Согласно уравнению Гендерсона-Гассельбаха для гидрокарбонатной кислот буферной системы

, откуда ,

где pH – водородный показатель крови; рК_a – суммарный показатель константы диссоциации; – искомое соотношение между концентрацией гидрокарбонат-ионов и парциальным давлением диоксида углерода в крови.

Осмометрия

12. Смесь, содержащая m₁ г неэлектролитаВи m₂ г растворителя, плавится при t_{пл. р-ра} 165 °С. Найти молекулярную массу неэлектролита В, если температура плавления растворителя t_{пл. р-ля} °С, а ее криоскопическая постоянная равна K_к К·кг/моль.

Решение.

DТ_зам = t_{пл. р-ля} – t_{пл. р-ра} ,

где DТ_зам –по­нижение температуры замерзания раствора относительно растворителя, К; t_{пл. р-ля} –температура плавления растворителя, ⁰C; – t_{пл. р-ра} –температура плавления раствора (смеси), ⁰C.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

DТ_зам = К_кc_m, откуда ,

где К_к–криоскопическая константа растворителя, К·кг/моль; c_m – моляльная концентрация В, моль/кг.

По определению

откуда

где 1000 г/кг –пересчетный коэффициент; n–количество вещества В, моль; m₂ –физическая масса растворителя, г; m₁ –физическая масса В, г; M–молярная масса В, г/моль.

M_r = │M │,

где M_r –искомая молекулярная масса В, а.е.м.

12. При T К давление насыщенного пара над чистым растворителем равно p⁰кПа. Сколько граммов неэлектролитаВнадо растворить в m₁ г растворителя, чтобы понизить давление пара на ΔpПа?

Решение.

Согласно первому закону Рауля для растворов неэлектролитов

,

где χ– мольная доля В; Δp –понижениедавления насыщенного пара над раствором относительно чистого растворителя; Па; 1000 Па/кПа –пересчетный коэффициент; p⁰ –давление насыщенного пара над чистым растворителем, кПа.

По определению

откуда

где n₂ и n₁ –количества вещества В и растворителя, моль; m₁ –физическая масса растворителя, г; m₂ –искомаяфизическая масса неэлектролитаВ, г; M₁ и M₂ – молярные массы растворителя и В соответственно, г/моль.

13. При t °С давление насыщенного пара чистого растворителя составляет p⁰кПа. Найти при той же температуре давление насыщенного пара над ω%-ным раствором неэлектролитаВ.

Решение.

m₁ = ω, m₂= 100 – ω,

где m₁ и m₂ –физические массы В и растворителя в 100 г раствора, г; ω –массовая доля В, %.

,

где n₁ и n₂ –количества вещества В и растворителя в 100 г раствора, моль; M₁ и M₂ – молярные массы В и растворителя, г/моль.

По определению

,

где χ –мольная доля В.

Согласно первому закону Рауля для растворов неэлектролитов

, откуда

где p⁰ –давление насыщенного пара чистого растворителя, кПа; p –искомое давления насыщенного пара над раствором, кПа.

14. Раствор, содержащий m₁г вещества В в m₂г растворителя, кристаллизуется при температуре на DТ_зам °С ниже, чем чистый растворитель. Определить, происходит ли диссоциация или ассоциация вещества В в этом растворе, и в какой степени. Криоскопическая константа растворителя равна К_к К·кг/моль.

Решение.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

DТ_зам = К_кc_m, откуда

где DТ_зам –по­нижение температуры замерзания раствора относительно растворителя, °С; К_к–криоскопическая константа растворителя, К·кг/моль; c_m – моляльная концентрация В, моль/кг.

По определению

откуда

где 1000 г/кг –пересчетный коэффициент; n–количество вещества В, моль; m₂ –физическая масса растворителя, г; m₁ –физическая масса В, г; M–молярная масса В в растворе, г/моль.

Если M > M(В), то происходит ассоциация вещества В в этом растворе, и

,

где β – степень ассоциации; M(В)–молярная масса индивидуального вещества В, г/моль.

Если M < M(В), то происходит диссоциация вещества В в этом растворе, и

,

где α – степень диссоциации.

15. Температура замерзания водного раствора неэлектролитаВравна Т_{зам р-ра} К. Давление пара чистой воды при этой же температуре равно p⁰ Па, а энтальпия плавления льда составляет ΔH_пл Дж/моль. Найти давление пара раствора сахара.

Решение.

