Физические основы общей химии. Балданова Д.М - 17 стр.

UptoLike

молекула электролита, например для KCl k = 2, для BaCl
2
k = 3.
Из выражений (2.15), (2.16), (2.17), (2.18) и (2.19) следует
обобщенная формула для нахождения изотонического коэффици-
ента:
()
.11
1000
1000
20
0
+=
=
=
=
=
=
k
mK
mMT
mK
mMT
RTC
p
Np
pp
i
кр
лярз
эб
лярк
M
α
(2.20)
Правила использования уравнения (2.20) те же, что и для
концентрации растворов:
часть формулы, содержащей исходные
величины, необходимо приравнять к части формулы, содержа-
щей искомые величины.
Например, по известным значениям
з
T
можно рассчи-
тать
к
T
одного и того же электролита по формуле:
10001000
=
mK
mMT
mK
mMT
кр
лярз
эб
лярк
,
откуда следует
з
кр
эб
к
T
K
K
T
= .
Пример 1. В 540 г воды растворено 36 г глюкозы С
6
Н
12
О
6
(М = 180 г/моль).
Найти: а) осмотическое давление раствора при 315 К;
б) температуру кристаллизации раствора;
в) температуру кипения раствора;
г) давление насыщенного пара над раствором при
315 К.
Давление насыщенного пара над водой при 315 К равно
8,2 кПа (61,5 мм. рт. ст.). Плотность раствора считать равной
плотности воды. Криоскопическая и эбулиоскопическая констан-
ты воды составляют соответственно 1,86
0
и 0,52
0
.
Решение: а) Определим объем раствора, принимая во вни-
30
мание, что
57654036
=
+
=
+
=
ляррар
mmm г:
576
1
576
===
ρ
рар
m
V
мл.
Найдем молярную концентрацию раствора, используя фор-
мулу (1.37):
1000
VC
M
m
n
М
вав
М
==
;
35,0
576180
100036
1000
=
=
=
VM
m
C
вав
М
моль/л.
Находим осмотическое давление раствора при 315 К по
уравнению (2.2):
9,908315314,835,0
=
=
=
RTCp
M
кПа.
б) Определим температуру кристаллизации (замерзания)
раствора, используя формулу (2.14):
0
69,0
540180
100036
86,1
1000
=
=
=
ляр
крз
mM
m
KT
.
Так как вода кристаллизуется при 0
0
С, то искомая величи-
на:
69,069,00
=
=
з
T
0
С.
в) Определим температуру кипения раствора, используя
формулу (2.13):
0
19,0
540180
100036
52,0
1000
=
=
=
ляр
эбк
mM
m
KT
.
Так как вода кипит при 100
0
С, то искомая величина:
19,10019,0100
=
+
=
к
T
0
С.
г) Определим число молей растворителя:
30
18
540
1
===
M
m
n
ляр
моль.
Аналогично находим число молей растворенного вещества:
2,0
180
36
2
===
M
m
n
вав
моль.
31
молекула электролита, например для KCl k = 2, для BaCl2 k = 3.               мание, что m р − ра = m + m р − ля = 36 + 540 = 576 г:
      Из выражений (2.15), (2.16), (2.17), (2.18) и (2.19) следует
обобщенная формула для нахождения изотонического коэффици-                                              m р − ра       576
                                                                                                 V =               =       = 576 мл.
ента:                                                                                                      ρ            1
                p0 − p      ∆p             ∆Tк ⋅ M ⋅ m р − ля                      Найдем молярную концентрацию раствора, используя фор-
          i=             =       =                 =                         мулу (1.37):
                p 0 ⋅ N 2 C M RT   K эб ⋅ m ⋅ 1000
                                                                    (2.20)                                 mв −ва C М ⋅ V
              ∆Tз ⋅ M ⋅ m р − ля                                                                     nМ =        =         ;
          =                        = 1 + α (k − 1).                                                         M        1000
               K кр ⋅ m ⋅ 1000                                                                m      ⋅ 1000 36 ⋅ 1000
      Правила использования уравнения (2.20) те же, что и для                           CМ   = в −ва        =            = 0,35 моль/л.
                                                                                                 M ⋅V          180 ⋅ 576
концентрации растворов: часть формулы, содержащей исходные
                                                                                   Находим осмотическое давление раствора при 315 К по
величины, необходимо приравнять к части формулы, содержа-
                                                                             уравнению (2.2):
щей искомые величины.
                                                                                        ∆p = C M RT = 0,35 ⋅ 8,314 ⋅ 315 = 908,9 кПа.
      Например, по известным значениям ∆Tз можно рассчи-
                                                                                   б) Определим температуру кристаллизации (замерзания)
тать ∆Tк одного и того же электролита по формуле:                            раствора, используя формулу (2.14):
                 ∆Tк ⋅ M ⋅ m р − ля        ∆Tз ⋅ M ⋅ m р − ля                                        m ⋅ 1000              36 ⋅ 1000
                                      =                         ,                     ∆Tз = K кр ⋅                = 1,86 ⋅           = 0,69 0 .
                  K эб ⋅ m ⋅ 1000           K кр ⋅ m ⋅ 1000                                          M ⋅ m р − ля          180 ⋅ 540
откуда следует                                                                     Так как вода кристаллизуется при 00С, то искомая величи-
                                      K эб                                   на: Tз = 0 − 0,69 = −0,69 0С.
                            ∆Tк =          ⋅ ∆Tз .
                                      K кр                                         в) Определим температуру кипения раствора, используя
                                                                             формулу (2.13):
                                                                                                     m ⋅ 1000              36 ⋅ 1000
      Пример 1. В 540 г воды растворено 36 г глюкозы С6Н12О6                          ∆Tк = K эб ⋅                = 0,52 ⋅           = 0,19 0 .
(М = 180 г/моль).                                                                                    M ⋅ m р − ля          180 ⋅ 540
      Найти: а) осмотическое давление раствора при 315 К;                          Так как вода кипит при 1000С, то искомая величина:
             б) температуру кристаллизации раствора;                                            Tк = 100 + 0,19 = 100,19 0С.
             в) температуру кипения раствора;
             г) давление насыщенного пара над раствором при                        г) Определим число молей растворителя:
315 К.                                                                                                  m р − ля       540
                                                                                                 n1 =              =       = 30 моль.
      Давление насыщенного пара над водой при 315 К равно                                                 M            18
8,2 кПа (61,5 мм. рт. ст.). Плотность раствора считать равной                      Аналогично находим число молей растворенного вещества:
плотности воды. Криоскопическая и эбулиоскопическая констан-                                            mв −ва    36
ты воды составляют соответственно 1,860 и 0,520.                                                n2 =           =     = 0,2 моль.
       Решение: а) Определим объем раствора, принимая во вни-                                            M       180

                                      30
                                                                                                                       31