculaţi temperatura de cristalizare a acestei soluţii.

946. Calculați fracția de masă a ureei CO(NH 2) 2 într-o soluție apoasă a cărei temperatură de cristalizare este –5 0 C.

947. În ce cantitate de apă trebuie dizolvate 300 g de benzen C 6 H 6 pentru a obţine o soluţie cu temperatura de cristalizare de –20 0 C?

948. Calculaţi punctul de fierbere al unei soluţii de 15% (în masă) de glicerol C 3 H 8 O 3 în acetonă, dacă punctul de fierbere al acetonei este 56,1 0 C şi constanta ebulioscopică este 1,73.

949. Calculați presiunea osmotică a unei soluții la 17 0 C dacă 1 litru din aceasta conține 18,4 g glicerol C 3 H 5 (OH) 3.

950. 1 ml de soluţie conţine 10 15 molecule de substanţă dizolvată. Calculați presiunea osmotică a soluției la 0 0 C. Ce volum conține 1 mol de substanță dizolvată?

951. Câte molecule dintr-o substanță dizolvată sunt conținute în 1 ml dintr-o soluție a cărei presiune osmotică la 54 0 C este egală cu 6065 Pa?

952. Calculați presiunea osmotică a unei soluții de zaharoză 25% (în masă) C 12 H 22 O 11 la 15 0 C (ρ = 1,105 g/ml).

953. La ce temperatură presiunea osmotică a unei soluţii care conţine 45 g glucoză C 6 H 12 O 6 într-un litru de apă va atinge 607,8 kPa?

954. Calculați presiunea osmotică a unei soluții de zahăr 0,25 M C 12 H 22 O 11 la 38 0 C.

955. La ce temperatură presiunea osmotică a unei soluţii care conţine 60 g glucoză C 6 H 12 O 6 într-un litru va atinge 3 atm?

956. Presiunea osmotică a unei soluţii cu volumul de 5 litri la 27 0 C este 1,2 ∙ 10 5 Pa. Care este concentrația molară a acestei soluții?

957. Câte grame de alcool etilic C 2 H 5 OH trebuie să conţină 1 litru de soluţie pentru ca presiunea sa osmotică să fie aceeaşi cu cea a unei soluţii care conţine 4,5 g formaldehidă CH 2 O în 1 litru la aceeaşi temperatură.

958. Câte grame de alcool etilic C 2 H 5 OH trebuie dizolvate în 500 ml apă pentru ca presiunea osmotică a acestei soluţii la 20 0 C să fie egală cu 4,052 ∙ 10 5 Pa?

959. 200 ml soluţie conţin 1 g substanţă dizolvată şi la 20 0 C au o presiune osmotică de 0,43 ∙ 10 5 Pa. Determinați masa molară a substanței dizolvate.

960. Să se determine masa molară a solutului dacă o soluție care conține 6 g de substanță în 0,5 litri la 17 0 C are o presiune osmotică de 4,82 ∙ 10 5 Pa.

961. Câte grame de glucoză C 6 H 12 O 6 ar trebui să conțină 1 litru de soluție, astfel încât presiunea sa osmotică să fie aceeași cu cea a unei soluții care conține 34,2 g zahăr C 12 H 22 O 11 într-un litru la aceeași temperatură ?

962. 400 ml soluție conțin 2 g substanță dizolvată la 27 0 C. Presiunea osmotică a soluției este 1,216 ∙ 10 5 Pa. Determinați masa molară a substanței dizolvate.

963. O soluţie de zahăr C 12 H 22 O 11 la 0 0 C exercită o presiune osmotică de 7,1 ∙ 10 5 Pa. Câte grame de zahăr sunt conținute în 250 ml din această soluție?

964. 2,45 g de uree sunt conținute în 7 litri de soluție. Presiunea osmotică a soluției la 0 0 C este 1,317 ∙ 10 5 Pa. Calculați masa molară a ureei.

965. Determinați presiunea osmotică a unei soluții, din care 1 litru conține 3,01 ∙ 10 23 molecule la 0 0 C.

966. Soluţiile apoase de fenol C 6 H 5 OH şi glucoză C 6 H 12 O 6 conţin mase egale de substanţe dizolvate în 1 litru. În ce soluție presiunea osmotică este mai mare la aceeași temperatură? De câte ori?

967. O soluție care conține 3 g de neelectrolit în 250 ml apă îngheață la o temperatură de – 0,348 0 C. Calculați masa molară a neelectrolitului.

968. O soluție care conține 7,4 g de glucoză C 6 H 12 O 6 în 1 litru la o temperatură de 27 0 C are aceeași presiune osmotică ca o soluție de uree CO (NH 2) 2. Câte g de uree sunt conținute în 500 ml de soluție?

969. Presiunea osmotică a unei soluţii, din care 1 litru conţine 4,65 g anilină C 6 H 5 NH 2, la o temperatură de 21 0 C este de 122,2 kPa. Calculați masa molară a anilinei.