,

где К_к–криоскопическая константа растворителя (воды), К·кг/моль; R = 8,31 – универсальная газовая постоянная; Т_{зам р-ля} – температура замерзания растворителя (воды), К; M – молярная масса растворителя, г/моль; ΔH_пл – энтальпия плавления растворителя (льда), Дж/моль.

DТ_зам = T_{зам. р-ля} –T_{зам. р-ра},

где DТ_зам –по­нижение температуры замерзания раствора относительно растворителя, К; T_{зам. р-ра} –температура замерзания раствора, K.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

DТ_зам = К_кc_m, откуда

где c_m – моляльная концентрация В, моль/кг.

,

где χ –мольная доля В.

Согласно первому закону Рауля для растворов неэлектролитов

, откуда ,

где p⁰ –давление насыщенного пара чистой воды, Па; p –искомое давления насыщенного пара раствора, Па.

16. Водный раствор неэлектролитаВкристаллизуется при t_{лзам. р-ра} °С. Моляльная концентрация этого раствора равна __ моль/кг. Криоскопическая константа воды равна К_кК·кг/моль.

Решение.

DТ_зам = t_{зам. воды} –t_{зам. р-ра},

где DТ_зам –по­нижение температуры замерзания раствора относительно растворителя, К; t_{зам. р-ра} –температура замерзания раствора, ⁰C; t_{зам. воды} –температура замерзания воды, ^0C.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

DТ_зам = К_кc_m, откуда ,

где К_к–криоскопическая константа растворителя, К·кг/моль; c_m – искомая моляльная концентрация В, моль/кг.

17. Сколько моль неэлектролитаВ нужно растворить в m кг воды для получения раствора, температура кипения которого равна t_{кип. р-ра} °С? Эбулиоскопическая константа воды равна К_эК·кг/моль.

Решение.

DТ_кип = t_{кип. р-ра} – t_{кип. воды},

где DТ_кип –по­вышение температуры кипения раствора относительно воды, К;

t_{кип. р-ра} –температура кипения раствора, °С; t_{кип. воды} –температура кипения воды, °С.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

DТ_кип = К_эc_m, откуда ,

К_э– эбулиоскопическая константа воды, К·кг/моль; c_m –моляльная концентрация неэлектролитаВ, моль/кг.

По определению

откуда

где n–искомоеколичество вещества В, моль; m –физическая масса воды, кг.

18. Раствор, содержащий m₁г неэлектролита В в m₂кг воды, кипит при t_{кип. р-ра} °С. Молярная масса этого вещества равна __ г/моль. Эбулиоскопическая константа воды равна К_э К·кг/моль.

Решение.

DТ_кип = t_{кип. р-ра} – t_{кип. воды},

где DТ_кип –по­вышение температуры кипения раствора относительно воды, К;

t_{кип. р-ра} –температура кипения раствора, °С; t_{кип. воды} –температура кипения воды, °С.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

DТ_кип = К_эc_m, откуда ,

К_э– эбулиоскопическая константа воды, К·кг/моль; c_m –моляльная концентрация неэлектролитаВ, моль/кг.

По определению

откуда

где n–количество вещества В, моль; m₂ –физическая масса воды, кг.

где M – искомая молярная масса В, г/моль; m₁ –физическая масса В, г.

19. Температура кипения ω%-ного водного раствора электролита равна t_{кип. р-ра} °С. Эбулиоскопическая константа воды равна К_э К·кг/моль. Определите изотонический коэффициент раствора электролита.

Решение.

DТ_кип = t_{кип. р-ра} – t_{кип. воды},

где DТ_кип –по­вышение температуры кипения раствора относительно воды, К;

t_{кип. р-ра} –температура кипения раствора, °С; t_{кип. воды} –температура кипения воды, °С.

m₁ = ω, m₂= 100 – ω,

где m₁ и m₂ –физические массы В и воды в 100 г раствора, г; ω –массовая доля В, %.

,

где n –количество вещества В в 100 г раствора, моль; M – молярная масса В, г/моль.

По определению

где c_m –моляльная концентрация электролитаВ, моль/кг; 1000 г/кг –пересчетный коэффициент; m₂ –физическая масса воды, г.

Согласно второму закону Рауля для растворов электролитов

DТ_кип = iК_эc_m. откуда .

где DТ_кип –по­вышение температуры кипения раствора относительно воды, К; i –искомыйизотонический коэффициент раствора; К_э– эбулиоскопическая константа воды, К·кг/моль.