6. Растворы неэлектролитов

Вопросы для самопроверки

1. Что такое раствор? В чем отличие растворов от химических соединений?

2. Рассчитайте массовую долю растворенного вещества, молярную и моляльную концентрации раствора, полученного смешением 1 г NaCl и 100г Н₂O (плотность раствора примите равной 1).

3. Укажите возможные виды взаимодействия между компонентами в растворе.

4. В чем сущность физической теории растворов? В чем ее отличие от сольватной теории?

5. Что называется осмосом? Каков его механизм? Каково его биологическое значение?

6. В чем выражается аналогия между осмотическим давлением и давлением газов?

7. Какие растворы называются изотоничными, гипертоническими, гипотоническими? Рассчитайте массовую долю растворенного вещества раствора глюкозы, изотоничного с кровью (осмотическое давление крови равно 7,3 атм., плотность раствора примите равной 1).

8. Используя кривые зависимости (давление водяных паров – температура для воды, водных растворов и льда), поясните, почему растворы замерзают при более низкой температуре, чем вода.

9. На основе представлений об осмотическом давлении поясните, почему растения не могут существовать на засоленных почвах.

10. Какой из трех приведенных растворов замерзает при более низкой температуре: содержащий в 1 л воды 18 г глюкозы, 18 г формальдегида или 18г поваренной соли? Дайте ответ, не вычисляя значений температур замерзания.

11. Что такое криоскопия, эбулиоскопия? Рассчитайте молекулярную массу моносахарида, если при растворении 1,8 г его в 1 л воды температура замерзания полученного раствора понизилась на 0,186°.

Решение типовых задач

1. Вычислить осмотическое давление раствора глицерина, содержащего 0,46 г глицерина в 100 мл раствора при 20 °С.

Решение. По закону Вант-Гоффа P_осм = CRT, где С – концентрация вещества в молях на литр раствора (молярная);

R – универсальная газовая постоянная К = 8,31 Дж·Па/Кмоль

Т – абсолютная температура; Р_осм – осмотическое давление раствора

Молярная концентрация С определяется из соотношения:

С= ,

где n – число молей растворенного вещества в данном объёме раствора;

g – масса растворенного вещества в граммах:

V – объем раствора в литрах;

М – молекулярная масса растворенного вещества.

Тогда:

Р_осм =

Р_осм=121,7 Па=1,2 атм

2. Раствор, содержащий 0,48 г глицерина на 25 г воды, замерзает при температуре – 0,387 °С. Вычислить молеку­лярную массу глицерина и осмотическое давление раствора при 0 °С.

Решение.

а) Определение молекулярной массы глицерина.

Δt=K·m,

где К — криоскопическая константа, равная для водных растворов 1,86 °С;

т — моляльная концентрация (моль/1000 г растворителя) ;

m= ,

где g – масса растворенного вещества в граммах;

W – масса растворителя в граммах;

М – молекулярная масса вещества;

Δt= M= ,

Δt = 0⁰- (-0,387⁰) = 0,387⁰

б) Определение осмотического давления.

Осмотическое давление раствора вычисляется с помощью уравнений:

P = CRT и Δt = К·m.

Для разбавленных водных растворов С = m =Δt/K, Р_осм =(Δt/K)·RT,

Р_осм =(0,387·0,082·273): 1,86 = 4,67 атм.