Коллигативные свойства растворов неэлектролитов

Коллигативные свойства растворов электролитов.

Раствор электролита состоит из растворителя и растворенного вещества (электролита), которое частично или полностью диссоциирует на ионы. В растворе число частиц в результате диссоциации увеличивается. Коллигативные свойства растворов электролитов описываются уравнениями с поправочным множителем – изотоническим коэффициентом ( i), учитывающим процесс диссоциации:

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru (12)

×i(13)

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru (14)

pосм= С×R×T×i, (15)

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru (16)

α – степень диссоциации электролита;

k– число частиц, образующихся при диссоциации 1молекулы электролита.

Пример 8. Определите температуру кипения раствораAgNO3, еслиω(AgNO3)= 2%,α(AgNO3) = 90%,ρ(р-ра) = 1 г/мл.

Решение.1. Определим сm(AgNO3):

Примем m(р-ра)= 100г, тогдаm(AgNO3)=ω(AgNO3)=2г;

m(H2O)= 100- 2= 98г;

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru моль/кг;

M(AgNO3)=170 г/моль;

2.Определим iпо формуле (16):AgNO3=Ag++NO3;k=2;

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru ; i=1,9

3. Определим DТкиппо формуле (10):

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru

4. Ткип(AgNO3)= 373 + 0,119 = 373,1190

Пример 8а.Определите осмотическое давление раствораAgNO3, при 200С, еслиω(AgNO3)= 2%,α(AgNO3) = 90%,ρ(р-ра) = 1 г/мл.

Решение.1. Определим с(AgNO3) по формуле (4):

Из примера 8 m(р-ра)= 100г,m(AgNO3) =2г

V(р-ра)= 100/ 1= 100 мл = 0,1 л;

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru моль/л

2. Определим pосм(AgNO3) по формуле (15):

Из примера (8) i=1,9; Т=293К

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru Па

Пример 8б.Определите давление насыщенного пара над растворомAgNO3при 200С, если р02О)=2337,8 Па,ω(AgNO3)= 2%,α(AgNO3) = 90%,ρ(р-ра) = 1 г/мл.

Решение.Из примера 8m(AgNO3)=2г;m(H2O)= 98г;

1. Определим x(В)

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru ;

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru моль

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru моль; Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru

2. Определим Dpпо формуле (12):

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru Па

3. Определим pпо формуле (8а):

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru ; Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru Па

Пример 9.При 00С осмотическое давление 0,1н раствора К2СО3равно 272 кПа. Определите степень диссоциации карбоната калия в этом растворе.

Решение.1.Рассчитаемc(B) по формуле (4):

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru ; Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru моль/л

2. Рассчитаем iпо формуле (15):

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru

3.Рассчитаем aпо формуле (16):

K2CO3= 2K++CO32-;k = 3;

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru ;α= 0,699.

Пример 10.Определите моляльую концентрацию раствораKCl, если его водный раствор замерзает при -0,320C, аα(KCl)=66,5%.

Решение.

1. По формуле (9а) ΔТзам=0,320

2. Рассчитаем iпо формуле (16):

KCl = K+ + Cl; k =2 ; Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru ; i = 1,665;

3. Рассчитаем моляльную концентрацию по формуле (13):

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru моль/кг;

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов

Раствор неэлектролита состоит из растворителя и растворенного вещества в виде недиссоциированных молекул. Коллигативными свойствами раствора неэлектролита являются свойства, которые зависят от концентрации и практически не зависят от природы неэлектролита. К таким свойствам относятся:

Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором (Iзакон Рауля)

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru (8)

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru (8а)

р0- давление насыщенного пара над чистым растворителем, Па;

р – давление насыщенного пара над раствором неэлектролита, Па;

х(В) – молярная доля неэлектролита в растворе;

Понижение температуры замерзания (IIзакон Рауля)

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru (9)

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru (9а)

Кк– криоскопическая константа,Kk(H2O)=1,86 К×кг/моль

сm(B) – моляльная концентрация неэлектролита, моль/кг;

Повышение температуры кипения (IIзакон Рауля)

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru (10)

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru (10а)

Кэ–эбуллиоскопическая постоянная, Кэ2О)=0,52 К×кг/моль

Осмотическое давление раствора (закон Вант-Гоффа)

pосм= с(В)×R×T, Па (11)

R= 8,314 л×Па/моль×К, Т – температура, К

с(В) – молярная концентрация неэлектролита, моль/л

Пример 5.Давление насыщенного пара воды при 500С равно 12334 Па. Вычислите давление насыщенного пара воды над раствором, содержащим 50г этиленгликоляC2H4(OH)2в 900г воды. Определите температуру замерзания этого раствора.

Решение.1.Рассчитаем молярную долю вещества в растворе по формуле (3):

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru моль;

M(C2H4(OH)2= 62 г/моль;

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru моль, М(Н2О)= 18 г/моль;

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru ;

2.Рассчитаем понижение давления насыщенного пара:

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru Па;

3.Рассчитаем давление насыщенного пара над раствором:

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru Па;

4.Определим DТзампо формуле (9):

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru

моль/кг; Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru 0

5.Определи Тзамраствора:

Тзам.(р-ра)= 0 – 1,67 = - 1,670

Пример 6.Сколько граммов глицерина С3Н8О3надо растворить в 2 л воды, чтобы получить раствор, закипающий при 100,60С?

Решение.

1. Определим DТкиппо формуле (10а):

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru 0

2. Определим сm(В):

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru моль/кг

3. Определим n(В) по формуле (6):

n(C3H8O3) = Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru моль;m(H2O)=V∙ρ=2000∙1=2000г=2кг;

4.Определим массу глицерина:

m(C3H8O3) =nM(C3H8O3) =0,308×92= 28,336 г

M(C3H8O3) =92 г/моль

Пример 7.При 420С давление насыщенного пара воды равно 2,34 кПа. На сколько понизится давление насыщенного пара воды над раствором при указанной температуре, если в 540г воды растворить 36г глюкозы.

Решение.1. Определимx(В) по формуле (3):

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru ;

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru моль

М(С6Н12О6)= 180г/моль;

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru моль

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru

2. Рассчитаем Dpпо формуле (8а):

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru Па

Первый закон Рауля

Пар, находящийся в равновесии с жидкостью, называют насыщенным. Давление такого пара над чистым растворителем (p0) называют давлением или упругостью насыщенного пара чистого растворителя.

Коллигативные свойства растворов неэлектролитов - student2.ru

Франсуа Мари Рауль

В 1886 (1887) году Ф. М. Рауль сформулировал закон:

Давление пара раствора, содержащего нелетучее растворенное вещество, прямо пропорционально мольной доле растворителя в данном растворе:

p = p0 · χр-ль, где

p — давление пара над раствором, Па;

p0 — давление пара над чистым растворителем;

χр-ль —— мольная доля растворителя.

Наши рекомендации