970. Calculaţi presiunea osmotică la temperatura de 20 0 C a unei soluţii de zahăr 4% C 12 H 22 O 11, a cărei densitate este de 1,014 g/ml.

971. Determinaţi presiunea osmotică a unei soluţii care conţine 90,08 g glucoză C 6 H 12 O 6 în 4 litri la o temperatură de 27 0 C.

972. O soluţie cu un volum de 4 litri conţine 36,8 g glicerol (C 3 H 8 O 3) la o temperatură de 0 0 C. Care este presiunea osmotică a acestei soluții?

973. La 0 0 C, presiunea osmotică a unei soluții de zaharoză C 12 H 22 O 11 este 3,55∙10 5 Pa. Ce masă de zaharoză conține 1 litru de soluție?

974. Determinaţi mărimea soluţiei osmotice, din care 1 litru Cu conține 0,4 moli de non-electrolit la o temperatură de 17 0 C.

975. Care este presiunea osmotică a unei soluţii care conţine 6,2 g anilină (C 6 H 5 NH 2) în 2,5 litri de soluţie la o temperatură de 21 0 C.

976. La 0 0 C, presiunea osmotică a unei soluții de zaharoză C 12 H 22 O 11 este 3,55∙10 5 Pa. Ce masă de zaharoză conține 1 litru de soluție?

977. La ce temperatură va îngheța o soluție apoasă de alcool etilic dacă fracția de masă a C 2 H 5 OH este de 25%?

978. O soluție care conține 0,162 g de sulf în 20 g de benzen fierbe la o temperatură cu 0,081 0 C mai mare decât benzenul pur. Calculați greutatea moleculară a sulfului în soluție. Câți atomi sunt într-o moleculă de sulf?

979. S-au adăugat 300 ml apă la 100 ml dintr-o soluţie apoasă 0,5 mol/l de zaharoză C12H22O11. Care este presiunea osmotică a soluției rezultate la 25 0 C?

980. Se determină temperaturile de fierbere şi de îngheţ ale unei soluţii care conţine 1 g nitrobenzen C 6 H 5 NO 2 în 10 g benzen. Constantele ebuloscopice și crioscopice ale benzenului sunt 2,57 și respectiv 5,1 K∙kg/mol. Punctul de fierbere al benzenului pur este 80,2 0 C, punctul de îngheț este -5,4 0 C.

981. Care este punctul de îngheț al unei soluții neelectrolitice care conține 3,01∙10 23 de molecule într-un litru de apă?

982. Soluțiile de camfor cântărind 0,522 g în 17 g eter fierb la o temperatură cu 0,461 0 C mai mare decât eterul pur. Constanta ebulioscopică a eterului este de 2,16 K∙kg/mol. Determinați greutatea moleculară a camforului.

983. Punctul de fierbere al unei soluții apoase de zaharoză este 101,4 0 C. Calculați concentrația molală și fracția de masă a zaharozei din soluție. La ce temperatură îngheață această soluție?

984. Greutatea moleculară a nonelectrolitului este de 123,11 g/mol. Ce masă de non-electrolit trebuie să fie conținută în 1 litru de soluție pentru ca soluția la 20 0 C să aibă o presiune osmotică egală cu 4,56∙10 5 Pa?

985. Când 13,0 neelectrolit a fost dizolvat în 400 g de eter dietilic (C 2 H 5) 2 O, punctul de fierbere a crescut cu 0,453 K. Se determină greutatea moleculară a substanței dizolvate.

986. Determinați punctul de fierbere al unei soluții apoase de glucoză dacă fracția de masă a C 6 H 12 O 6 este egală cu 20% (pentru apă K e = 0,516 K∙kg/mol).

987. O soluție formată din 9,2 g iod și 100 g alcool metilic (CH 3 OH) fierbe la 65,0 0 C. Câți atomi sunt incluși în molecula de iod în stare dizolvată? Punctul de fierbere al alcoolului este de 64,7 0 C, iar constanta sa ebulioscopică K e = 0,84.

988. Câte grame de zaharoză C 12 H 22 O 11 trebuie dizolvate în 100 g apă pentru a: a) scădea temperatura de cristalizare cu 1 0 C; b) crește punctul de fierbere cu 1 0 C?

989. 2,09 dintr-o anumită substanță se dizolvă în 60 g de benzen. Soluţia cristalizează la 4,25 0 C. Stabiliţi greutatea moleculară a substanţei. Benzenul pur cristalizează la 5,5 0 C. Constanta crioscopică a benzenului este de 5,12 K∙kg/mol.

990. La 20 0 C, presiunea osmotică a unei soluții, din care 100 ml conține 6,33 g de substanță colorantă a sângelui - hematină, este de 243,4 kPa. Determinați greutatea moleculară a hematinei.

991. O soluţie formată din 9,2 g glicerol C 3 H 5 (OH) 3 şi 400 g acetonă fierbe la 56,38 0 C. Acetona pură fierbe la 56,0 0 C. Calculaţi constanta ebulioscopică a acetonei.

