КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
P(z) P(z)
Жидкость закипает, кода давление насыщенного пара этой жидкости становится равным внешнему атмосферному давлению, и кристаллизуется, когда давление насыщенного пара жидкости становится равным давлению насыщенного пара твердой фазы этой жидкости (для воды – лед). Исходя из первого закона Рауля, становится очевидным, что присутствие растворенного вещества понижает температуру кристаллизации раствора и повышаеттемпературу кипения раствора по сравнению с tкp и tкип чистого растворителя.
Второй закон Рауляопределяет зависимость температуры кристаллизации и кипения раствора от концентрации растворенного вещества: Повышение температуры кипения и понижение температуры кристаллизации разбавленных идеальных растворов пропорциональны моляльной концентрации растворенного вещества. Δtкип = Ккип·Сm, Δtкp = Ккр·Сm.
Здесь Сm -моляльная концентрация раствора (моль/кг); Ккип - эбуллиоскопическая константа или константа кипения растворителя; Ккр - криоскопическая константа или константа кристаллизации растворителя.
Для воды Ккип = 0,52°С, Ккр = 1,86°С.
По своему смыслу эбуллиоскопическая и криоскопическая константы показывают повышение температуры кипения и понижение температуры кристаллизации раствора, моляльная концентрация которого равнаединице.Используя вышесказанное, можно составить следующие соотношения:
tкp(у) 0С = tкp(z) 0С – Δ tкp ; где Δ tкp = tкp(z) - tкp(y) ,
tкип. (у) 0С = tкип. (z) 0С + Δ tкип , где Δ tкип = tкип(y) - tкип(z) .
Например, 1m водный раствор любого неэлектролита закипает при температуре 100,52°С , а кристаллизуется при температуре –1,86 °С.
Пример 1. Вычислите осмотическое давление раствора, содержащего в 1,4 л 63 г глюкозы C6H12O6 при О°С.
Решение. Согласно закону Вант-Гоффа, Росм = СМ *RT. Сначала рассчитаем молярную концентрацию раствора глюкозы:
n (C6H12O6) (C6H12O6) 63
СМ = ———————— = ——————————— = ——————— = 0,25 (моль/л),
V(у) М (C6H12O6) · V(у) 180,16 · 1,4
Росм = 0,25 ·8,314 · 273 · 103 = 5,67 · 105 Па
Пример 2. Определите температуры кипения и замерзания раствора, содержащего 1 г нитробензола C6H5NO2 в 10 г бензола. Температура кипения чистого бензола 80.2°С, температура кристаллизации -5.4°С. Ккр = 5,1°С. Ккип = 2,57°С.
Решение. Из закона Рауля следует:
Δtкp = Ккр · Cm = Ккр · m (C6H5NO2)·103/ [M (C6H5NO2) · m (С6Н6)],
Δtкип = Ккип · Cm = К кип · m (C6H5NO2)·103/ [M (C6H5NO2) · m (С6Н6)],
где m (C6H5NO2) и m (С6Н6) - массы нитробензола и бензола, M (C6H5NO2) - молекулярная масса C6H5NO2, которая равна 123,11 г/моль. Подставляя численные значения всех величин в формулы, находим:
Δtкp = [5,l · l·103]/ [123,11 · 10] = 4,14°С,
Δtкип =[2,57 · l·103]/ [123,11 · 10] = 2,05°С.
Находим температуру кипения и кристаллизации раствора:
tкип = tкип (С6Н6) + Δtкип = 80,2 + 2,05 = 82,25°С ;
tкp = tкp (С6Н6) - Δtкp = 5,4 · 4,14 = 1,26°С.
Криоскопические и эбуллиоскопические константы
| растворитель | Т кристалл. 0С | К крист. | Ткипен. 0С | К кипения |
| Вода | 1,86 | 0,52 | ||
| Анилин | - 5,96 | 5.87 | 184,3 | 3,65 |
| Бензол | 5,45 | 5,07 | 80,2 | 2,61 |
| Уксусная кислота | 16,65 | 3,6 | 118,5 | 3,14 |
| Камфора | 38,5 | 6,09 |
ЗАДАЧИ
24. Найти температуру замерзания и кипения раствора, который содержит 2,4 г неэлектролита (М = 80 г/моль) в 200 г воды.
25. Раствор глюкозы С6Н12O6 кристаллизуется при температуре - 0,5°С. Рассчитайте массу глюкозы, которая приходится на 250 мл воды этого раствора и процентную концентрацию раствора.
26. 25 г неэлектролита (Мr = 210 г/моль) растворили в 75 г воды. При какой температуре закипит этот раствор?
27. Давление пара воды над раствором неэлектролита С6Н12O6 равно 1707,8 Па при t = 20°С. Рассчитайте массу С6Н12O6, содержащегося в 500 г этого раствора, если давление насыщенного пара воды при этой температуре равно 2337,8 Па.
28. Рассчитайте осмотическое давление раствора неэлектролита (М = 180 г/моль) с процентной концентрацией 18% при Т = 290 К. Плотность раствора равна 1,16 г/мл.
29. Сколько граммов воды необходимо взять для растворения 34,2 г сахара С12Н22O11, чтобы давление насыщенного пара понизилось на 600 Па при 283 К. При этой температуре давление насыщенного пара воды равно 1227,8 Па.
30. При какой температуре закристаллизуется раствор сахара С12Н22O11, если температура кипения его - 100,12°С. Рассчитайте моляльную концентрацию этого раствора?
31. Водный раствор неэлектролита, содержащий 18,4 г вещества в 200 г воды, кристаллизуется при температуре 0,372°С. Рассчитайте молекулярную массу растворенного вещества.
32. Сколько граммов неэлектролита (М=186 г/моль) должно содержаться в 1800 г воды, чтобы давление насыщенного пара понизилось на 1000 Па при 283 К. При этой температуре давление насыщенного пара воды равно 1227,8 Па.
33. При одинаковой ли температуре закристаллизуются растворы сахара и глюкозы, содержащие по 24 г в 240 г воды.
Дата добавления: 2015-09-14; просмотров: 121; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |