Контрольные задания №46-50

Из-за чего наблюдается понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором? Приведите первый и второй закон Рауля. Что такое криоскопия? Эбулиоскопия? Вычислите температуры замерзания (Т_зам,ºС) и кипения (Т_кип,ºС) раствора в соответствии со своим вариантом.

№ задачи	Раствор	Масса растворителя m(р-ля), г	Масса растворенного вещества m(в-ва), г	Криоскопическая константа КК	Эбулиоскопическая константа КЭ
46	вода/глицерин H2O/C3H8O3	100	18.4	1.86	0.51
47	вода/глюкоза H2O/C6H12O6	500	135	1.86	0.51
48	вода/мочевина H2O/(NH2)2 CO	200	30	1.86	0.51
49	вода/сахароза H2O/C12H22O11	1000	342	1.86	0.51
50	вода/этанол H2O/C2H5OH	750	138	1.86	0.51

Пример: Вычислите температуру замерзания раствора в соответствии со своим вариантом.

№ задачи	Раствор	Масса растворителя m(р-ля), г	Масса растворенного вещества m(в-ва), г	Криоскопическая константа КК	Эбулиоскопическая константа КЭ
46	вода/фруктоза H2O/C6H12O6	500	225	1.86	0.51

Ответ:

1) Рассчитаем моляльную концентрацию раствора:

,

где М(в-ва) – молярная масса растворенного вещества, г/моль.

По условию: растворенное вещество – фруктоза – моносахарид формулы С₆Н₁₂О₆, ее молярная масса равна

М (С₆Н₁₂О₆) = 12 ∙ 6 + 1 ∙ 12 + 16 ∙ 6 = 180 г/моль, тогда

2) Найдем понижение температуры замерзания этого раствора:

= 1.86 ºС∙кг/моль · 2.5 моль/кг = 4.65ºС,

а затем рассчитаем температуру замерзания раствора фруктозы по формуле:

= 0 ºС – 4.65 ºС = – 4.65 ºС

3) Найдем повышение температуры кипения раствора фруктозы:

= 0.51 ºС∙кг/моль · 2.5 моль/кг = 1.275ºС,

а затем рассчитаем температуру кипения этого раствора по формуле:

= + 100 ºС + 1.275 ºС = + 101.275 ºС

6. Растворы электролитов. Контрольные задания № 51-55

Что называется ионным произведением воды? Как изменится ионное произведение воды при повышении температуры? Что такое водородный и гидроксильный показатель? В каких пределах они изменяются? Как эти показатели взаимосвязаны? Что такое активность? Как она связана с концентрацией? Для каких растворов при расчетах вместо концентрации необходимо использовать активность? Заполните таблицу в соответствии со своим номером задачи (коэффициенты активности для растворов сильных электролитов принять равными 1).

№ задачи	Вещество	Концентрация (С), моль/л	С Н+	С ОН-	рН	рОН
51	НCl		10– 2
	NaOH					4
52	CH3COOH	0.1
	KOH			10– 9
53	HNO3				2
	NH4OH	0.01
54	HNO2	0.001
	NaOH				11
55	HCl					13
	NH4OH	0.1

Пример: Заполните таблицу в соответствии со своим номером задачи (коэффициенты активности для растворов сильных электролитов принять равными 1).

№ задачи	Вещество	Концентрация (С), моль/л	С Н+	С ОН-	рН	рОН
51	CH3COOH	0.01
	KOH				13

Ответ:

1. Воспользуемся формулами для расчета рН в растворах электролитов:

Тип электролита	рН
Сильная кислота (HCl, HNO3)
Сильное основание (NaOH, KOH)
Слабая кислота (CH3COOH, HNO2)
Слабое основание (NH4OH)

CH₃COOH – слабая одноосновная кислота:

,

где рК_к-ты – силовой показатель кислоты, равный отрицательному десятичному логарифму, взятому от константы диссоциации уксусной кислоты. Значения силовых показателей слабых электролитов приведены в таблице 3, стр.32.

рК (CH₃COOH) = 4.73, С(CH₃COOH) = 0.01 моль/л = 10^-2 моль/л.

2. Найдем гидроксильный показатель:

3. Выразим концентрацию катионов водорода в растворе CH₃COOH:

4. Выразим концентрацию гидроксид-анионов в растворе CH₃COOH:

KOH – сильное однокислотное основание:

5. Зная водородный показатель, найдем гидроксильный:

6. Выразим концентрацию катионов водорода в растворе КОН:

7. Выразим концентрацию гидроксид-анионов в этом растворе:

8. Т.к. гидроксид калия – сильное однокислотное основание, то молярная концентрация щелочи равна концентрации гидроксид-анионов в его растворе:

Заполним таблицу:

№ задачи	Вещество	Концентрация (С), моль/л	С Н+	С ОН-	рН	рОН
51	CH3COOH	0.01	4.37∙10–4	2.29∙10-11	3.36	10.64
	KOH	0.1	10–13	10–1	13	1