Введення в загальну хімію. Молярний частки речовини і води В 1000 г води при 20 розчиняється

Приклад 1. Обчисліть осмотичний тиск розчину, що містить в 1,5 л 135 г глюкози C 6 H 12 O 6 при 0 0 С.

Рішення:Осмотичний тиск визначається за законом Вант-Гоффа:

див RТ

Молярна концентрація розчину знаходимо за формулою:

Підставляючи значення молярної концентрації в вираз закону Вант-Гоффа, розраховуємо осмотичнийтиск:

π \u003d С м RТ\u003d 0,5 моль / л ∙ 8,314 Па ∙ м 3 / моль ∙ К ∙ 273 \u003d 1134,86 ∙ 10 3 Па

Приклад 2.Визначте температуру кипіння розчину, що містить 1,84 г нітробензолу C 6 H 5 NO 2 в 10 г бензолу. Температура кипіння чистого бензолу 80,2 0 С.

Рішення: Температура кипіння розчину на Δt кип буде вище, ніж температура кипіння чистого бензолу: t кип (розчину) \u003d t кип (розчинника) + Δt кип;

Згідно із законом Рауля: Δt кип \u003d Е ∙ З m ,

де Е -ебулліоскопіческая константа розчинника (таблична величина),

З m - моляльна концентрація розчину, моль / кг

Δt кип \u003d Е ∙ З m \u003d1,5 ∙ 2,53 \u003d 3,8 0 С.

t кип (розчину) \u003d t кип (розчинника) + Δt кип \u003d80,2 0 С +3,8 0 С \u003d 84 0 С.

901. Розчин, що містить 57 г цукру З 12 Н 22 Про 11 в 500 г води, кипить при 100,72 0 С. Визначте ебулліоскопіческую константу води.

902. Розчин, що містить 4,6 г гліцерину С 3 Н 8 О 3 в 71 г ацетону, кипить при 56,73 0 С. Визначте ебулліоскопіческую константу ацетону, якщо температура кипіння ацетону 56 0 С.

903. Обчисліть температуру кипіння розчину, що містить 2 г нафталіну З 10 Н 8 в 20 г ефіру, якщо температура кипіння ефіру 35,6 0 С, а його ебулліоскопіческая константа 2,16.

904. 4 г речовини розчинені в 100 г води. Отриманий розчин замерзає при -0,93 0 С. Визначте молекулярну масу розчиненої речовини.

905. Визначте відносну молекулярну масу бензойної кислоти, якщо 10% розчин її кипить при 37,57 0 С. Температура кипіння ефіру 35,6 0 С, а його ебулліоскопіческая константа 2,16.

906. Зниження температури замерзання розчину, що містить 12,3 г нітробензолу З 6 Н 5 NО 2 в 500 г бензолу, так само 1,02 0 С. Визначте кріоскопічні константу бензолу.

907. Температура замерзання оцтової кислоти 17 0 С, кріоскопічна константа 3,9. Визначте температуру замерзання розчину, що містить 0,1 моль розчиненої речовини в 500 г оцтової кислоти СН 3 СООН.

908. Розчин, що містить 2,175 г розчиненої речовини в 56,25 г води, замерзає при -1,2 0 С. Визначте відносну молекулярну масу розчиненої речовини.

909. При якій температурі кипить розчин, що містить 90 г глюкози С 6 Н 12 О 6 в 1000 г води?

910. В 200 г спирту розчинені 5 г речовини. Розчин кипить при 79,2 0 С. Визначте відносну молекулярну масу речовини, якщо ебулліоскопіческая константа спирту 1,22. Температура кипіння спирту 78,3 0 С.

911. Водний розчин цукру замерзає при -1,1 0 С. Визначте масову частку (%) цукру З 12 Н 22 Про 11 в розчині.

912. В якій масі води слід розчинити 46 г гліцерину С 3 Н 8 О 3, щоб отримати розчин з температурою кипіння 100,104 0 С?

913. Розчин, що містить 27 г речовини в 1 кг води, кипить при 100,078 0 С. Визначте відносну молекулярну масу розчиненої речовини.

914. Обчисліть масу води, в якій слід розчинити 300 г гліцерину С 3 Н 8 О 3 для отримання розчину, що замерзає при - 2 0 С.

915. Розчин глюкози в воді показує підвищення температури кипіння на 0,416 0 С. Вичистіть зниження температури замерзання цього розчину.

916. Обчисліть температуру замерзання 20% розчину гліцерину С 3 Н 8 О 3 у воді.

917. В 250 г води розчинені 1,6 г речовини. Розчин замерзає при -0,2 0 С. Розрахуйте відносну молекулярну масу розчиненої речовини.

918. Розчин, що містить 0,5 г ацетону (СН 3) 2 СО в 100 г оцтової кислоти, дає зниження температури замерзання на 0,34 0 С. Визначте кріоскопічні константу оцтової кислоти.

919. Обчисліть масову частку (%) гліцерину в водному розчині, температура кипіння якого 100,39 0 С.

920. Скільки грамів етиленгліколю З 2 Н 4 (ОН) 2 потрібно додати на кожен кілограм води для приготування антифризу з точкою замерзання -9,3 0 С?

921. Розчин, що містить 565 г ацетону і 11,5 г гліцерину С 3 Н 5 (ОН) 3 кипить при 56,38 0 С. Чистий ацетон кипить 56 0 С. Розрахуйте ебулліоскопіческую константу ацетону.

922. При якій температурі замерзає 4% розчин етилового спирту З 2 Н 5 ОН в воді?

923. Визначте масову частку (%) цукру З 12 Н 22 Про 11 в водному розчині, якщо розчин закипає при 101,04 0 С.

924. Який з розчинів буде замерзати при більш низькій температурі: 10% розчин глюкози С 6 Н 12 О 6 або 10% розчин цукру З 12 Н 22 Про 11?

925. Обчисліть температуру замерзання 12% водного (по масі) розчину гліцерину С 3 Н 8 О 3.