992. Presiunea de vapori a apei la 30 0 C este de 4245,2 Pa. Ce masă de zahăr C 12 H 22 O 11 trebuie dizolvată în 800 g de apă pentru a obține o soluție a cărei presiune de vapori este cu 33,3 Pa mai mică decât presiunea de vapori a apei? Calculați fracția de masă (%) de zahăr din soluție.

993. Presiunea de vapori a eterului la 30 0 C este 8,64∙10 4 Pa. Ce cantitate de non-electrolit trebuie dizolvată în 50 moli de eter pentru a reduce presiunea vaporilor la o anumită temperatură cu 2666 Pa?

994. Scăderea presiunii vaporilor la o soluție care conține 0,4 mol de anilină în 3,04 kg disulfură de carbon la o anumită temperatură este de 1003,7 Pa. Presiunea de vapori a disulfurei de carbon la aceeași temperatură este 1,0133∙10 5 Pa. Calculați masa moleculară a disulfurei de carbon.

995. La o anumită temperatură, presiunea vaporilor peste o soluție care conține 62 g de fenol C 6 H 5 O în 60 moli de eter este de 0,507∙10 5 Pa. Găsiți presiunea de vapori a eterului la această temperatură.

996. Presiunea de vapori a apei la 50 0 C este 12334 Pa. Calculați presiunea de vapori a unei soluții care conține 50 g etilen glicol C 2 H 4 (OH) 2 în 900 g apă.

997. Presiunea vaporilor de apă la 65 0 C este de 25003 Pa. Se determină presiunea vaporilor de apă peste o soluție care conține 34,2 g zahăr C 12 H 22 O 12 în 90 g apă la aceeași temperatură.

998. Presiunea de vapori a apei la 10 0 C este de 1227,8 Pa. În ce volum de apă trebuie dizolvate 16 g de alcool metilic pentru a obține o soluție a cărei presiune de vapori este de 1200 Pa la aceeași temperatură? Calculați fracția de masă a alcoolului din soluție (%).

999. La ce temperatură va cristaliza o soluție apoasă în care fracția de masă a alcoolului metilic este de 45%?

1000. O soluţie apoasă-alcoolică care conţine 15% alcool cristalizează la – 10,26 0 C. Determinaţi masa molară a alcoolului.

Se numesc proprietățile soluțiilor diluate care depind doar de cantitatea de solut nevolatil proprietati coligative. Acestea includ o scădere a presiunii de vapori a solventului deasupra soluției, o creștere a punctului de fierbere și o scădere a punctului de îngheț al soluției, precum și presiunea osmotică.

Scăderea punctului de îngheț și creșterea punctului de fierbere al unei soluții în comparație cu un solvent pur:

T adjunct = = K LA. m 2 ,

T kip. = = K E. m 2 .

Unde m 2 – molalitatea soluției, K K și K E – constantele solvenților crioscopici și ebulioscopici, X 2 – fracție molară solut, H pl. Și H Spaniolă – entalpia de topire și evaporare a solventului, T pl. Și T kip. – punctele de topire și de fierbere ale solventului, M 1 – masa molară a solventului.

Presiunea osmotică în soluții diluate poate fi calculată folosind ecuația

Unde X 2 este fracția molară a solutului și este volumul molar al solventului. În soluții foarte diluate această ecuație devine Ecuația van't Hoff:

Unde C– molaritatea soluției.

Ecuațiile care descriu proprietățile coligative ale nonelectroliților pot fi aplicate și pentru a descrie proprietățile soluțiilor de electroliți prin introducerea factorului de corecție Van't Hoff i, De exemplu:

= iCRT sau T adjunct = iK LA. m 2 .

Coeficientul izotonic este legat de gradul de disociere a electroliților:

i = 1 + ( – 1),

unde este numărul de ioni formați în timpul disocierii unei molecule.

Solubilitatea unui solid într-o soluție ideală la temperatură T descris Ecuația Schroeder:

,

Unde X- fracția molară a soluției în soluție, T pl. – temperatura de topire şi H pl. – entalpia de topire a solutului.

EXEMPLE

Exemplul 8-1. Calculați solubilitatea bismutului în cadmiu la 150 și 200 o C. Entalpia de fuziune a bismutului la temperatura de topire (273 o C) este de 10,5 kJ. mol –1. Să presupunem că se formează o soluție ideală și că entalpia de fuziune nu depinde de temperatură.

Soluţie. Să folosim formula .

La 150 o C , Unde X = 0.510

La 200 o C , Unde X = 0.700

Solubilitatea crește odată cu temperatura, ceea ce este caracteristic unui proces endotermic.

Exemplul 8-2. O soluţie de 20 g de hemoglobină în 1 litru de apă are o presiune osmotică de 7,52 10 –3 atm la 25 o C. Determinaţi masa molară a hemoglobinei.

65 kg. mol –1.

