22
Коллигативные свойства растворов: Хабаровск 2005

Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

  • Upload
    others

  • View
    15

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

Коллигативные свойства растворов:

Хабаровск

2005

Page 2: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

1

Коллигативные свойства растворов

Методические указания для самостоятельной работы студентов первого

курса всех специальностей и форм обучения

Хабаровск

2005

УДК 541.8.04(076)

Page 3: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

2

Коллигативные свойства растворов: Методические указания для самосто-

ятельной работы студентов первого курса всех специальностей и форм обу-

чения. / Сост. Т.В. Гомза. — Хабаровск: ХГТУ, Изд-во ХГТУ. 2005. —20 с.

Методические указания содержат теоретический материал, примеры ре-

шения задач и многовариантные задания для самоподготовки, которые мож-

но варьировать по уровням трудности и в зависимости от специальности

обучаемых.

Печатается в соответствии с решением кафедры «Химия».

ХГТУ, 2005

Page 4: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

3

Введение

Четыре свойства разбавленных растворов нелетучего вещества в летучем

растворителе традиционно объединяются под названием коллигативных

свойств:

1. Понижение давления пара растворителя.

2. Повышение температуры кипения растворителя.

3. Понижение температуры замерзания растворителя.

4. Явление осмотического давления.

Эти свойства называются коллигативными (что означает коллективными)

потому, что они зависят от количества имеющихся молекул или ионов рас-

творенного вещества, а не от природы растворенных частиц.

Уравнения, описывающие коллигативные свойства, выведены из . усло-

вия, что частицы в растворе не взаимодействуют между собой, го есть ведут

себя аналогично идеальным газам. Строго говоря, свойствами идеального

раствора не обладает ни один реальный раствор. Но большинство реальных

растворов при малых значениях концентраций растворенного вещества прак-

тически ведут себя как идеальные, и уравнения, описывающие коллигатив-

ные свойства, достаточно точны для большинства разбавленных растворов.

Зависимость коллигативных свойств растворов от природы растворителя вы-

ражается в криоскопической и эбуллиоскопической константах, индивиду-

альных для каждого растворителя.

Коллигативные свойства играли важную роль для развития химии, по-

скольку они позволяли судить о числе частиц имеющегося в наличии раство-

ренного вещества, а, следовательно, о его молекулярной массе и степени

ионизации в растворе. Коллигативные свойства позволили Аррениусу пока-

зать, что в растворе содержится больше частиц, чем имелось в наличии моле-

кул растворенного вещества, а, следовательно, что молекулы растворенного

вещества в растворе распадаются на ионы. В настоящее время коллигативные

свойства используются главным o6pазом для определения молекулярных

масс неизвестных веществ.

Page 5: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

4

Понижение давления пара растворителя

Пар над жидкостью в состоянии равновесия называется насыщенным па-

ром. Давление насыщенного пара — характерная величина для данного ве-

щества и зависит от температуры. Если в жидкости растворены нелетучие

вещества, то давление ее пара понижается.

Свойства разбавленных растворов определяются только природой раство-

рителя и числом частиц растворенного вещества, поскольку вследствие ма-

лых концентраций силами взаимодействия между молекулами компонентов

раствора можно пренебречь.

Давление насыщенного пара растворителя над раствором (Р) всегда

меньше, чем над чистым растворителем (Ро). Это связано с тем, что поверх-

ность раствора частично занята сольватированными молекулами растворен-

ного вещества, благодаря чему уменьшается поверхностная концентрация

молекул самого растворителя, а, следовательно, и скорость его испарения.

Понижение давления пара раствора — разность между давлением пара

растворителя (р0) и давлением пара раствора

.0 PPP

Понижение давления пара раствора прямо пропорционально мольной до-

ле растворенного вещества в растворе или пропорционально отношению

числа молей растворенного вещества к общему числу молей, содержащихся в

растворе:

;0

00nn

nPPPP

где n— число молей растворенного вещества; п0 — число молей растворите-

ля.

ΔР, отнесенная к P0, называется относительным понижением давления

пара растворителя .0P

P

Первый закон Рауля

Относительное понижение давления насыщенного пара раствори-

теля над раствором равно мольной доле растворенного вещества

горN .

Page 6: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

5

Пример 1.