926. Обчисліть температуру кипіння розчину, що містить 100 г сахарози C 12 H 22 O 11 в 750 г води.

927. Розчин, що містить 8,535 г NaNO 3 в 100 г води, кристалізується при t \u003d -2,8 0 С. Визначте кріоскопічні постійну води.

928. Для приготування охолоджуючої рідини на 20 л води взято 6 г гліцерину (\u003d 1,26 г / мл). Яка буде температура замерзання приготованого антифризу?

929. Визначте кількість етиленгліколю C 2 H 4 (OH) 2, яке необхідно додати до 1 кг води для приготування розчину з температурою кристалізації -15 0 С.

930. Визначте температуру кристалізації розчину, що містить 54 г глюкози C 6 H 12 O 6 в 250 г води.

931. Розчин, що містить 80 г нафталіну C 10 H 8 в 200 г діетилового ефіру, кипить при t \u003d 37,5 0 C, а чистий ефір - при t \u003d 35 0 C. Визначте ебуліоськопічеський константу ефіру.

932. При додаванні 3,24 г сірки в 40 г бензолу C 6 H 6 температура кипіння підвищилася на 0,91 0 С. Зі скількох атомів складаються частки сірки в розчині, якщо ебулліоскопіческая постійна бензолу дорівнює 2,57 0 С.

933. Розчин, що містить 3,04 г камфори C 10 H 16 O в 100 г бензолу С 6 Н 6, кипить при t \u003d 80,714 0 C. (Температура кипіння бензолу дорівнює 80,20 0 С). Визначте ебуліоськопічеський постійну бензолу.

934. Скільки грамів карбаміду (сечовини) CO (NH 2) 2 необхідно розчинити в 125 г води, щоб температура кипіння підвищилася на 0,26 0 С. Ебулліоскопіческая постійна води 0,52 0 С.

935. Обчисліть температуру кипіння 6% (по масі) водного розчину гліцерину C 3 H 8 O 3.

936. Обчисліть масову частку сахарози С 12 Н 22 Про 11 в водному розчині, температура кристалізації якого 0,41 0 С.

937. При розчиненні 0,4 г деякої речовини в 10 г води температура кристалізації розчину знизилася на 1,24 0 С. Розрахуйте молярну масу розчиненої речовини.

938. Обчисліть температуру замерзання 5% (по масі) розчину цукру З 12 Н 22 Про 11 в воді.

939. Скільки грамів глюкози С 6 Н 12 О 6 слід розчинити в 300 г води для отримання розчину з температурою кипіння 100, 5 0 С?

940. Розчин, що містить 8,5 г деякого неелектроліту в 400 г води, кипить при температурі 100,78 0 С. Розрахуйте молярну масу розчиненої речовини.

941. При розчиненні 0,4 г деякої речовини в 10 г води температура кристалізації розчину стала -1,24 0 С. Визначте молярну масу розчиненої речовини.

942. Обчисліть масову частку цукру З 12 Н 22 Про 11 в розчині, температура кипіння якого 100, 13 0 С.

943. Обчисліть температуру кристалізації 25% (по масі) розчину гліцерину С 3 Н 8 О 3 у воді.

944. Температура кристалізації бензолу С 6 Н 6 5,5 0 С, кріоскопічна константа 5,12. Обчисліть молярну масу нитробензола, якщо розчин, що містить 6,15 г нітробензолу в 400 г бензолу, кристалізується при 4,86 \u200b\u200b0 С.

945. Розчин гліцерину С 3 Н 8 О 3 у воді показує підвищення температури кипіння на 0,5 0 С. Розрахуйте температуру кристалізації цього розчину.

946. Обчисліть масову частку сечовини СО (NH 2) 2 у водному розчині, температура кристалізації якого -5 0 С.

947. В якій кількості води слід розчинити 300 г бензолу С 6 Н 6 для отримання розчину з температурою кристалізації -20 0 С?

948. Обчисліть температуру кипіння 15% (по масі) розчину гліцерину С 3 Н 8 О 3 в ацетоні, якщо температура кипіння ацетону 56,1 0 С, а ебуліоскопічна постійна дорівнює 1,73.

949. Обчисліть осмотичний тиск розчину при 17 0 С, якщо 1 л його містить 18,4 г гліцерину C 3 H 5 (OH) 3.

950. В 1 мл розчину міститься 10 15 молекул розчиненої речовини. Обчисліть осмотичний тиск розчину при 0 0 С. В якому обсязі міститься 1 моль розчиненої речовини?

951. Скільки молекул розчиненої речовини міститься в 1 мл розчину, осмотичний тиск якого при 54 0 С дорівнює 6065 Па?

952. Обчисліть осмотичний тиск 25% (по масі) розчину сахарози C 12 H 22 O 11 при 15 0 C (ρ \u003d 1,105 г / мл).

953. При якій температурі осмотичний тиск розчину, що містить в 1 л води 45 г глюкози C 6 H 12 O 6, досягне 607,8 кПа?

954. Обчисліть осмотичний тиск 0,25 розчину цукру З 12 Н 22 Про 11 при 38 0 С.

955. При якій температурі осмотичний тиск розчину, що містить в 1 л 60 г глюкози С 6 Н 12 О 6, досягне 3 атм?

956. Осмотичний тиск розчину, обсяг якого 5 л, при 27 0 С дорівнює 1,2 ∙ 10 5 Па. Яка молярна концентрація цього розчину?

957. Скільки грамів етилового спирту З 2 Н 5 ОН повинен містити 1 л розчину, щоб його осмотичний тиск був таким же, як і розчину, що містить в 1 л при тій же температурі 4,5 г формальдегіду СН 2 О.

958. Скільки грамів етилового спирту З 2 Н 5 ОН треба розчинити в 500 мл води, щоб осмотичний тиск цього розчину при 20 0 С дорівнює 4,052 ∙ 10 5 Па?

959. 200 мл розчину містять 1 г розчиненої речовини і при 20 0 С мають осмотичний тиск 0,43 ∙ 10 5 Па. Визначте молярну масу розчиненої речовини.