SARCINI

1. Calculați munca osmotică minimă efectuată de rinichi pentru a excreta ureea la 36,6 o C, dacă concentrația de uree în plasmă este de 0,005 mol. l –1, iar în urină 0,333 mol. l –1.
2. 10 g de polistiren se dizolvă în 1 litru de benzen. Înălțimea coloanei de soluție (densitate 0,88 g cm–3) în osmometru la 25 o C este de 11,6 cm. Calculați masa molară a polistirenului.
3. Proteina albumină serică umană are o masă molară de 69 kg. mol –1. Calculați presiunea osmotică a unei soluții de 2 g de proteină în 100 cm 3 de apă la 25 o C în Pa și în mm a coloanei cu soluție. Să presupunem că densitatea soluției este de 1,0 g cm–3.
4. La 30 o C, presiunea de vapori a unei soluții apoase de zaharoză este de 31,207 mm Hg. Artă. Presiunea de vapori a apei pure la 30 o C este de 31,824 mm Hg. Artă. Densitatea soluției este de 0,99564 g cm–3. Care este presiunea osmotică a acestei soluții?
5. Plasma sanguină umană îngheață la -0,56 o C. Care este presiunea sa osmotică la 37 o C, măsurată folosind o membrană permeabilă doar la apă?
6. *Masa molară a enzimei a fost determinată prin dizolvarea acesteia în apă și măsurarea înălțimii coloanei de soluție într-un osmometru la 20 o C, apoi extrapolând datele la concentrație zero. Au fost primite următoarele date:

C, mg. cm –3
h, cm

7. Masa molară a unei lipide este determinată de creșterea punctului de fierbere. Lipida poate fi dizolvată în metanol sau cloroform. Punctul de fierbere al metanolului este de 64,7 o C, căldura de evaporare este de 262,8 cal. g –1. Punctul de fierbere al cloroformului este de 61,5 o C, căldura de evaporare este de 59,0 cal. g –1. Calculați constantele ebulioscopice ale metanolului și cloroformului. Ce solvent este cel mai bun de utilizat pentru a determina masa molară cu acuratețe maximă?
8. Calculați punctul de îngheț al unei soluții apoase care conține 50,0 g etilen glicol în 500 g apă.
9. O soluție care conține 0,217 g sulf și 19,18 g CS 2 fierbe la 319,304 K. Punctul de fierbere al CS 2 pur este de 319,2 K. Constanta ebulioscopică a CS 2 este de 2,37 K. kg. mol –1. Câți atomi de sulf sunt într-o moleculă de sulf dizolvată în CS 2?
10. 68,4 g zaharoză dizolvată în 1000 g apă. Calculați: a) presiunea vaporilor, b) presiunea osmotică, c) punctul de îngheț, d) punctul de fierbere al soluției. Presiunea aburului apă curată la 20 o C este 2314,9 Pa. Apele constante crioscopice și ebulioscopice sunt de 1,86 și 0,52 K. kg. mol –1 respectiv.
11. O soluție care conține 0,81 g de hidrocarbură H(CH 2) nH și 190 g de bromură de etil îngheață la 9,47 o C. Punctul de îngheț al bromurii de etil este de 10,00 o C, constanta crioscopică este de 12,5 K. kg. mol –1. Calculați n.
12. Când se dizolvă 1,4511 g de acid dicloroacetic în 56,87 g de tetraclorură de carbon, punctul de fierbere crește cu 0,518 grade. Punct de fierbere CCl 4 76,75 o C, căldură de evaporare 46,5 cal. g –1. Care este masa molară aparentă a acidului? Ce explică discrepanța cu masa molară adevărată?
13. O anumită cantitate de substanță dizolvată în 100 g de benzen își scade punctul de îngheț cu 1,28 o C. Aceeași cantitate de substanță dizolvată în 100 g de apă își scade punctul de îngheț cu 1,395 o C. Substanța are o masă molară normală în benzen, iar în apă complet disociat. În câți ioni se disociază o substanță într-o soluție apoasă? Constantele crioscopice pentru benzen și apă sunt 5,12 și 1,86 K. kg. mol –1.
14. Calculați solubilitatea ideală a antracenului în benzen la 25 o C în unități de molalitate. Entalpia de topire a antracenului la punctul de topire (217 o C) este de 28,8 kJ. mol –1.
15. Calculați solubilitatea P-dibromobenzen în benzen la 20 şi 40 o C, presupunând că se formează o soluţie ideală. Entalpia de topire P-dibromobenzenul la punctul său de topire (86,9 o C) este de 13,22 kJ. mol –1.
16. Calculați solubilitatea naftalenei în benzen la 25 o C, presupunând că se formează o soluție ideală. Entalpia de topire a naftalenei la temperatura sa de topire (80,0 o C) este de 19,29 kJ. mol –1.
17. Calculați solubilitatea antracenului în toluen la 25 o C, presupunând că se formează o soluție ideală. Entalpia de topire a antracenului la punctul de topire (217 o C) este de 28,8 kJ. mol –1.
18. Calculați temperatura la care cadmiul pur este în echilibru cu o soluție de Cd – Bi, fracția molară de Cd în care este 0,846. Entalpia de topire a cadmiului la punctul de topire (321,1 o C) este de 6,23 kJ. mol –1.

