V. Общие свойства растворов. Осмос.

Эбулиоскопия.

  Температура кипения раствора по сравнению с температурой кипения растворителя повышается на Δt = t ─ t^оградусов, t – температура кипения раствора, t^о – температура кипения растворителя, Δt = E×C_m

Е – эбулиоскопическая постоянная растворителя, таб.1., C_m− моляльная концентрация раствора. Если G₁(г) масса растворителя; G₂(г) масса растворенного вещества; M₂ - молярная масса растворенного вещества, тогда . Если ρ – плотность раствора, V – объем раствора, тогда масса раствора G₀ = G₁ + G₂ = ρ×V. С другой стороны, массовая доля растворенного вещества , следовательно, .

Криоскопия.

Температура замерзания раствора по сравнению с температурой замерзания растворителя понижается на Δt = t^о ─ t градусов, t^о – температура замерзания растворителя, t – температура замерзания раствора, Δt = К×C_m градусов;  К – криоскопическая постоянная растворителя, [m] = моль/кг моляльность раствора 

; ; М₂ - молярная масса растворенного вещества,

G₁(г) – масса растворителя G₂(г) – масса растворенного вещества.

  Если G₁(г) масса растворителя; G₂(г) масса растворенного вещества; тогда

  масса раствора G₀ = G₁ + G₂ = ρ×V и G₂ = ρ×V×δ

 

Таблица 1.

 

Растворитель	Эбулиоскопические постоянные		Криоскопические постоянные
	Температура кипения, ^оК	ЕЭ[л×град/моль]	Температура замерзания, ^оК	КЗ [л×град/моль]
Вода	373,2	0,51	273,2	1,86
Этиловый спирт	351,7	1,21
Бензол	353,3	2,63	278,7	5,10
Хлороформ	334,4	3,76
Нитробензол			278,9	6,83

 

5.3 Осмотическое давление π = R×T×С (Уравнение Вант – Гоффа)

[C] = моль/ литр (молярная концентрация); ;

 R = 8,314,   [π] = кПа   Т = Т⁰К,   G₂(г) = масса растворенного вещества.

М – молярная масса растворенного вещества, V[мл] – объём раствора.

Изотонический коэффициент электролитов

При растворении электролитов за счет диссоциации молекулы электролита увеличивается число частиц в растворе, поэтому опытные значения Δ t и π всегда больше, чем теоретические значения. Поэтому при вычислении Δt и π вводят поправочный (изотонический) коэффициент i > 1, учитывающий увеличение частиц в растворе. Для не электролитов i = 1. Если при диссоциации электролита образуется n ионов, тогда i = 1 +(n – 1)×α. α − степень диссоциации электролита.

α = n/N, N – общее число частиц в растворе. Как правило, степень диссоциации определяют экспериментально. Для сильных электролитов α > 0,45.

Решение задач

Задача. Вычислить температуру замерзания раствора CaCl₂, если α = 0,35 и

         222 кг соли растворили в 1 м³ воды. CaCl₂ = Ca⁺ + 2Cl⁻

Решение: Δt = i×K×C_мл, С_мл – моляльная конц. раствора, i = 1+(3−1)×0,35 = 1,7

            = 2(моль/кг); Δt = 1,7×1,86×2= 6,32⁰C

             t_зам = t⁰ – Δt = 0⁰C – 6,32⁰C = − 6,32⁰

Задача. Вычислить температуру замерзания раствора содержащего 12 г

         формальдегида НСНО (М=30) в 400г воды.

Решение:    Ответ: 1,86^оС.

Задача. Ск. граммов С₃Н₆О (М=58) надо растворить в 1000мл воды, чтобы

          понизить температуру замерзания раствора на 2,79 ^оС.

Решение: ; Ответ: 87 г

Задача. Вычислить М, если 60 г. вещества растворили в 1000 мл воды и

          раствор  кипит при 101,04^оС. Е = 0,52 (литр×градус)/моль

Решение:  Ответ: 30 (Н₂СО формальдегид)

Задача. Вычислить осмотическое давление раствора глюкозы, если в 250 мл

        раствора растворено 18г глюкозы (М = 180) при t = 27^оC.

Решение: ≈ 998 кПа

5.6 Задачи для самостоятельного решения

Вычислить, как связаны друг относительно друга Δt (замерзания/кипения/осмос)

        при одинаковой ω%  растворов этанола и метанола

Вычислить температуру замерзания раствора содержащего 12 г  формальдегида

                 НСНО (М=30) в 400г воды.

Вычислить, ск. граммов С₃Н₆О (М=58) надо растворить в 1000 мл воды, чтобы

                  понизить температуру замерзания раствора на 2,79 ⁰С.

Вычислить М, если 60 г вещества растворили в 1000 мл воды и раствор

        кипит при 101,04^оС. Е = 0,52(литр×градус)/моль

При одинаковой массовой доле растворенного вещества осмотическое давление

коллоидного раствора по отношению к истинному раствору имеет меньшее

или большее значение?

Осмотическое давление раствора, в 250 мл которого содержится 3 г сахара, при 12^оС равно 83,14 кПа. Вычислить относительную молекулярную массу сахара.