960. Визначте молярну масу розчиненої речовини, якщо розчин, що містить в 0,5 л 6 г речовини, при 17 0 С володіє осмотичним тиском 4,82 ∙ 10 5 Па.

961. Скільки грамів глюкози C 6 H 12 O 6 повинен містити 1 л розчину, щоб його осмотичний тиск був таким же, як і розчину, що містить в 1 л при тій же температурі 34,2 г цукру C 12 H 22 O 11?

962. 400 мл розчину містять 2 г розчиненої речовини при 27 0 С. Осмотичний тиск розчину 1,216 ∙ 10 5 Па. Визначте молярну масу розчиненої речовини.

963. Розчин цукру C 12 H 22 O 11 при 0 0 С надає осмотичний тиск 7,1 ∙ 10 5 Па. Скільки грамів цукру міститься в 250 мл такого розчину?

964. 2,45 г карбаміду містяться в 7 л розчину. Осмотичний тиск розчину при 0 0 С дорівнює 1,317 ∙ 10 5 Па. Обчисліть молярну масу карбаміду.

965. Визначте осмотичний тиск розчину, в 1 л якого міститься 3,01 ∙ 10 23 молекул при 0 0 С.

966. Водні розчини фенолу С 6 Н 5 ОН і глюкози C 6 H 12 O 6 містять в 1 л рівні маси розчинених речовин. В якому з розчинів осмотичнийтиск більше при однаковій температурі? У скільки разів?

967. Розчин, що містить 3 г неелектроліту в 250 мл води, замерзає при температурі - 0,348 0 С. Розрахуйте молярну масу неелектроліту.

968. Розчин, що містить в 1 л 7,4 г глюкози С 6 Н 12 О 6 при температурі 27 0 С має однакову осмотичний тиск з розчином сечовини CO (NH 2) 2. Скільки г сечовини міститься в 500 мл розчину?

969. Осмотичний тиск розчину, в 1 л якого міститься 4,65 г аніліну З 6 Н 5 NH 2, при температурі 21 0 С дорівнює 122,2 кПа. Обчисліть молярну масу аніліну.

970. Обчисліть осмотичний тиск при температурі 20 0 С 4% розчину цукру З 12 Н 22 Про 11, щільність якого дорівнює 1,014 г / мл.

971. Визначте осмотичний тиск розчину, що містить 90,08 г глюкози С 6 Н 12 О 6 в 4 літрах при температурі 27 0 С.

972. Розчин, об'ємом 4 літри, містить при температурі 0 0 С 36,8 г гліцерину (С 3 Н 8 О 3). Чому дорівнює осмотичний тиск цього розчину?

973. При 0 0 С осмотичний тиск розчину сахарози С 12 Н 22 Про 11 одно 3,55 ∙ 10 5 Па. Яка маса сахарози міститься в 1 л розчину?

974. Визначте величину осмотичного розчину, в 1 літрі якого зодержимий 0,4 моль неелектроліту при температурі 17 0 С.

975. Чому дорівнює осмотичний тиск розчину, що містить в 2,5 літрах розчину 6,2 г аніліну (C 6 H 5 NH 2) при температурі 21 0 С.

976. При 0 0 С осмотичний тиск розчину сахарози С 12 Н 22 Про 11 одно 3,55 ∙ 10 5 Па. Яка маса сахарози міститься в 1 л розчину?

977. При якій температурі буде замерзати водний розчин етилового спирту, якщо масова частка З 2 Н 5 ОН дорівнює 25%?

978. Розчин, що містить 0,162 г сірки в 20 г бензолу, кипить при температурі на 0,081 0 С вище, ніж чистий бензол. Розрахуйте молекулярну масу сірки в розчині. Скільки атомів міститься в одній молекулі сірки?

979. До 100 мл 0,5 моль / л водного розчину сахарози С 12 Н 22 Про 11 додано 300 мл води. Чому дорівнює осмотичного тиску отриманого розчину при 25 0 С?

980. Визначте температури кипіння і замерзання розчину, що містить 1 г нітробензолу З 6 Н 5 NО 2 в 10 г бензолу. Ебулоскопіческая і кріоскопічна константа бензолу відповідно дорівнює 2,57 і 5,1 К ∙ кг / моль. Температура кипіння чистого бензолу 80,2 0 С, температура замерзання -5,4 0 С.

981. Яка температура замерзання розчину неелектроліту, що містить 3,01 ∙ 10 23 молекул в одному літрі води?

982. Розчини камфори масою 0,522 г у 17 г ефіру кипить при температурі на 0,461 0 С вище, ніж чистий ефір. Ебулліоскопіческая константа ефіру 2,16 До ∙ кг / моль. Визначте молекулярну масу камфори.

983. Температура кипіння водного розчину сахарози дорівнює 101,4 0 С. Розрахуйте моляльну концентрацію і масову частку сахарози в розчині. При якій температурі замерзає цей розчин?

984. Молекулярна маса неелектроліту дорівнює 123,11 г / моль. Яка маса неелектроліту повинна міститися в 1 л розчину, щоб розчин при 20 0 С мав осмотичний тиск, що дорівнює 4,56 ∙ 10 5 Па?

985. При розчиненні 13,0 неелектроліту в 400 г діетилового ефіру (С 2 Н 5) 2 Про температура кипіння підвищилася на 0,453 К. Визначте молекулярну масу розчиненої речовини.

986. Визначте температуру кипіння водного розчину глюкози, якщо масова частка З 6 Н 12 О 6 дорівнює 20% (для води К е \u003d 0,516 До ∙ кг / моль).

987. Розчин, що складається з 9,2 г йоду і 100 г метилового спирту (СН 3 ОН), закипає при 65,0 0 С. Скільки атомів входить до складу молекули йоду, що знаходиться в розчиненому стані? Температура кипіння спирту 64,7 0 С, а його ебулліоскопіческая константа К е \u003d 0,84.

988. Скільки грамів сахарози С 12 Н 22 Про 11 треба розчинити в 100 г води, щоб: а) знизити температуру кристалізації на 1 0 С; б) підвищити температуру кипіння на 1 0 С?