Masele relative ale atomilor si moleculelor se determina folosind cele date in tabel de D.I. Valorile lui Mendeleev ale maselor atomice. În același timp, atunci când se efectuează calcule în scopuri educaționale, valorile maselor atomice ale elementelor sunt de obicei rotunjite la numere întregi (cu excepția clorului, a cărui masă atomică este considerată egală cu 35,5).

Exemplul 1. Masa atomică relativă a calciului A r (Ca) = 40; masa atomică relativă a platinei A r (Pt)=195.

Masa relativă a unei molecule se calculează ca suma maselor atomice relative ale atomilor care alcătuiesc o moleculă dată, ținând cont de cantitatea de substanță a acestora.

Exemplul 2. Masa molară relativă a acidului sulfuric:

M r (H2SO4) = 2A r (H) + A r (S) + 4A r (O) = 2 · 1 + 32 + 4· 16 = 98.

Masele absolute ale atomilor și moleculelor se găsesc împărțind masa a 1 mol de substanță la numărul lui Avogadro.

Exemplul 3. Determinați masa unui atom de calciu.

Soluţie. Masa atomică a calciului este A r (Ca) = 40 g/mol. Masa unui atom de calciu va fi egală cu:

m(Ca)= A r (Ca) : NA = 40: 6,02 · 10 23 = 6,64· 10-23 ani

Exemplul 4. Determinați masa unei molecule de acid sulfuric.

Soluţie. Masa molară a acidului sulfuric este M r (H 2 SO 4) = 98. Masa unei molecule m (H 2 SO 4) este egală cu:

m(H2S04) = Mr (H2S04): NA = 98:6,02 · 10 23 = 16,28· 10-23 ani

2.10.2. Calculul cantității de substanță și calculul numărului de particule atomice și moleculare din valori cunoscute ale masei și volumului

Cantitatea de substanță se determină împărțind masa sa, exprimată în grame, la masa sa atomică (molară). Cantitatea de substanță în stare gazoasă la nivel zero se află împărțind volumul acesteia la volumul a 1 mol de gaz (22,4 l).

Exemplul 5. Determinați cantitatea de substanță de sodiu n(Na) conținută în 57,5 ​​g de sodiu metalic.

Soluţie. Masa atomică relativă a sodiului este egală cu A r (Na) = 23. Găsim cantitatea unei substanțe împărțind masa sodiului metalic la masa sa atomică:

n(Na)=57,5:23=2,5 mol.

Exemplul 6. Determinați cantitatea de substanță de azot dacă volumul acesteia în condiții normale. este de 5,6 l.

Soluţie. Cantitatea de substanță azotată n(N 2) găsim împărțind volumul acestuia la volumul unui mol de gaz (22,4 l):

n(N2)=5,6:22,4=0,25 mol.

Numărul de atomi și molecule dintr-o substanță este determinat prin înmulțirea cantității de substanță a atomilor și moleculelor cu numărul lui Avogadro.

Exemplul 7. Determinați numărul de molecule conținute în 1 kg de apă.

Soluţie. Găsim cantitatea de substanță apoasă împărțind masa sa (1000 g) la masa sa molară (18 g/mol):

n(H20) = 1000:18 = 55,5 mol.

Numărul de molecule în 1000 g de apă va fi:

N(H20) = 55,5 · 6,02· 10 23 = 3,34· 10 24 .

Exemplul 8. Determinați numărul de atomi conținuti în 1 litru (n.s.) de oxigen.

Soluţie. Cantitatea de substanță oxigenată, al cărei volum în condiții normale este de 1 litru, este egală cu:

n(02) = 1: 22,4 = 4,46 · 10 -2 mol.

Numărul de molecule de oxigen într-un litru (n.s.) va fi:

N(02) = 4,46 · 10 -2 · 6,02· 10 23 = 2,69· 10 22 .

Trebuie menționat că 26.9 · 10 22 de molecule vor fi conținute într-un litru de orice gaz în condiții ambientale. Deoarece molecula de oxigen este diatomică, numărul de atomi de oxigen dintr-un litru va fi de 2 ori mai mare, adică. 5.38 · 10 22 .

2.10.3. Calculul masei molare medii a unui amestec de gaze și al fracției de volum
gazele conținute în acesta

Masa molară medie a unui amestec de gaze se calculează pe baza maselor molare ale gazelor care alcătuiesc acest amestec și a fracțiilor lor de volum.

Exemplul 9. Presupunând că conținutul (în procente în volum) de azot, oxigen și argon din aer este de 78, 21 și, respectiv, 1, calculați masa molară medie a aerului.

Soluţie.

