Вопросы для подготовки и контроля знаний

16. Механизм растворения. Термодинамика процесса растворения.

17. Способы выражения концентраций растворов.

18. Идеальные растворы. Закон Рауля.

19. Давление насыщенного пара растворителя над раствором.

20. Температура замерзания и кипения разбавленных растворов.

21. Криоскопия и эбуллиоскопия.

22. Осмос и осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.

23. Роль осмоса в биологических процессах. Растворы изотонические, гипертонические, гипотонические.

24. Почему в скороварке в которой при нагревании возникает повышенное давление время приготовления пищи сокращается?

25. При приготовлении варенья в домашних условиях используют очень высокие концентрации сахара. Это, в частности, приводят к уничтожению бактерий, вызывающих ботулизм. Объясните этот эффект.

26. Теория электролитической диссоциации. Изотонический коэффициент, его связь со степенью диссоциации.

27. Закон разбавления Оствальда..

28. Что такое осмотическое давление?

29. В результате какого процесса происходит засахаривание варенья?

30. Опишите осмотические процессы, происходящие при заваривании пакетированного чая.

Примеры решения задач

Задача 1. Рассчитать температуру замерзания и кипения 40%-ного раствора этилового спирта в воде. °C; °C.

Решение: 40%-ный раствор содержит 40 кг С₂Н₅ОН в 60 кг растворителя – воды.

По формуле Рауля понижение температуры замерзания ∆t_зам = КС_m. Преобразуя формулу получаем: ∆t_зам =

Подставляем в формулу данные:

∆t_зам = =26,9°C

Температура замерзания раствора:

t_зам =0°- 26,9°C= - 26,9°C

Температура кипения раствора:

∆t_кип = 7,53°C

t_кип =100°+7,53°C=107,53°C.

Ответ: - 26,9°C; 107,53°C

Задача 2. При растворении 0,1 моля гидроксида натрия в 1000 г воды температура замерзания понизилась на 0,33°C. Определите степень диссоциации гидроксида натрия в растворе.

Решение: Для растворов электролитов понижение температуры замерзания связано с концентрацией раствора:

∆t_зам = iКС_m (1)

Преобразуем уравнение (1):

i = = =1,8

Изотонический коэффициент связан со степенью диссоциации следующим образом:

i =1+α(n-1) отсюда: α=

Находим степень диссоциации:

α= =0,8

Ответ: 0,8

Задача 3. Определить температуру кипения 5% раствора сахарозы (C₁₂H₂₂O₁₁) в воде. E = 0,52 град/моль

Решение: Молярная масса сахарозы М = 342 г/моль

t _кип. = t_к р-ра – t_{к H2O}

∆t_кип = m_ве-ва = 5, m_ра-ра = 100 – 5 = 95, t_к (H₂O) = 100 °С

Δt _кип =

t_{к р–ра} = 0,082 + 100 = 100,082°С

Ответ: 100,082°С

Задача 4. Какова должна, быть, концентрация водного раствора глюкозы, чтобы раствор этот при 291°К был изотоничен с раствором, содержащим 0,5 моль СаСl₂, если кажущаяся степень диссоциации последнего при указанной температуре равна 65,4%?

Решение: Запишем уравнение диссоциации электролита:

СaCl₂ = Сa²⁺ + 2Cl ^– n = 3

α= , отсюда: i =1+α(n-1)

По условию задачи α = 0,654, тогда:

i = 0,654 (3 – 1) + 1 = 0.654 – 2 + 1 = 1,308 + 1 = 2,308

P_осм. = iCRT = 2,308•0,5•0,082•291 = 27,53 атм.

R = 0,082 л∙атм/град

P_осм. = Р_{глюкоз.} = СRT

С= = =1,65 моль/л

Ответ: 1,65 моль/л

Задача 5. Вычислить молекулярную массу сахара и осмотическое давление раствора при 0⁰С, если раствор, содержащий 0,342 г сахара в 10 г воды, замерзает при температуре минус 0,186⁰С.

Решение: 1) по закону Рауля ∆t_зам = КС_m

С_m= ∆t_зам =

∆t_зам = 0-(-0,186) = 0,186⁰С

2) по закону Вант – Гоффа осмотическое давление молярного раствора неэлектролита при 0⁰С равно 22,4 атм, а понижение температуры замерзания 1,86.

P_осм. = СRТ= 1·0,082·273 = 22,4 атм, где

R – универсальная газовая постоянная 0,082 л/атм

С – молярная концентрация (в случае разбавленных водных растворов числа, выражающие молярную и моляльную концентрацию данного раствора, близки между собой и без большой погрешности их можно приравнивать друг к другу).

Т – абсолютная температура.

Следовательно при ∆t_зам = 1,86 осмотическое давление 22,4 атм

при ∆t_зам = 0,186 осмотическое давление 0 атм

атм

Ответ: 342; 2,24 атм

Задача 6. 1,4 г соли сульфата алюминия растворены в 84 г воды. Депрессия температуры замерзания раствора равна 0,4⁰С. Вычислите степень диссоциации.

Решение: ∆t_теор = ∆t_опыт = 0,4

i = α= , где

i – коэффициент Вант –Гоффа М_Al2(SO4)3= 342

n – число ионов соли

∆t_теор = Al₂(SO₄)₃ ↔ 2Al³⁺+ 3SO₄^2- n=5

i= α= = 0,86 α=86%

Ответ: 0,86