989. В 60 г бензолу розчинено 2,09 деякого речовини. Розчин кристалізується при 4,25 0 С. Встановіть молекулярну масу речовини. Чистий бензол кристалізується при 5,5 0 С. Кріоскопічна константа бензолу 5,12 До ∙ кг / моль.

990. При 20 0 С осмотичний тиск розчину, в 100 мл якого міститься 6,33 г барвника крові - гематина, так само 243,4 кПа. Визначте молекулярну масу гематина.

991. Розчин, що складається з 9,2 г гліцерину С 3 Н 5 (ОН) 3 і 400 г ацетону кипить при 56,38 0 С. Чистий ацетон кипить при 56,0 0 С. Розрахуйте ебулліоскопіческую константу ацетону.

992. Тиск пара води при 30 0 С становить 4245,2 Па. Яку масу цукру З 12 Н 22 Про 11 слід розчинити в 800 г води для отримання розчину, тиск пара якого на 33,3 Па менше тиску пара води? Обчисліть масову частку (%) цукру в розчині.

993. Тиск пара ефіру при 30 0 С дорівнює 8,64 ∙ 10 4 Па. Яка кількість неелектроліту треба розчинити в 50 міль ефіру, щоб знизити тиск пари при даній температурі на 2666 Па?

994. Зниження тиску пари над розчином, що містить 0,4 моль аніліну в 3,04 кг сірковуглецю, при деякій температурі дорівнює 1003,7 Па. Тиск пара сірковуглецю при тій же температурі 1,0133 ∙ 10 5 Па. Обчисліть молекулярну масу сірковуглецю.

995. При деякій температурі тиск пари над розчином, що містить 62 г фенолу С 6 Н 5 О в 60 міль ефіру одно 0,507 ∙ 10 5 Па. Знайдіть тиск пара ефіру при цій температурі.

996. Тиск пара води при 50 0 С дорівнює 12334 Па. Обчисліть тиск пара розчину, що містить 50 г етиленгліколю З 2 Н 4 (ОН) 2 в 900 г води.

997. Тиск водяної пари при 65 0 С дорівнює 25003 Па. Визначте тиск водяної пари над розчином, що містить 34,2 г цукру З 12 Н 22 Про 12 в 90 г води при тій же температурі.

998. Тиск пара води при 10 0 С становить 1227,8 Па. В якому обсязі води слід розчинити 16 г метилового спирту для отримання розчину, тиск пара якого становить 1200 Па при тій же температурі? Обчисліть масову частку спирту в розчині (%).

999. При якій температурі буде кристалізуватися водний розчин, в якому масова частка метилового спирту дорівнює 45%.

1000. Водно-спиртовий розчин, що містить 15% спирту, кристалізується при - 10,26 0 С. Визначте молярну масу спирту.

Властивості розбавлених розчинів, що залежать тільки від кількості нелетучего розчиненої речовини, називаються колігативні властивостями. До них відносяться зниження тиск пари розчинника над розчином, підвищення температури кипіння і зниження температури замерзання розчину, а також осмотичний тиск.

Зниження температури замерзання і підвищення температури кипіння розчину в порівнянні з чистим розчинником:

T зам. \u003d \u003d K К. m 2 ,

T кип. \u003d = K Е. m 2 .

де m 2 - моляльність розчину, K До і K Е - кріоскопічна і ебуліоскопічна постійні розчинника, X 2 - молярна частка розчиненої речовини, H пл. і H ісп. - ентальпії плавлення і випаровування розчинника, T пл. і T кип. - температури плавлення і кипіння розчинника, M 1 - молярна частка розчинника.

Осмотичний тиск в розведених розчинах можна розрахувати за рівнянням

де X 2 - молярна частка розчиненої речовини, - молярний об'єм розчинника. У дуже розведених розчинах це рівняння перетворюється в рівняння Вант-Гоффа:

де C - молярность розчину.

Рівняння, що описують Колігативні властивості неелектролітів, можна застосувати і для опису властивостей розчинів електролітів, ввівши поправочний коефіцієнт Вант-Гоффа i, Наприклад:

= iCRTабо T зам. \u003d iK К. m 2 .

Ізотонічний коефіцієнт пов'язаний зі ступенем дисоціації електроліту:

i \u003d 1 + (- 1),

де - кількість іонів, що утворюються при дисоціації однієї молекули.

Розчинність твердої речовини в ідеальному розчині при температурі T описується рівнянням Шредера:

,

де X - молярна частка розчиненої речовини в розчині, T пл. - температура плавлення і H пл. - ентальпія плавлення розчиненої речовини.

Приклади

Приклад 8-1. Розрахувати розчинність вісмуту в кадмії при 150 і 200 o C. Ентальпія плавлення вісмуту при температурі плавлення (273 o C) дорівнює 10.5 кДж. моль -1. Вважати, що утворюється ідеальний розчин і ентальпія плавлення не залежить від температури.

Рішення. скористаємося формулою .

При 150 o C , звідки X = 0.510

При 200 o C , звідки X = 0.700

Розчинністьзбільшується з температурою, що характерно для ендотермічного процесу.

Приклад 8-2. Розчин 20 г гемоглобіну в 1 л води має осмотичний тиск 7.52 10 -3 атм при 25 o C. Визначити молярну масу гемоглобіну.

65 кг. моль -1.