M aer = 0,78 · Mr (N2)+0,21 · Mr (02)+0,01 · Mr (Ar)= 0,78 · 28+0,21· 32+0,01· 40 = 21,84+6,72+0,40=28,96

Sau aproximativ 29 g/mol.

Exemplul 10. Amestecul gazos conţine 12 l NH3, 5 l N2 şi 3 l H2, măsuraţi la nr. Calculați fracțiile volumice ale gazelor din acest amestec și masa sa molară medie.

Soluţie. Volumul total al amestecului de gaze este V=12+5+3=20 litri. Fracțiile de volum j ale gazelor vor fi egale:

φ(NH3)= 12:20=0,6; φ(N2)=5:20=0,25; φ(H2)=3:20=0,15.

Masa molară medie se calculează pe baza fracțiilor de volum ale gazelor care alcătuiesc acest amestec și a greutăților moleculare ale acestora:

M=0,6 · M(NH3)+0,25 · M(N2)+0,15 · M(H2) = 0,6 · 17+0,25· 28+0,15· 2 = 17,5.

2.10.4. Calculul fracției de masă a unui element chimic într-un compus chimic

Fractiune in masaω al unui element chimic este definit ca raportul dintre masa unui atom al unui element dat X conținut într-o anumită masă a unei substanțe și masa acestei substanțe m. Fracția de masă este o mărime adimensională. Se exprimă în fracții de unitate:

ω(X) = m(X)/m (0<ω< 1);

sau ca procent

ω(X),%= 100 m(X)/m (0%<ω<100%),

unde ω(X) este fracția de masă a elementului chimic X; m(X) – masa elementului chimic X; m este masa substanței.

Exemplul 11. Calculați fracția de masă a manganului în oxidul de mangan (VII).

Soluţie. Masele molare ale substanțelor sunt: ​​M(Mn) = 55 g/mol, M(O) = 16 g/mol, M(Mn 2 O 7) = 2M(Mn) + 7M(O) = 222 g/mol . Prin urmare, masa de Mn 2 O 7 cu cantitatea de substanță 1 mol este:

m(Mn2O7) = M(Mn2O7) · n(Mn207) = 222 · 1= 222 g.

Din formula Mn 2 O 7 rezultă că cantitatea de substanță a atomilor de mangan este de două ori mai mare decât cantitatea de substanță a oxidului de mangan (VII). Mijloace,

n(Mn) = 2n(Mn2O7) = 2 mol,

m(Mn)= n(Mn) · M(Mn) = 2 · 55 = 110 g.

Astfel, fracția de masă a manganului în oxidul de mangan (VII) este egală cu:

ω(X)=m(Mn): m(Mn207) = 110:222 = 0,495 sau 49,5%.

2.10.5. Stabilirea formulei unui compus chimic pe baza compoziției sale elementare

Cea mai simplă formulă chimică a unei substanțe este determinată pe baza valorilor cunoscute ale fracțiilor de masă ale elementelor incluse în compoziția acestei substanțe.

Să presupunem că există o probă de substanță Na x P y O z cu o masă de m o g Să luăm în considerare modul în care se determină formula sa chimică dacă cantitățile de substanță ale atomilor elementelor, masele lor sau fracțiile de masă. se cunosc masa cunoscută a substanței. Formula unei substanțe este determinată de relația:

x: y: z = N(Na) : N(P) : N(O).

Acest raport nu se modifică dacă fiecare termen este împărțit la numărul lui Avogadro:

x: y: z = N(Na)/N A: N(P)/N A: N(O)/N A = ν(Na) : ν(P) : ν(O).

Astfel, pentru a găsi formula unei substanțe, este necesar să se cunoască relația dintre cantitățile de substanțe ale atomilor din aceeași masă de substanță:

x: y: z = m(Na)/Mr (Na) : m(P)/Mr (P) : m(O)/Mr (O).

Dacă împărțim fiecare termen din ultima ecuație la masa probei m o , obținem o expresie care ne permite să determinăm compoziția substanței:

x: y: z = ω(Na)/M r (Na) : ω(P)/M r (P) : ω(O)/M r (O).

Exemplul 12. Substanța conține 85,71 gr. % carbon și 14,29 gr. % hidrogen. Masa sa molară este de 28 g/mol. Determinați cea mai simplă și adevărată formulă chimică a acestei substanțe.

Soluţie. Relația dintre numărul de atomi dintr-o moleculă C x H y este determinată prin împărțirea fracțiilor de masă ale fiecărui element la masa sa atomică:

x:y = 85,71/12:14,29/1 = 7,14:14,29 = 1:2.

Astfel, cea mai simplă formulă a substanței este CH2. Cea mai simplă formulă a unei substanțe nu coincide întotdeauna cu formula sa adevărată. În acest caz, formula CH2 nu corespunde valenței atomului de hidrogen. Pentru a găsi adevărata formulă chimică, trebuie să cunoașteți masa molară a unei substanțe date. În acest exemplu, masa molară a substanței este de 28 g/mol. Împărțind 28 la 14 (suma maselor atomice corespunzătoare unității de formulă CH 2), obținem relația adevărată dintre numărul de atomi dintr-o moleculă:

Obținem adevărata formulă a substanței: C 2 H 4 - etilenă.