Раствор масляной кислоты (С3Н7СООН) в хлороформе используется при

экстракционном разделении лантаноидов и актиноидов. Давление пара хло-

роформа при 20° С равно 200 мм рт. ст. Вычислить давление пара 8 М рас-

твора масляной кислоты в хлороформе (плотность раствора — 1,48 г/см3).

Решение.

По условию задачи ..2000 стртммP ; молярность раствора 8 моль/л,

т.е. n = 8 моль.

Подсчитываем n0:

Масса 1 л раствора равна 1480 г;

масса растворителя CHCl3 в растворе равна

mр-ля = mр-ра – mр-го = 1480 – 8 М (С3Н7СООН) = 1480 – 8×88 = 776 г.

no= .моль6,5119,5

776

)(ССНС

)(CHClm

3

3 M

Отсюда 200 – Р = 200 .ст.рт.мм89,686,5

6,5

Р = 200 – 89,6 = 110,4 мм рт. ст.

Пример 2.

Раствор трибутилфосфата в бензоле применяют для экстракции из рас-

твора соли плутония.

Давление пара бензола при 15° С равно 60 мм рт. ст. Понижение давления

пара 5 %-го раствора трибутилфосфата (С4Н9)3РО4 в бензоле равно 0,91 мм

рт. ст. Какова молекулярная масса бензола (давлением пара трибутилфосфата

пренебречь)?

Решение.

В 100 г раствора масса трибутилфосфата (ТБФ) равна 5 г, масса бензола

— 95 г. Итак, молекулярная масса бензола равняется 78 г/моль.

М(бензола)

95

М(бензола)

m(б(бензолn

моль;0,0188266

5

М(ТБФ)

m(Т(ТБn

Поскольку понижение давления

,0

0nn

nPP

Page 7: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

6

получаем:

нзола)бе(

950,0188

0,01886091,0

M

.

М(бензола) = 78 г/моль.

Изменение температур кипения и замерзания растворов

Понижение давления пара над растворами приводит к тому, что они кипят

и замерзают при температурах, отличающихся от соответствующих темпера-

тур для чистых растворителей. Известно, что жидкость закипает, когда дав-

ление ее насыщенного пара становится равным внешнему давлению, а кри-

сталлизация жидкости начинается в тот момент, когда давление ее насыщен-

ных паров становится равным давлению над твердой фазой, в которую она

переходит. Поэтому растворы кипят при более высоких температурах (tК р-ля),

а замерзают при более низких температурах (tЗ р-ля), чем чистые растворители

(tЗ р-ля).

Второй закон Рауля

Повышение температуры кипения раствора (tК) и понижение тем-

пературы замерзания раствора (tЗ) по сравнению с чистым раство-

рителем пропорциональны моляльной концентрации растворенного

вещества.

ΔtК = tК р-ра = tК р-ля = Е ∙ См;

ΔtЗ = tК р-ра = tЗ р-ля = Е ∙ См.

Коэффициент пропорциональности Е называется эбулиоскопической по-

стоянной растворителя. Она равна ΔtК для одномоляльного раствора любого

неэлектролита в данном растворителе, то есть зависит от природы раствори-

теля и не зависит от природы растворенного вещества.

Коэффициент пропорциональности К называется криоскопической посто-

янной растворителя. Она равна ΔtЗ для одномоляльного раствора любого не-

электролита в данном растворителе, то есть связана с природой растворителя

и не зависит от природы растворенного вещества.

Таблица 1.

Значения К и Е для различных растворителей

Растворитель К, оС Е,

оС

Page 8: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

7

Вода 1,85 0,52

Бензол 5,07 2,57

Фенол 7,27 3,60

Уксусная кислота 3,9 3,07

Этиловый спирт - 1,04

Хлороформ 4,9 3,80

Четыреххлористый углерод 29,9 5,30

Ацетон

Законы Рауля можно использовать для определения молекулярных масс

(Мр-го) растворенных веществ:

ΔtК = Е ∙ См = Е ∙ ,mМ

1000m

ляр

гор

отсюда

Мр-го = ляр

гор

mкt

1000mЕ

Δ

и аналогично по понижению температуры замерзания

М = .m

зt

1000mК

ляр

гор

Δ

Осмос

Осмосом называют диффузию растворителя через полупроницаемую пе-

регородку, разделяющую раствор и чистый растворитель или два раствора

различной концентрации.