ЗАВДАННЯ

1. Розрахувати мінімальну осмотичну роботу, що здійснюються нирками для виділення сечовини при 36.6 o C, якщо концентрація сечовини в плазмі 0.005 моль. л -1, а в сечі 0.333 моль. л -1.
2. 10 г полістиролу розчинено в 1 л бензолу. Висота стовпчика розчину (щільністю 0.88 м см -3) в осмометрі при 25 o C дорівнює 11.6 см. Розрахувати молярну масу полістиролу.
3. Білок сироватковий альбумін людини має молярну масу 69 кг. моль -1. Розрахувати осмотичний тиск розчину 2 г білка в 100 см 3 води при 25 o C в Па і в мм стовпчика розчину. Вважати щільність розчину рівній 1.0 м см -3.
4. При 30 o C тиск пари водного розчину сахарози одно 31.207 мм рт. ст. Тиск пара чистої води при 30 o C одно 31.824 мм рт. ст. Щільність розчину дорівнює 0.99564 м см -3. Чому дорівнює осмотичний тиск цього розчину?
5. Плазма людської крові замерзає при -0.56 o C. Яке її осмотичний тиск при 37 o C, виміряний за допомогою мембрани, проникною тільки для води?
6. * Молярну масу ферменту визначали, розчиняючи його у воді і вимірюючи висоту стовпчика розчину в осмометрі при 20 o C, а потім екстраполюючи дані до нульової концентрації. Отримані наступні дані:

C, Мг. см -3
h, см

7. Молярну масу липида визначають по підвищенню температури кипіння. Ліпід можна розчинити в метанолі або в хлороформі. Температура кипіння метанолу 64.7 o C, теплота випаровування 262,8 кал. г -1. Температура кипіння хлороформу 61.5 o C, теплота випаровування 59.0 кал. г -1. Розрахуйте ебуліоськопічеський постійні метанолу та хлороформу. Який розчинник краще використовувати, щоб визначити молярну масу з максимальною точністю?
8. Розрахувати температуру замерзання водного розчину, що містить 50.0 г етилен-гліколю в 500 г води.
9. Розчин, що містить 0.217 г сірки і 19.18 г CS 2, кипить при 319.304 К. Температура кипіння чистого CS 2 дорівнює 319.2 К. ебуліоськопічеський постійна CS 2 дорівнює 2.37 К. кг. моль -1. Скільки атомів сірки міститься в молекулі сірки, розчиненої в CS 2?
10. 68.4 г сахарози розчинено в 1000 г води. Розрахувати: а) тиск пара, б) осмотичнийтиск, в) температуру замерзання, г) температуру кипіння розчину. Тиск пара чистої води при 20 o C одно 2314.9 Па. Кріоскопічна і ебуліоскопічна постійні води рівні 1.86 і 0.52 К. кг. моль -1 відповідно.
11. Розчин, що містить 0.81 г вуглеводню H (CH 2) n H і 190 г бромистого етилу, замерзає при 9.47 o C. Температура замерзання бромистого етилу 10.00 o C, кріоскопічна постійна 12.5 К. кг. моль -1. Розрахувати n.
12. При розчиненні 1.4511 г дихлоруксусной кислоти в 56.87 г чотирихлористого вуглецю точка кипіння підвищується на 0.518 град. Температура кипіння CCl 4 76.75 o C, теплота випаровування 46.5 кал. г -1. Яка здається молярна маса кислоти? Чим пояснюється розбіжність з справжньої молярної масою?
13. Деяка кількість речовини, розчинений в 100 г бензолу, знижує точку його замерзання на 1.28 o C. Те ж кількість речовини, розчинений в 100 г води, знижує точку її замерзання на 1.395 o C. Речовина має в бензолі нормальну молярну масу, а в воді повністю диссоциировано. На скільки іонів речовина дисоціює у водному розчині? Кріоскопічні постійні для бензолу і води рівні 5.12 і 1.86 К. кг. моль -1.
14. Розрахувати ідеальну розчинність антрацену в бензолі при 25 o C в одиницях молекулярний. Ентальпія плавлення антрацену при температурі плавлення (217 o C) дорівнює 28.8 кДж. моль -1.
15. розрахувати розчинність п-дібромбензола в бензолі при 20 і 40 o C, вважаючи, що утворюється ідеальний розчин. ентальпія плавлення п-дібромбензола при температурі його плавлення (86.9 o C) дорівнює 13.22 кДж. моль -1.
16. Розрахувати розчинність нафталіну в бензолі при 25 o C, вважаючи, що утворюється ідеальний розчин. Ентальпія плавлення нафталіну при температурі його плавлення (80.0 o C) дорівнює 19.29 кДж. моль -1.
17. Розрахувати розчинність антрацену в толуолі при 25 o C, вважаючи, що утворюється ідеальний розчин. Ентальпія плавлення антрацену при температурі плавлення (217 o C) дорівнює 28.8 кДж. моль -1.
18. Розрахувати температуру, при якій чистий кадмій знаходиться в рівновазі з розчином Cd - Bi, молярна частка Cd в якому дорівнює 0.846. Ентальпія плавлення кадмію при температурі плавлення (321.1 o C) дорівнює 6.23 кДж. моль -1.

завдання 427.
Обчислити молярний частки спирту і води в 96% -ному (по масі) розчині етилового спирту.
Рішення:
молярна частка (N i) - відношення кількості розчиненої речовини (або розчинника) до суми кількостей всіх
речовин, що знаходяться в розчині. В системі, що складається зі спирту і води, молярна частка води (N 1) дорівнює

А молярна частка спирту , Де n 1 - кількість спирту; n 2 - кількість води.

Розрахуємо масу спирту і води, що містяться в 1 літрі розчину, за умови, що їх щільності рівні одиниці з пропорцій:

а) маса спирту:

б) маса води:

Знаходимо кількість речовин за формулою:, де m (В) і М (В) - маса і кількість речовини.

Тепер розрахуємо молярний частки речовин:

відповідь: 0,904; 0,096.

Завдання 428.
В 1кг води розчинено 666г КОН; щільність розчину дорівнює 1,395 г / мл. Знайти: а) масову частку КОН; б) молярность; в) моляльність; г) молярний частки лугу і води.
Рішення:
а) Масова частка - процентне відношення маси розчиненої речовини до загальної маси розчину визначається за формулою:

де

m (розчину) \u003d m (H 2 O) + m (KOH) \u003d 1000 + 666 \u003d 1666 р

б) Молярна (об'ємно-молярна) концентрація показує число молей розчиненої речовини, що містяться в 1 літрі розчину.