În loc de masa molară pentru substanțele gazoase și vapori, enunțul problemei poate indica densitatea pentru unele gaze sau aer.

În cazul în cauză, densitatea gazului în aer este de 0,9655. Pe baza acestei valori, masa molară a gazului poate fi găsită:

M = M aer · D aer = 29 · 0,9655 = 28.

În această expresie, M este masa molară a gazului C x H y, M aer este masa molară medie a aerului, D aer este densitatea gazului C x H y în aer. Valoarea rezultată a masei molare este utilizată pentru a determina formula adevărată a substanței.

Este posibil ca formularea problemei să nu indice fracția de masă a unuia dintre elemente. Se găsește scăzând fracțiile de masă ale tuturor celorlalte elemente din unitate (100%).

Exemplul 13. Compusul organic conţine 38,71 gr. % carbon, 51,61 gr. % oxigen și 9,68 gr. % hidrogen. Determinați adevărata formulă a acestei substanțe dacă densitatea sa de vapori pentru oxigen este 1,9375.

Soluţie. Se calculează raportul dintre numărul de atomi dintr-o moleculă C x H y O z:

x: y: z = 38,71/12: 9,68/1: 51,61/16 = 3,226: 9,68: 3,226= 1:3:1.

Masa molară M a unei substanțe este egală cu:

M = M(O2) · D(O2) = 32 · 1,9375 = 62.

Cea mai simplă formulă a substanței este CH 3 O. Suma maselor atomice pentru această unitate de formulă va fi 12 + 3 + 16 = 31. Împărțiți 62 la 31 și obțineți raportul adevărat dintre numărul de atomi dintr-o moleculă:

x:y:z = 2:6:2.

Astfel, adevărata formulă a substanței este C 2 H 6 O 2. Această formulă corespunde compoziției alcoolului dihidroxilic - etilenglicol: CH 2 (OH) - CH 2 (OH).

2.10.6. Determinarea masei molare a unei substante

Masa molară a unei substanțe poate fi determinată pe baza valorii densității sale de vapori într-un gaz cu o masă molară cunoscută.

Exemplul 14. Densitatea vaporilor unui anumit compus organic în raport cu oxigenul este 1,8125. Determinați masa molară a acestui compus.

Soluţie. Masa molară a unei substanțe necunoscute M x este egală cu produsul dintre densitatea relativă a acestei substanțe D cu masa molară a substanței M, din care se determină valoarea densității relative:

M x = D · M = 1,8125 · 32 = 58,0.

Substanțele cu o valoare a masei molare găsite pot fi acetona, propionaldehida și alcoolul alilic.

Masa molară a unui gaz poate fi calculată folosind volumul său molar la nivelul solului.

Exemplul 15. Masa de 5,6 litri de gaz la nivelul solului. este 5,046 g Calculați masa molară a acestui gaz.

Soluţie. Volumul molar al gazului la zero este de 22,4 litri. Prin urmare, masa molară a gazului dorit este egală cu

M = 5,046 · 22,4/5,6 = 20,18.

Gazul dorit este Neonul.

Ecuația Clapeyron–Mendeleev este utilizată pentru a calcula masa molară a unui gaz al cărui volum este dat în alte condiții decât cele normale.

Exemplul 16. La o temperatură de 40 o C și o presiune de 200 kPa, masa a 3,0 litri de gaz este de 6,0 g. Determinați masa molară a acestui gaz.

Soluţie.Înlocuind cantități cunoscute în ecuația Clapeyron–Mendeleev obținem:

M = mRT/PV = 6,0 · 8,31· 313/(200· 3,0)= 26,0.

Gazul în cauză este acetilena C2H2.

Exemplul 17. Arderea a 5,6 litri (n.s.) de hidrocarbură a produs 44,0 g dioxid de carbon și 22,5 g apă. Densitatea relativă a hidrocarburii în raport cu oxigenul este 1,8125. Determinați adevărata formulă chimică a hidrocarburii.

Soluţie. Ecuația de reacție pentru arderea hidrocarburilor poate fi reprezentată după cum urmează:

C x H y + 0,5(2x+0,5y)O2 = x CO2 + 0,5y H2O.

Cantitatea de hidrocarbură este 5,6:22,4=0,25 mol. În urma reacției, se formează 1 mol de dioxid de carbon și 1,25 moli de apă, care conține 2,5 moli de atomi de hidrogen. Când o hidrocarbură este arsă cu o cantitate de 1 mol de substanță, se obțin 4 moli de dioxid de carbon și 5 moli de apă. Astfel, 1 mol de hidrocarbură conține 4 moli de atomi de carbon și 10 moli de atomi de hidrogen, adică. formula chimică a hidrocarburii este C 4 H 10. Masa molară a acestei hidrocarburi este M=4 · 12+10=58. Densitatea sa relativă de oxigen D=58:32=1,8125 corespunde valorii date în enunțul problemei, care confirmă corectitudinea formulei chimice găsite.