Осмотическое давление (Росм.) – это давление , которое нужно приложить

к раствору, чтобы привести его в равновесие с чистым растворителем, отде-

ленным о него полупроницаемой перегородкой.

Теоретическое выражение для осмотического давления получил Вант-

Гофф, рассматривавший поведение частиц вещества в растворе аналогично

поведению молекул газа, занимающего одинаковый с раствором объем.

Page 9: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

8

Закон Вант-Гоффа

Осмотическое давление разбавленного раствора численно равно то-

му давлению, которое производило бы данное количество раство-

ренного вещества, занимая в виде газа при данной температуре объ-

ем, равный объему раствора.

Росм = См ∙ R ∙ Т.

Осмотическое давление прямо пропорционально молярной концентрации

раствора и температуре.

Закон Вант-Гоффа позволяет вычислить осмотическое давление раствора,

если известны его концентрации и температура. Основанием для расчетов

могут служить следующие рассуждения.

Если 1 моль газа заключить в сосуд емкостью 22,4 л, то при 0оС давление

окажется равным 1 атм. То же количество газа, помещенное в сосуд емко-

стью 1 л, окажет при той же температуре давление в 22,4 раза больше, то есть

22,4 атм. Переходя к осмотическому давлению, рассуждаем таким же обра-

зом. Если 1 моль растворенного вещества находится в22,4 л раствора, то ос-

мотическое давление такого раствора при 0оС равно 1 атм. То же количество

растворенного вещества, находясь в 1 л раствора, создает осмотическое дав-

ление 1 л одномолярного раствора неэлектролита при 0оС составляет 22,4

атм.

Состояние

вещества

Количество

вещества

Т V следова-

тельно

давление

газ

раствор

1 моль

1 моль

273 К

273 К

22,4 л

1 л

=>

=>

Р = 1 атм

Росм= 22,4 атм

Пример.

Вычислить осмотическое давление при 22оС раствора, в 1,2 л которого

содержится 20,5 г сахара.

Решение: Воспользуемся формулой расчета осмотического давления

.атм1,21,2342

2,5)(2730,08220,5

ТRmР

раргор

гор

осм

Пример.

Чему равно осмотическое давление раствора, содержащего 15,8 г пириди-

на С5Н5N (M = 79) в 100 мл раствора при 0оС ?

Решение: концентрация данного раствора составляет 279

158 моль, следо-

вательно, осмотическое давление при 0оС будет равно 22,4 ∙ 2 = 44,8 атм.

Page 10: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

9

Пример.

Для понижения температуры замерзания воды, используемой для охла-

ждения двигателей автомашин (антифриз), в воду добавляют неэлектролит.

Сколько молей неэлектролита на 1000 г воды нужно взять, чтобы пони-

зить температуру замерзания антифриза на 5оС ? Какое количество для этого

нужно взять глицерина С3Н3О8 (М = 92)? Этилового спирта С2Н6О (М = 46)?

Решение: Введение 1 моль неэлектролита понижает температуру замерза-

ния водного раствора на 1,86оС. Для понижения температуры замерзания на

5оС нужно 687,2

86,1

5 моль неэлектролита, что составит 2,687 ∙ 92 = 247,2 г

глицерина или 2,687 ∙ 46 = 123,6 г этилового спирта.

Пример.

При какой температуре будет кипеть раствор, содержащий 18,6 г анилина

С6Н6 ?

Решение: tК р-ра = tК р-ля + ΔtК

ΔtК = См ∙ Е См = ляр

гор

1000m

Следовательно,

TК р-ра = tК р-ля +

2,80

1000

ляр

гор

Еm22,81

50093

100057,26,18

оС.

Коллигативные свойства растворов электролитов

В растворах электролитов число частиц увеличивается за счет диссоциа-

ции молекул растворенного вещества. Представим, что в раствор введено N

молекул растворенного вещества, способного распадаться на р ионов, а сте-

пень диссоциации растворенного вещества α. Тогда число молекул, распав-

шихся на ионы будет N α, а число образовавшихся ионов – N α р. Число не-

распавшихся молекул составит N - N α или N (1- α).

Общее число частиц в растворе электролита будет суммой числа молекул

и числа ионов:

Nэл-та = Nαр + N (1- α) = N (αр + (1- α)) = N (α (р - 1) + 1)

Если бы диссоциации не произошло (неэлектролит), то число введенных в

раствор частиц осталось бы неизменным, равным N (для неэлектролита Nнеэл-

та).