Знайдемо масу КОН, що припадає на 100 мл розчину за формулою: формулі: m \u003d pV, де p - щільність розчину, V - об'єм розчину.

m (KOH) \u003d 1,395 . 1000 \u003d 1395 р

Тепер розрахуємо молярность розчину:

Знаходимо, скільки грамів HNO 3 доводиться на 1000г води, склавши пропорцію:

г) Мольная частка (N i) - відношення кількості розчиненої речовини (або розчинника) до суми кількостей всіх речовин, що знаходяться в розчині. В системі, що складається зі спирту і води, молярна частка води (N 1) дорівнює а молярна частка спирту, де n 1 - кількість лугу; n 2 - кількість води.

В 100г даного розчину міститься 40г КОН 60г Н2О.

відповідь: А) 40%; б) 9,95 моль / л; в) 11,88 моль / кг; г) 0,176; 0,824.

Завдання 429.
Щільність 15% -ного (за масою) розчину H 2 SO 4 дорівнює 1,105 г / мл. Обчислити: а) нормальність; б) молярность; в) моляльність розчину.
Рішення:
Знайдемо масу розчину за формулою: m \u003d p V, де p - щільність розчину, V - об'єм розчину.

m (H 2 SO 4) \u003d 1,105 . 1000 \u003d 1105 р

Масу H 2 SO 4, що міститься в 1000 мл розчину, знаходимо з пропорції:

Визначимо молярну масу еквівалента H 2 SO 4 з співвідношення:

М Е (В) - молярна маса еквівалента кислоти, г / моль; М (В) - молярна маса кислоти; Z (В) - еквівалентне число; Z (кислоти) дорівнює числу іонів H + в H 2 SO 4 → 2.

а) Молярна концентрація еквівалента (або нормальність) показує число еквівалентів розчиненої речовини, що міститься в 1 літрі розчину.

б) моляльна концентрація

Тепер розрахуємо моляльність розчину:

в) Моляльна концентрація (або моляльність) показує число молей розчиненої речовини, що містяться в 1000г розчинника.

Знаходимо, скільки грамів H 2 SO 4 міститься в 1000г води, склавши пропорцію:

Тепер розрахуємо моляльність розчину:

відповідь: А) 3,38н; б) 1,69 моль / л; 1,80 моль / кг.

Завдання 430.
Щільність 9% -ного (за масою) розчину сахарози С 12 Н 22 Про 11 дорівнює 1,035 г / мл. Обчислити: а) концентрацію сахарози в г / л; б) молярность; в) моляльність розчину.
Рішення:
М (С 12 Н 22 Про 11) \u003d 342г / моль. Знайдемо масу розчину за формулою: m \u003d p V, де p - щільність розчину, V - об'єм розчину.

m (С 12 Н 22 Про 11) \u003d 1,035. 1000 \u003d 1035 р

а) Масу З 12 Н 22 Про 11, що міститься в розчині, обчислимо за формулою:

де
- масова частка розчиненої речовини; m (в-ва) - маса розчиненої речовини; m (розчину) - маса розчину.

Концентрація речовини в г / л показує число грамів (одиниць маси), що містяться в 1 л розчину. Отже, концентрація сахарози становить 93,15г / л.

б) Молярна (об'ємно-молярна) концентрація (С М) показує число молей розчиненої речовини, що містяться в 1 літрі розчину.

в) моляльна концентрація (Або моляльність) показує число молей розчиненої речовини, що містяться в 1000г розчинника.

Знаходимо, скільки грамів З 12 Н 22 Про 11 міститься в 1000 г води, склавши пропорцію:

Тепер розрахуємо моляльність розчину:

відповідь: А) 93,15 г / л; б) 0,27 моль / л; в) 0,29 моль / кг.

2.10.1. Розрахунок відносних і абсолютних мас атомів і молекул

Відносні маси атомів і молекул визначаються з використанням наведених в таблиці Д.І. Менделєєва величин атомних мас. При цьому, при проведенні розрахунків для навчальних цілей значення атомних мас елементів зазвичай округлюються до цілих чисел (за винятком хлору, атомна маса якого приймається рівною 35,5).

Приклад 1. Відносна атомна маса кальцію А r (Са) \u003d 40; відносна атомна маса платини А r (Pt) \u003d 195.

Відносна маса молекули розраховується як сума відносних атомних мас складових дану молекулу атомів з урахуванням кількості їх речовини.

Приклад 2. Відносна молярна маса сірчаної кислоти:

М r (H 2 SO 4) \u003d 2A r (H) + A r (S) + 4A r (O) \u003d 2 · 1 + 32 + 4· 16 = 98.

Величини абсолютних мас атомів і молекул знаходяться розподілом маси 1 моль речовини на число Авогадро.

Приклад 3. Визначте масу одного атома кальцію.

Рішення. Атомна маса кальцію становить А r (Са) \u003d 40 г / моль. Маса одного атома кальцію виявиться рівною:

m (Ca) \u003d А r (Ca): N A \u003d 40: 6,02 · 10 23 = 6,64· 10 -23 м

Приклад 4. Визначте масу однієї молекули сірчаної кислоти.

Рішення. Молярна маса сірчаної кислоти дорівнює М r (H 2 SO 4) \u003d 98. Маса однієї молекули m (H 2 SO 4) дорівнює:

m (H 2 SO 4) \u003d М r (H 2 SO 4): N A \u003d 98: 6,02 · 10 23 = 16,28· 10 -23 м

2.10.2. Розрахунок кількості речовини і обчислення числа атомних і молекулярних частинок за відомими значеннями маси і об'єму

Кількість речовини визначається шляхом ділення його маси, вираженої в грамах, на його атомну (молярна) масу. Кількість речовини, що знаходиться в газоподібному стані при н.у., знаходиться діленням його обсягу на обсяг 1 моль газу (22,4 л).

Приклад 5. Визначте кількість речовини натрію n (Na), що знаходиться в 57,5 \u200b\u200bг металевого натрію.