Problema 427.
Calculați fracțiile molare de alcool și apă într-o soluție de alcool etilic de 96% (în greutate).
Soluţie:
Fracția molară(N i) – raportul dintre cantitatea de substanță dizolvată (sau solvent) și suma cantităților tuturor
substanțe în soluție. Într-un sistem format din alcool și apă, fracția molară a apei (N 1) este egală cu

Și fracția molară a alcoolului , unde n 1 este cantitatea de alcool; n 2 - cantitatea de apă.

Să calculăm masa de alcool și apă conținută în 1 litru de soluție, cu condiția ca densitățile lor să fie egale cu una dintre proporțiile:

a) masa de alcool:

b) masa apei:

Găsim cantitatea de substanțe folosind formula: , unde m(B) și M(B) sunt masa și cantitatea substanței.

Acum să calculăm fracțiile molare ale substanțelor:

Răspuns: 0,904; 0,096.

Problema 428.
666 g KOH dizolvat în 1 kg apă; densitatea soluției este de 1,395 g/ml. Aflați: a) fracția de masă a KOH; b) molaritatea; c) molalitate; d) fracții molare de alcali și apă.
Soluţie:
A) Fractiune in masa– procentul din masa substanței dizolvate față de masa totală a soluției se determină prin formula:

Unde

m (soluție) = m(H20) + m(KOH) = 1000 + 666 = 1666 g.

b) Concentrația molară (volum-molară) arată numărul de moli de dizolvat conținut în 1 litru de soluție.

Să aflăm masa KOH la 100 ml soluție folosind formula: formula: m = p V, unde p este densitatea soluției, V este volumul soluției.

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

Acum să calculăm molaritatea soluției:

Găsim câte grame de HNO 3 sunt la 1000 g de apă alcătuind proporția:

d) Fracția molară (Ni) – raportul dintre cantitatea unei substanțe dizolvate (sau solvent) și suma cantităților tuturor substanțelor în soluție. Într-un sistem format din alcool și apă, fracția molară de apă (N 1) este egală cu fracția molară de alcool, unde n 1 este cantitatea de alcali; n 2 - cantitatea de apă.

100 g din această soluție conțin 40 g KOH și 60 g H2O.

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

Problema 429.
Densitatea unei soluții de H2S04 15% (în masă) este de 1,105 g/ml. Calculați: a) normalitate; b) molaritatea; c) molalitatea soluţiei.
Soluţie:
Să aflăm masa soluției folosind formula: m = p V, unde p- densitatea soluției, V - volumul soluției.

m(H2S04) = 1,105 . 1000 = 1105 g.

Masa de H 2 SO 4 continuta in 1000 ml solutie se gaseste din proportia:

Să determinăm masa molară a echivalentului de H 2 SO 4 din relația:

ME (V) - masa molară a echivalentului acid, g/mol; M(B) este masa molară a acidului; Z(B) - număr echivalent; Z (acizi) este egal cu numărul de ioni H+ din H 2 SO 4 → 2.

a) Concentrația echivalentă molară (sau normalitatea) arată numărul de echivalenți ai unei substanțe dizolvate conținute în 1 litru de soluție.

b) Concentrația molală

Acum să calculăm molalitatea soluției:

c) Concentrația molală (sau molalitatea) arată numărul de moli de dizolvat conținut în 1000 g de solvent.

Aflam cate grame de H 2 SO 4 sunt continute in 1000 g de apa, alcatuind proportia:

Acum să calculăm molalitatea soluției:

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

Problema 430.
Densitatea unei soluţii de zaharoză 9% (în greutate) C12H22O11 este de 1,035 g/ml. Calculaţi: a) concentraţia de zaharoză în g/l; b) molaritatea; c) molalitatea soluţiei.
Soluţie:
M(C12H22O11) = 342 g/mol. Să aflăm masa soluției folosind formula: m = p V, unde p este densitatea soluției, V este volumul soluției.

m(C12H22O11) = 1,035. 1000 = 1035 g.

a) Calculam masa de C 12 H 22 O 11 continuta in solutie folosind formula:

Unde
- fracția de masă a substanței dizolvate; m (in-va) - masa substanței dizolvate; m (soluție) - masa soluției.

Concentrația unei substanțe în g/l arată numărul de grame (unități de masă) conținute în 1 litru de soluție. Prin urmare, concentrația de zaharoză este de 93,15 g/l.

b) Concentrația molară (volum-molară) (CM) arată numărul de moli ai unei substanțe dizolvate conținute în 1 litru de soluție.

V) Concentrația molală(sau molalitatea) arată numărul de moli de substanță dizolvată conținută în 1000 g de solvent.

Aflam cate grame de C 12 H 22 O 11 sunt continute in 1000 g de apa, alcatuind proportia:

Acum să calculăm molalitatea soluției:

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