1. Осмос.Осмотическое давление.

Осмос – явление самопроизвольного перехода растворителя в раствор, который отделен от него полупроницаемой перегородкой (мембраной). Осмос наблюдают в специальных приборах (осмометрах). Устройство простейшего осмометра: (см.рис) . При опускании трубки с раствором в сосуд с растворителем уровень жидкости в трубке поднимается на некоторую высоту h. Гидростатическое давление столба жидкости высотой h в состоянии равновесия называется Осмотическим давлением и количественно характеризует осмос. Изучая это явление на бесконечно разбавленных растворах Вант - Гофф установил закон: π = СRT – для неэлектролитов. π = iСRT – для электролитов, где С – молярная концентрация (моль/дм3), R = 8.314 (дж/моль К) Т – температура, i – изотонический коэффициент, который характеризует во сколько раз общая концентрация частиц растворенного вещества электролита ( под частицами у неэлектролитов – молекулы, у электролитов – сумма молекул и ионов) превышает расчетную молярную концентрацию. Растворы разных веществ при одинаковом значении концентрации С и Т будут обладать одинаковым осмотическим давлением. Такие растворы называются изотоничными. Термодинамика осмотического давления: Рассмотрим систему представляющую собой герметичный сосуд с откачанным воздухом. Полость сосуда не полностью разделена полупроницаемой перегородкой. В одну часть сосуда помещают растворитель, а в другую – раствор. Из-за осмоса будем наблюдать: (см. рис) . Р_i⁰<P₁. Равновесие в такой системе с точки зрения термодинамики следует характеризовать равенством хим потенциалов всех компонентов во всех фазах. Для растворителя: (1) μ₁ = μ₁⁰, где μ₁ – хим потенциал растворителя в растворе, μ₁⁰- хим потенциал растворителя в чистом растворителе. μ₁ = f (π, N₁), μ₁⁰ = const. Следовательно, продифференцировав (1) при постоянстве Т, получим: (б μ₁/б π)_Т,N1*d π + (б μ₁/б N₁)_{Т ,π} *d N₁ = 0. Из параграфа ТХФ известно, что (бG/бР)_Т = V. Заменим G на μ₁, Р на π, V на V (с чертой). Тогда после преобразований получим: d π/dN₁ = – ((б μ₁/бN₁) _{Т ,π} )/ V₁ (c чертой). – основное термодинамическое уравнение для осмотического давления.

2. Методы определения порядка реакции.

I. Интегральные методы: 1) Способ подстановки. Полученные экспериментальные данные подставляют в уравнение для расчета константы скорости реакции различных порядков. В каком случае по ряду из экспериментальных данных получится примерно одинаковые значения k, следовательно, тот порядок и есть. 2) Графический способ. По экспериментальным данным строят графики зависимости в координатах: n=1 ln(a – x) = f(τ), n=2 1/(a – x) = f(τ), n=3 1/(a – x)² = f(τ). На каком из графиков экспериментальные точки ложатся на прямую линию – следовательно, тот порядок и есть. 3) По периоду полупревращения. Если τ_1/2 не = f(a) то n=1, если τ_1/2 = f(1/a), то n=2, и если τ_1/2 = f(1/a²), то n=3. II. Дифференциальный метод Вант Гоффа. Начальные концентрации реагентов берутся одинаковыми. Проводят эксперимент, в котором определяют концентрации реагентов в различные промежутки времени. По полученным данным строят график зависимости концентрации от времени: (a – x) = f(τ).(см.рис) .По графику при двух разных τ определена скорость реакции. υ₁ = – tgα₁, υ₂ = – tgα₂. Таким образом порядок реакции можно определить: n=(lnυ₂ – lnυ₁)/(lnC₂ – lnC₁). Из этой формулы следует, что порядок реакции можно определить по графику: lnυ = f(lnC). (см.рис) . tgα = n. III. Определение порядка реакции по τ_1/2. 1)Для реакции n-го порядка (кроме первого), можно использовать формулу: τ_1/2 = (2^n-1 – 1)/(n-1)(ka^n-1), из эксперимента определяют k, a, τ_1/2. Выражают n и находят. 2) Способ Оствальда – Нойеса. Используется для любого порядка (кроме первого). Т.к. период полупревращения зависит от исходной концентрации веществ и между ними выполняется соотношение: (а₂/а₁)^n-1 = (τ_1/2)₁/(τ_1/2)₂, после интегрирования и необходимых преобразований получается: n = [ln(τ_1/2)₁ - ln(τ_1/2)₂] / [lna₂ – lna₁] + 1. [Единица прибавляется ко всей дроби!!!).

1. Вычислите среднюю ионную моляльность и ионную силу раствора хлорида натрия, если средний ионный коэффициент активности соли в растворе равен 0,902.

Дано: NaCl; γ±=0,902; Найти m±-? I-? Решение: 1) lnγ±=-0,509∙z+∙z-∙√I; z+=z-=1; lnγ±=-0,509∙√I; √I=-0,1/-0,509; I=0,196²=0,0385; 2) I=1/2(m+z+²+m-z-²)=1/2 (m+ + m-); m=0,0385 моль/кг; m±=m (υ+^υ+ ∙ υ-^υ-) ^1/υ=m^1/2=0,196;

2. При 298 К константа скорости реакции второго порядка равна 0,056 с^-1•л/моль. Определите т_1/2 для компонента В, если в начальный момент времени смешали 250 мл 0,25 М раствора А и 500 мл 0,05 М раствора В.

Дано: k=0,056 с^-1•л/моль;T=298К; n=2; V1=250 мл; C1=0,25М; V2=500мл; C2=0,05М; Найти т_1/2-? Решение: а=С1∙V1/V1+V2=250∙0,25/250∙500=0,0825; b=C2∙V2/V1+V2=0,05∙500/750=0,033; x=b/2=0,033/2=0,0165; т_1/2=1/k(a-b) ∙ ln b(a-x)/a(b-x)=1/0,056 (0,0825-0.033) ∙ ln 0,33(0,0825-0,0165)/0,0825(0,033-0,0165)=1000,2 cек.

БИЛЕТ 16.