Рішення. Відносна атомна маса натрію дорівнює А r (Na) \u003d 23. Кількість речовини знаходимо діленням маси металевого натрію на його атомну масу:

n (Na) \u003d 57,5: 23 \u003d 2,5 моль.

Приклад 6. Визначте кількість речовини азоту, якщо його обсяг при н.у. становить 5,6 л.

Рішення. Кількість речовини азоту n (N 2) знаходимо діленням його обсягу на обсяг 1 моль газу (22,4 л):

n (N 2) \u003d 5,6: 22,4 \u003d 0,25 моль.

Число атомів і молекул в речовині визначається множенням кількості речовини атомів і молекул на число Авогадро.

Приклад 7. Визначте число молекул, що містяться в 1 кг води.

Рішення. Кількість речовини води знаходимо діленням її маси (1000 г) на молярну масу (18 г / моль):

n (Н 2 О) \u003d 1000: 18 \u003d 55,5 моль.

Число молекул в 1000 г води складе:

N (Н 2 О) \u003d 55,5 · 6,02· 10 23 = 3,34· 10 24 .

Приклад 8. Визначте число атомів, що містяться в 1 л (н.у.) кисню.

Рішення. Кількість речовини кисню, обсяг якого при нормальних умовах становить 1 л одно:

n (О 2) \u003d 1: 22,4 \u003d 4,46 · 10 -2 моль.

Число молекул кисню в 1 л (н.у.) складе:

N (О 2) \u003d 4,46 · 10 -2 · 6,02· 10 23 = 2,69· 10 22 .

Слід зазначити, що 26,9 · 10 22 молекул міститиметься в 1 л будь-якого газу при н.у. Оскільки молекула кисню двоатомних, число атомів кисню в 1 л буде в 2 рази більше, тобто 5,38 · 10 22 .

2.10.3. Розрахунок середньої молярної маси газової суміші і об'ємної частки
містяться в ній газів

Середня молярна маса газової суміші розраховується на основі молярних мас складових цю суміш газів і їх об'ємних часток.

Приклад 9. Вважаючи, що зміст (в об'ємних відсотках) азоту, кисню і аргону в повітрі відповідно становить 78, 21 і 1, розрахуйте середню молярну масу повітря.

Рішення.

М пов \u003d 0,78 · М r (N 2) +0,21 · М r (O 2) +0,01 · М r (Ar) \u003d 0,78 · 28+0,21· 32+0,01· 40 = 21,84+6,72+0,40=28,96

Або приблизно 29 г / моль.

Приклад 10. Газова суміш містить 12 л NH 3, 5 л N 2 і 3 л Н 2, виміряних при н.у. Розрахувати об'ємні частки газів в цій суміші і її середню молярну масу.

Рішення. Загальний обсяг суміші газів дорівнює V \u003d 12 + 5 + 3 \u003d 20 л. Об'ємні частки j газів виявляться рівними:

φ (NH 3) \u003d 12: 20 \u003d 0,6; φ (N 2) \u003d 5: 20 \u003d 0,25; φ (H 2) \u003d 3: 20 \u003d 0,15.

Середня молярна маса розраховується на основі об'ємних часток складових цю суміш газів і їх молекулярних мас:

М \u003d 0,6 · М (NH 3) +0,25 · M (N 2) +0,15 · M (H 2) \u003d 0,6 · 17+0,25· 28+0,15· 2 = 17,5.

2.10.4. Розрахунок масової частки хімічного елемента в хімічній сполуці

Масова частка ω хімічного елемента визначається як відношення маси атома даного елемента Х, що міститься в даній масі речовини до маси цієї речовини m. Масова частка - безрозмірна величина. Її виражають в частках від одиниці:

ω (X) \u003d m (X) / m (0<ω< 1);

або у відсотках

ω (X),% \u003d 100 m (X) / m (0%<ω<100%),

де ω (X) - масова частка хімічного елемента X; m (X) - маса хімічного елемента X; m - маса речовини.

Приклад 11. Розрахуйте масову частку марганцю в оксиді марганцю (VII).

Рішення. Молярні маси речовин рівні: М (Mn) \u003d 55 г / моль, М (О) \u003d 16 г / моль, M (Mn 2 O 7) \u003d 2М (Mn) + 7М (О) \u003d 222 г / моль. Отже, маса Mn 2 O 7 кількістю речовини 1 моль становить:

m (Mn 2 O 7) \u003d M (Mn 2 O 7) · n (Mn 2 O 7) \u003d 222 · 1 \u003d 222 м

З формули Mn 2 O 7 випливає, що кількість речовини атомів марганцю в два рази більше кількості речовини оксиду марганцю (VII). значить,

n (Mn) \u003d 2n (Mn 2 O 7) \u003d 2 моль,

m (Mn) \u003d n (Mn) · M (Mn) \u003d 2 · 55 \u003d 110 м

Таким чином, масова частка марганцю в оксиді марганцю (VII) дорівнює:

ω (X) \u003d m (Mn): m (Mn 2 O 7) \u003d 110: 222 \u003d 0,495 або 49,5%.

2.10.5. Встановлення формули хімічної сполуки по його елементного складу

Найпростіша хімічна формула речовини визначається на підставі відомих величин масових часток входять до складу цієї речовини елементів.

Припустимо є зразок речовини Na \u200b\u200bx P y O z масою m o р Розглянемо як визначається його хімічна формула, якщо відомі кількості речовини атомів елементів, їх маси або масові частки у відомій масі речовини. Формула речовини визначається відношенням:

x: y: z \u003d N (Na): N (P): N (O).

Це ставлення не зміниться, якщо кожен його член розділити на число Авогадро:

x: y: z \u003d N (Na) / N A: N (P) / N A: N (O) / N A \u003d ν (Na): ν (P): ν (O).

Таким чином, для знаходження формули речовини необхідно знати співвідношення між кількостями речовин атомів в одній і тій же масі речовини:

x: y: z \u003d m (Na) / M r (Na): m (P) / M r (P): m (O) / M r (O).