Отношение числа частиц растворенного вещества в растворе электролита

к числу частиц недиссоциирующего растворенного вещества составляет

I = 11)(рαN

1)1)(р(αN

N

N

та.неэл

таэл

Page 11: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

10

Такую же величину составляет отношение величин описывающих коллига-

тивные свойства растворов, измеренных для электролитов, к величинам, рас-

считанным для неэлектролитов.

Эту величину i Вент-Гофф назвал изотоническим коэффициентом.

i = танеэл.,зат

таэл.,зат

танеэлкмп,

таэлкип,

танеэлосм,

таэлосм,

та.неэл

таэл

t

t

t

t

Р

Р

Р

Р

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Δ

Таким образом, величина коллигативного свойства для растворов элек-

тролитов в i раз больше чем для соответствующего количества растворенного

неэлектролита.

Page 12: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

11

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

Задание I.

Для приготовления раствора использовали растворители А и

вещество С, взяв их в количествах В и Д, соответственно. Какие

коллигативные свойства полученного раствора Вы можете охарак-

теризовать, пользуясь этими данными (табл.1 и табл, приложения)

Дайте количественную оценку.

Таблица 1

В

а-

ри-

ант

А

раствори-

тель

B

Ко-

личест-

во рас-

тво-

рителя

С

Растворенное ве-

щество

Д

Кол-во

раст-

воренного

вещества

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

0

1

1

1

2

1

3

вода

вода

вода

вода

вода

вода

сероугле-

род

сероугле-

род

сероугле-

род

диэтило-

вый эфир

четырех-

хлористый

углерод

четырех-

хлористый

углерод

2 л

3 кг

100

мл

1,5 л

800

мл

2 кг

250

г

0,2

кг

400

г

0,5

кг

200

г

500

глюкоза, С6Н12О6

метанол, СН3ОН

ацетамид,

СН3СОNH2

карбамид,

СО(NH2)2

глицерин,

С3Н5(ОН)3

сахароза,

С12Н22О11

камфора, С10Н16О

этанол, С2Н5ОН

бензол, С6Н6

глицерин,

С3Н5(ОН)3

глицерин,

С3Н5(ОН)3

бензол,С6Н6

0,09 кг

19,2 кг

11,8 г

0,054 кг

36,8 г

136,8 г

30,4 г

9,2 г

31,2 г

37 г

9,2 г

0,2 моль

6,4 г

5,8 г

15,6 г

3,2 г

30,4 г

Page 13: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

12

1

4

1

5

1

6

1

7

1

8

1

9

хлороформ

хлороформ

хлороформ

бензол

бензол

бензол

бензол

г

0,4

кг

100

г

4 кг

0,2

кг

500

г

0,1

кг

0,8 г

метанол, СН3ОН

ацетон,

СН3СОСН3

бензол, С6Н6

сера, S

камфора, С10Н16О

глицерин,

С3Н5(ОН)3

уксусная

кислота,

СН3СООН

4,6 г

0,2 моль

Окончание табл.1

В

а-

ри-

ант

А

раствори-

тель

B

Ко-

личест-

во рас-

тво-

рителя

С

Растворенное ве-

щество

Д

Кол-во

раст-

воренного

вещества

2

0

2

1

2

2

2

3

2

4

2

5

2

6

2

бензол

этанол

этанол

этанол

этанол

этанол

ацетон

ацетон

ацетон

ацетон

ацетон

1,5

кг

2 кг

200

г

0,25

кг

300

г

1,5

кг

0,2

кг

500

г

ацетон,

СН3СОСН3

глюкоза, С6Н12О6

анилин, С6Н5NH2

формалин, НСНО

карбамид,

СО(NH2)2

бензол,С6Н6

глицерин,

С3Н5(ОН)3

сахароза,

С12Н22О11

формалин, НСНО

камфора,С10Н16О

метанол, СН3ОН

17,4 г

144 г

9,3 г

9 г

0,018 кг

46,8 г

18,4 г

68,4 г

9 г

0,1 моль

38,4 г

Page 14: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

13

7

2

8

2

9

3

0

250

г

200

г

1200

г

Задание 2

Требуется приготовить антифриз, взяв в качестве растворителя воду. Рас-

считайте, сколько потребуется взять вещества В на количество воды А, если

антифриз не должен замерзать до температуры С.

