Закон Вант-Гоффа для осмотического давления



p =С RT ,                                                (2.4.14)

где С – молярная концентрация раствора;

    R – универсальная газовая постоянная;

    T – абсолютная температура.

Если в формулу (2.4.14) подставлять молярную концентрацию, выраженную в моль/л, то осмотическое давление будет выражено в кПа.

 

Пример 1

Рассчитать массу CuSO 4 и объем воды, необходимые для приготовления
130 мл 8% раствора этой соли. Рассчитать молярную, моляльную, нормальную концентрации и титр раствора. Плотность 8% раствора CuSO 4 равна
1,084 г/ c м3 (г/мл).

Решение

,

m (р-ра)= r × V

m ( CuSO 4 )= =11,37 (г)

 

m ( H 2 O )= m (р-ра)- m ( CuSO 4 )= r × V - m ( CuSO 4 )=1,084×130-11,37=129,55(г).

 

Так как при комнатной температуре плотность воды близка к 1 г/см3, то масса воды, выраженная в граммах, численно равна ее объему в мл. Итак, объем воды равен 129,55 мл.

Рассчитаем молярную концентрацию раствора:

 

Нормальная концентрация:

.

 

Моляльная концентрация:

 

Титр раствора:

 

Пример 2

Какова молярная масса вещества, 24,731 г которого растворено в 1 л воды, если раствор замерзает при –0,5 0С, а криоскопическая постоянная для воды равна 1,86 ?

Решение

D Тзк· b ,

,

,

Будем считать плотность воды равной 1 кг/л. Тогда масса воды равна 1кг.

Ответ: молярная масса вещества равна 92г/моль.

 

Пример 3

Рассчитайте массу глюкозы (С6Н12О6), которая содержится в 100 мл раствора с осмотическим давлением 260 кПа при 50С.

Решение

Из формулы (2.4.14) выразим и рассчитаем молярную концентрацию раствора.

Рассчитаем массу глюкозы в 100 мл раствора:

m(С6Н12О6)=C·M(С6Н12О6V=0,113 моль/л·180 г/моль·0,1 л = 2,03г

 

Пример 4

Каково процентное содержание глюкозы (С6Н12О6) в водном растворе, если понижение давления водяного пара над раствором составило 2,5% от давления пара над чистой водой.

Решение

В соответствии с условием задачи, понижение давления пара растворителя над раствором составит определенную долю от давления пара над чистым растворителем, то есть 0,025Р0 или 25% от Р0.

На основании закона Рауля

;

.

Пусть для простоты имеется 100 г раствора глюкозы, тогда в нем содержится m граммов глюкозы и (100-m) граммов воды.

Решая данное уравнение относительно m, найдем массу глюкозы в 100 г раствора. Итак, масса глюкозы m=20,55 г.

Определим процентное содержание глюкозы в растворе:

.

Пример 5

Рассчитайте температуру кипения водного раствора сахарозы (С12Н22О11), если его осмотическое давление при 270С составляет 15,6 кПа. Эбуллиоскопическая постоянная воды 0,52 .


Решение

Из уравнения Вант-Гоффа для осмотического давления (формула 2.4.14) выразим и рассчитаем молярную концентрацию раствора сахарозы.

Масса сахарозы в 1 л раствора:

m(C 12 H 22 O 11)=M(C 12 H 22 O 11ν=342г/моль·0,0063моль=2,15г.

Плотность такого разбавленного раствора можно считать равной плотности воды, то есть приблизительно 1 г/мл. Тогда масса воды в 1 л раствора сахарозы составит

m(H 2 O)=m(раствора) – m(C 12 H 22 O 11)=1000г – 2,15г = 997,85г

Рассчитаем повышение температуры кипения раствора сахарозы в соответствии с формулой (2.4.12).

D Ткип=.КЭб· b=

Температура кипения раствора сахарозы равна:

1000С+0,0030С =1 00,0030С.

 

 


Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 58;