Якщо розділити всі члени останнього рівняння на масу зразка m o, то отримаємо вираз, що дозволяє визначити склад речовини:

x: y: z \u003d ω (Na) / M r (Na): ω (P) / M r (P): ω (O) / M r (O).

Приклад 12. Речовина містить 85,71 мас. % Вуглецю і 14,29 мас. % Водню. Молярна його маса дорівнює 28 г / моль. Визначте найпростішу і справжню хімічні формули цієї речовини.

Рішення. Співвідношення між кількістю атомів в молекулі З х Н у визначається діленням масових часток кожного елемента на його атомну масу:

х: у \u003d 85,71 / 12: 14,29 / 1 \u003d 7,14: 14,29 \u003d 1: 2.

Таким чином найпростіша формула речовини - СН 2. Найпростіша формула речовини не завжди збігається з його істинною формулою. В даному випадку формула СН 2 не відповідає валентності атома водню. Для знаходження істинної хімічної формули необхідно знати молярну масу даної речовини. В даному прикладі молярна маса речовини дорівнює 28 г / моль. Розділивши 28 на 14 (суму атомних мас, що відповідають формульної одиниці СН 2), отримуємо справжнє співвідношення між числом атомів в молекулі:

Отримуємо справжню формулу речовини: З 2 Н 4 - етилен.

Замість молярної маси для газоподібних речовин і парів в умові завдання може бути вказана щільність по якомусь газу або по повітрю.

В даному випадку щільність газу по повітрю становить 0,9655. На підставі цієї величини може бути знайдена молярна маса газу:

М \u003d М пов · D пов \u003d 29 · 0,9655 = 28.

У цьому виразі М - молярна маса газу З х Н у, М пов - середня молярна маса повітря, D пов - густина газу С х Н у по повітрю. Отримана величина молярної маси використовується для визначення істинної формули речовини.

В умові задачі може не вказуватися масова частка одного з елементів. Вона знаходиться відніманням з одиниці (100%) масових часток усіх інших елементів.

Приклад 13. Органічне поєднання містить 38,71 мас. % Вуглецю, 51,61 мас. % Кисню і 9,68 мас. % Водню. Визначити справжню формулу цієї речовини, якщо щільність його парів по кисню становить 1,9375.

Рішення. Розраховуємо співвідношення між кількістю атомів в молекулі З х Н y Про z:

х: у: z \u003d 38,71 / 12: 9,68 / 1: 51,61 / 16 \u003d 3,226: 9,68: 3,226 \u003d 1: 3: 1.

Молярна маса М речовини дорівнює:

М \u003d М (O 2) · D (O 2) \u003d 32 · 1,9375 = 62.

Найпростіша формула речовини СН 3 О. Сума атомних мас для цієї формульної одиниці складе 12 + 3 + 16 \u003d 31. Ділимо 62 на 31 і отримуємо справжнє співвідношення між кількістю атомів в молекулі:

х: у: z \u003d 2: 6: 2.

Таким чином, справжня формула речовини С 2 Н 6 О 2. Ця формула відповідає складу двухатомного спирту - етиленгліколю: СН 2 (ОН) СН 2 (ОН).

2.10.6. Визначення молярної маси речовини

Молярна маса речовини може бути визначена на основі величини щільності його парів по газу з відомою величиною молярної маси.

Приклад 14. Щільність парів деякого органічного з'єднання по кисню дорівнює 1,8125. Визначте молярну масу цього з'єднання.

Рішення. Молярна маса невідомої речовини М x дорівнює добутку відносної щільності цієї речовини D на молярну масу речовини M, за яким визначено значення відносної щільності:

М x \u003d D · M \u003d 1,8125 · 32 = 58,0.

Речовинами з знайденим значенням молярної маси можуть бути ацетон, пропіоновий альдегід і аліловий спирт.

Молярна маса газу може бути розрахована з використанням величини молярного його обсягу при н.у.

Приклад 15. Маса 5,6 л газу при н.у. становить 5,046 м Розрахуйте молярну масу цього газу.

Рішення. Молярний об'єм газу при н.у дорівнює 22,4 л. Отже, молярна маса шуканого газу дорівнює

М \u003d 5,046 · 22,4/5,6 = 20,18.

Шуканий газ - неон Ne.

Рівняння Клапейрона-Менделєєва використовується для розрахунку молярної маси газу, обсяг якого заданий при умовах, що відрізняються від нормальних.

Приклад 16. При температурі 40 ° С і тиску 200 кПа маса 3,0 л газу становить 6,0 г. Визначте молярну масу цього газу.

Рішення. Підставляючи відомі величини в рівняння Клапейрона-Менделєєва отримуємо:

М \u003d mRT / PV \u003d 6,0 · 8,31· 313/(200· 3,0)= 26,0.

Розглянутий газ - ацетилен С 2 Н 2.

Приклад 17. При згорянні 5,6 л (н.у.) вуглеводню отримано 44,0 г вуглекислого газу і 22,5 г води. Відносна щільність вуглеводню по кисню дорівнює 1,8125. Визначте справжню хімічну формулу вуглеводню.

Рішення. Рівняння реакції згоряння вуглеводню можна представити таким чином:

З х Н y + 0,5 (2x + 0,5y) О2 \u003d х СО 2 + 0,5у Н2О

Кількість вуглеводню становить 5,6: 22,4 \u003d 0,25 моль. В результаті реакції утворюється 1 моль вуглекислого газу і 1,25 моль води, яка містить 2,5 моль атомів водню. При спалюванні вуглеводню кількістю речовини 1 моль виходить 4 моль вуглекислого газу і 5 моль води. Таким чином, 1 моль вуглеводню містить 4 моль атомів вуглецю і 10 моль атомів водню, тобто хімічна формула вуглеводню С 4 Н 10. Молярна маса цього вуглеводню дорівнює М \u003d 4 · 12 + 10 \u003d 58. Його відносна щільність по кисню D \u003d 58: 32 \u003d 1,8125 відповідає величині, наведеної в умові завдання, що підтверджує правильність знайденої хімічної формули.