Таблица 2

В

ари

-

ант

А

Количество рас-

творителя

В

Растворенное вещество

С

t замерзания, оС

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

0

1

1

1

2

1

3

1

4

1

5

1

6

1

7

9 л

5 кг

20 л

1,5 л

1800 мл

8 л

11 кг

3 л

250 мл

0,5 л

2,5 л

20 л

10 кг

2 кг

1500 мл

10 л

5 л

1500 г

7 кг

10 кг

750 мл

6 л

0,8 л

0,8 кг

1,25

метанол, СН3ОН

метанол

метанол

метанол

метанол, СН3ОН

метанол

метанол

этиленгликоль, С2Н4(ОН)2

этиленгликоль

этиленгликоль

этиленгликоль

этиленгликоль

этиленгликоль

этиленгликоль

бутанол, С4Н9ОН

бутанол

бутанол

бутанол

бутанол

бутанол

глицерин, С3Н5(ОН)3

глицерин

глицерин

глицерин

этанол, С2Н5ОН

-12

-15

-10

-20

-16

-22

-18

-20

-30

-27

-21

-23

-40

-35

-20

-18

-23

-25

-21

-16

-10

-15

-12

-8

-10

Page 15: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

14

1

8

1

9

2

0

2

1

2

2

2

3

2

4

2

5

2

6

2

7

2

8

2

9

3

0

500 мл

0,3 л

1,5 кг

0,5

10 л

этанол

этанол

этанол

этанол

этанол

-12

-18

-8

-14

-16

Задание 3 Для определения молекулярной массы некоторого вещества С воспользо-

вались криоскопическим (эбуллиоскопическим) методом. Приготовили рас-

твор, состоящий из растворителя А, взятого в количестве В, и вещества С в

количестве Д. Понижение температуры замерзания (повышение температуры

кипения) по отношению к чистому растворителю составило величину Е, °С.

По данным таблицы 3 и таблице приведенной в приложении (температуры

замерзания и кипения и моляльные константы понижения температуры за-

мерзания и повышения температуры кипения некоторых веществ) определи-

те молярную массу вещества С.

Таблица 3

Ва- А В С

Раство-

Д

Кол-

E

Page 16: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

15

риант Раство-

ритель

Кол-во

раствори-

теля

ренное ве-

щество

во рас-

творен-

ного

веще-

ства

Δt

зам., oС

Δt

кип., oС

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

вода

вода

уксусная кисло-

та

бензол

бензол

вода

вода

уксус-

ная кисло-

та

камфо-

ра

вода

диэти-

ловый

эфир

вода

бензол

200 г

20 мл

25 г

20 г

10 г

50 г

100 г

250 г

0,804

10 см3

400 г

100

см3

78 г

глицерин

органи-

ческая кис-

лота

углево-

дород

органи-

ческая кис-

лота

тироксин

углевод

глутами-

новая кис-

лота

эти-

ленгликоль

органи-

ческое со-

единение

углево-

дород

камфора

ацетамид

органи-

ческое со-

единение

2,76

г

1 г

0,4 г

1000

мг

0,455

г

0,9 г

3 г

1,55

г

0,07

г

300

мг

13 г

1 г

7,92

г

0,2

79

0,6

2

0,4

5

0,9

4

0,3

-

0,1

70

0,3

9

15,

3

0,1

69

-

0,3

15

1,2

9

-

-

-

-

-

0,052

-

-

-

-

0,43

-

-

Окончание табл. 3

Вариант А

Рас-

творитель

В

Кол

-во

рас-

твори-

теля

С

Раство-

рен-ное ве-

щество

Д

Кол-

во рас-

творен-

ного

веще-

ства

E

Δt

зам., oС

Δt

кип., oС

14 диэти- 150 неэлек- 6 г - 0,53

Page 17: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

16

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

ловый

эфир

вода

вода

вода

уксус-

ная кис-

лота

диэти-

ловый

эфир

уксус-

ная кис-

лота

вода

бензол

диэти-

ловый

эфир

кам-

фора

кам-

фора

диэти-

ловый

эфир

вода

бензол

вода

вода

г

0,3

л

120

мл

700

мл

120

г

80 г

50 г

200

мл

100

г

150

г

0,9

1,8

г

25 г

200

20 г

15

см3

186

тролит

глицерин

поливи-

ниловый

спирт

пропио-

новый спирт органическое соеди-

нение

бензаль-

дегид

органи-

ческая кис-

лота

аскорби-

новая кисло-

та

анилин

углево-

дород

бензаль-

дегид

органич.

спирт

органич.

кислота

органи-

ческое со-

единение

фенилме-

танол

резорцин

органи-

ческое со-

единение

3,5 г

20 г

12 г

6 г

800

мг

2 г

5 г

1,5 г

1,1 г

0,07

0,2 г

1 г

5 г

1,2 г

3 г

10 г

-

0,05

-

-

-

0,71

0,264

-

-

29,4

43,6

-

0,45

-

3,38

2,0

0,066

0,15

1,02

0,19

-

-

0,408

0,10

-

-

0,67

-

0,408

-

-

Задание 4

Раствор, в объеме А которого находится растворенное вещество B с мо-

лекулярной массой С г/моль, в количестве Д граммов, обладает при темпера-

туре Е осмотическим давлением Росм. Используя известные (согласно вариан-

ту) величины, вычислите остальные.

Page 18: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

17

Таблица 4

В

а-

ри-

ант

А

Объем

рас-

твора

В

Растворен-

ное вещество

С

Моле-

кулярная

масса

Д

Масса

Рас-

творен-

ного ве-

щества

Е

Те

мпера-

тура

Росм.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

0

1

1

1

2

1

3

1

4

1

5

1

6

1

7

1

8

1

9

2

0

250 мл

3 л

3 л

1 л

?

0,4 л

500 мл

250 мл

0,5 л

100 мл

0,6 л

350 мл

1,5 л

0,5 л

400 мл

200 мл

1 л

3 л

100 мл

?

1,2 л

150 мл

10 мл

200 мл

неэлектро-

лит

глицерин

сахароза

анилин

этанол

глицерин

неэлектро-

лит

неэлектро-

лит

глюкоза

неэлектро-

лит

неэлектро-

лит

сахароза

глицерин

глюкоза

сахароза

ВМС

глицерин

глюкоза

орга-

нич.соединен

ия

сахароза

сахароза

ВМС

цитохром

С

?

-

-

-

?

?

-

?

?

-

-

-

-

?

-

-

?

-

-

?

?

?

9,00

46,00

68,40

3,72

10,00

0,74

0,55

0,70

22,50

0,05

3,04

16,00

9,20

?

34,20

2,80

?

?

2,30

4,00

68,80

2,00

0,20

1,50

5 оС

27 oC

17 oC

273

K

15 oC

10 oC

0 oC

25 oC

298

K

0

oC

0

oC

293

K

20 oC

20 oC

25 oC

298

K

20 oC

4,5

атм

?

?

?

0,1

атм

?

170,2

мм

рт.ст.

0,2

атм

?

0,112

атм

510,7

мм

рт.ст.

?

?

1,62

атм

?

0,7

кПа

2,4

атм

415,5

кПа

618,5

кПа

1,33∙1

05

Па

Page 19: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

18

2

1

2

2

2

3

2

4

животный

белок

27 oC

25 oC

0 oC

5

oC

17 oC

25 oC

273

K

?

643

Па

0,039

атм

425

Па

Окончание табл.4

В

а-

ри-

ант

А

Объем

рас-

твора

В

Растворен-

ное вещество

С

Моле-

кулярная

масса

Д

Масса

рас-

творенно-

го веще-

ства

Е

Те

мпера-

тура

Росм.

2

5

2

6

2

7

2

8

2

9

10 см3

2 л

1 л

100 мл

500 мл

1 л

животный

белок

неэлектро-

лит

неэлектро-

лит

сахароза

сахароза

поливи-

?

?

?

-

-

?

0,15

4,88

0,40

8,55

?

4,00

25 oC

36 oC

0 oC

303

K

27 oC

0,01

атм

335,3

мм

рт.ст.

0,28

атм

?

1,56х

х10-

5Па

6,52х

Page 20: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

19

3

0

нилхлорид

298

K

10-

4атм

Задание 5

Приготовили водный раствор электролита В, использовав количество С

электролита. Воспользуйтесь одной из предложенных характеристик Д полу-

ченного раствора и найдите неизвестную {?) величину. Учтите при атом, что

А - это количество растворителя в расчетах температур кипения и замерза-

ния., а в расчетах осмотического давления -- это .количество раствора.

Таблица 5

В

а-

р

и-

а

нт

А

Кол-

во р-ля

(раство-

ра)

В

Рас-

творен-

ное ве-

щество

С

Кол

-во

раство

тво-

ренно-

го ве-

щества

Д

t, oC

α ∆ t

зам, оС

t кип, оС

Рос

м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

0

1

1

1

2

1

200 г

500 г

1000 мл

500 г

400 г

1000

г

1 кг

1000

мл

200 г

500 г

500

мл

100 г

Na2C

O3

СаСl

2

K2C

O3

Na2S

O4

СаСl

2

NaCl

NаО

Н

КСl

NH4

Cl

K2S

O4

0,5

3 г

0,2

моль

0,1

моль-

экв.

3,5

5 г

8 г

2

моль

100

г

0,1

моль-

экв.

5,3

5 г

0,2

6 моль

0,1

30

1,7

86

-

?

?

?

?

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

?

?

-

-

-

0,

55

-

-

272

, 6

кП

а

-

-

-

-

-

-

-

0,4

4 атм

166

,6мм

рт.ст.

-

-

-

-

-

-

-

17

-

-

0

20

-

-

-

?

?

0,7

0,7

0,7

0,6

0,8

0,8

0,5

3

?

?

?

?

Page 21: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

20

3

1

4

1

5

1

6

1

7

1

8

1

9

2

0

2

1

2

2

2

3

2

4

2

5

1000

мл

1500

мл

100

см3

1200

мл

800г

150 г

1 м3

1000

мл

50 кг

1000

см3

10 л

100

мл

0,5 л

КСl

KNO

3

HBR

K2S

O4

СаСl

2

NH4

Cl

NаО

Н

Zn(N

O3)2

LiCl

CuS

O4

(NH4

)2MoO4

HCl

RbCl

CaCl

2

CuS

O4

0,0

05

мол

ь-экв.

0,0

5 г

0,0

5

моль-

экв.

0,7

8 моль

2 г

32,

04 г

80 г

2,9

г

25

кг

0,2

кг

1,2

кг

0,0

2 моль

0,0

2 моль

0,1

моль

0,8

г

-

0,8

04

1,6

7

7,4

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

0,

90

?

?

?

-

-

-

-

2,2

7 атм

-

-

-

-

-

-

-

-

654

мм

рт.ст.

71,

4 мм

рт.ст.

54∙

103Па

36∙

103Па

-

-

-

-

-

-

0

-

18

0

17

?

?

?

?

0,8

2

0,4

5

0,6

8

?

?

?

?

Задание 6.

Металл А, содержащий в виде примеси металл Б, плавится при

tпл °C. Определите процентное содержание примеси в металле А,

используя данные таблицы 6 и приложения.

Таблица 6

Page 22: Коллигативные свойства растворовpnu.edu.ru/media/filer_public/2013/04/08/radiochem_kolligativ.pdf · Коллигативные свойства растворов

21

В

а-

ри-

ант

А Б tпл.,

оС

В

а-

ри-

ант

А Б tпл., оС

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

0

1

1

1

2

оло-

во

сви-

нец

мед

ь железо

золото

олово

свинец

медь

железо

золото

олово

свинец

алюми-

ний

сурьма

магний

хром

ртуть

свинец

магний

никель

медь

серебро

висмут

олово

230,

10

324,

38

1069

,83

1535

,15

1062

,27

228,

44

324,

95

1082

,03

1529

,00

1061

,07

230,

90

308,

03

1

3

1

4

1

5

1

6

1

7

1

8

1

9

2

0

2

1

2

2

2

3

2

4

оло-

во

сви-

нец

мед

ь железо

золото

олово

свинец

медь

железо

золото

олово

свинец

цинк

ртуть

се-

ребро

цинк

пла-

тина

кад-

мий

се-

ребро

цинк

ртуть

сви-

нец

ртуть

вис-

мут

230,2

5

324,4

7

1080,

03

1529,

00

1055,

67

221,2

5

319,8

3

1080,

55

1534,

01

1061,

22

230,2

7

321,5

4