Разтваря се в 1000 g вода при 20. Молни фракции на веществото и водата. Определяне на моларната маса на веществото

Пример 1. Изчислете осмотичното налягане на разтвор, съдържащ 135 g глюкоза C 6 H 12 O 6 в 1,5 литра при 0 0 C.

Решение:Осмотичното налягане се определя според закона на Van't Hoff:

Вижте RT

Намираме моларната концентрация на разтвора по формулата:

Замествайки стойността на моларната концентрация в израза на закона на Вант Хоф, ние изчисляваме осмотичното налягане:

π = C m RT= 0,5 mol / L ∙ 8,314 Pa ∙ m 3 / mol ∙ K ∙ 273 = 1134,86 ∙ 10 3 Pa

Пример 2.Определете точката на кипене на разтвор, съдържащ 1,84 g нитробензен C 6 H 5 NO 2 в 10 g бензен. Точката на кипене на чистия бензол е 80,2 0 С.

Решение: Точката на кипене на разтвора ще бъде с ∆t кипене по-висока от точката на кипене на чистия бензол: t бала (разтвор) = t бала (разтворител) + ∆t бала;

Според закона на Раул: ∆t бала = Е ∙ С m ,

където Е - ебулиоскопска константа на разтворителя (таблична стойност),

См- моларна концентрация на разтвора, mol / kg

∆t бала = Е ∙ С m = 1,5 ∙ 2,53 = 3,8 0 С.

t бала (разтвор) = t бала (разтворител) + ∆t бала = 80,2 0 С +3,8 0 С = 84 0 С.

901. Разтвор, съдържащ 57 g захар С 12 Н 22 О 11 в 500 g вода, кипи при 100,72 0 С. Определете ебулиоскопската константа на водата.

902. Разтвор, съдържащ 4,6 g глицерол C 3 H 8 O 3 в 71 g ацетон, кипи при 56,73 0 С. Определете ебулиоскопската константа на ацетона, ако точката на кипене на ацетона е 56 0 С.

903. Изчислете точката на кипене на разтвор, съдържащ 2 g нафталин C 10 H 8 в 20 g етер, ако точката на кипене на етера е 35,6 0 C, а неговата ебулиоскопична константа е 2,16.

904,4 g от веществото се разтварят в 100 g вода. Полученият разтвор замръзва при -0,93 0 С. Определете молекулното тегло на разтвореното вещество.

905. Определете относителното молекулно тегло на бензоената киселина, ако нейният 10% разтвор кипи при 37,57 0 С. Точката на кипене на етера е 35,6 0 С, а нейната ебулиоскопична константа е 2,16.

906. Намаляването на точката на замръзване на разтвор, съдържащ 12,3 g нитробензен C 6 H 5 NO 2 в 500 g бензол, е 1,02 0 С. Определете криоскопичната константа на бензола.

907. Точката на замръзване на оцетната киселина е 17 0 С, криоскопичната константа е 3,9. Определете точката на замръзване на разтвор, съдържащ 0,1 mol разтворено вещество в 500 g оцетна киселина CH 3 COOH.

908. Разтвор, съдържащ 2,175 g разтворено вещество в 56,25 g вода, замръзва при -1,2 0 С. Определете относителното молекулно тегло на разтвореното вещество.

909. При каква температура кипи разтвор, съдържащ 90 g глюкоза С 6 Н 12 О 6 в 1000 g вода?

910. 5 g вещество се разтварят в 200 g алкохол. Разтворът кипи при 79,2 0 С. Определете относителното молекулно тегло на веществото, ако ебулиоскопската константа на алкохола е 1,22. Точката на кипене на алкохола е 78,3 0 С.

911. Воден разтвор на захар замръзва при -1,1 0 С. Определете масовата част (%) на захарта С 12 Н 22 О 11 в разтвора.

912. В каква маса вода трябва да се разтворят 46 g глицерин C 3 H 8 O 3, за да се получи разтвор с точка на кипене 100,104 0 C?

913. Разтвор, съдържащ 27 g вещество в 1 kg вода, кипи при 100,078 0 С. Определете относителното молекулно тегло на разтвореното вещество.

914. Изчислете масата на водата, в която трябва да се разтворят 300 g глицерин C 3 H 8 O 3, за да се получи разтвор, който замръзва при - 2 0 C.

915. Разтвор на глюкоза във вода показва повишаване на точката на кипене с 0,416 ° C. Почистете капката в точката на замръзване на този разтвор.

916. Изчислете точката на замръзване на 20% разтвор на глицерин C 3 H 8 O 3 във вода.

917. 1,6 g вещество се разтварят в 250 g вода. Разтворът замръзва при -0,2 0 C. Изчислете относителното молекулно тегло на разтвореното вещество.

918. Разтвор, съдържащ 0,5 g ацетон (CH 3) 2 CO в 100 g оцетна киселина, води до намаляване на точката на замръзване с 0,34 0 С. Определете криоскопичната константа на оцетната киселина.

919. Изчислете масовата част (%) на глицерина във воден разтвор, чиято точка на кипене е 100,39 0 С.

920. Колко грама етиленгликол C 2 H 4 (OH) 2 трябва да добавите за всеки килограм вода, за да приготвите антифриз с точка на замръзване -9,3 0 C?

921. Разтвор, съдържащ 565 g ацетон и 11,5 g глицерин C 3 H 5 (OH) 3 кипи при 56,38 0 С. Чистият ацетон кипи 56 0 С. Изчислете ебулиоскопската константа на ацетона.

922. При каква температура замръзва 4% разтвор етилов алкохол C2H5OH във вода?

923. Определете масовата част (%) на захарта С 12 Н 22 О 11 във воден разтвор, ако разтворът кипи при 101,04 0 С.

924. Кой от разтворите ще замръзне при по-ниска температура: 10% разтвор на глюкоза С 6 Н 12 О 6 или 10% разтвор на захар С 12 Н 22 О 11?

925. Изчислете точката на замръзване на 12% воден (тегловно) разтвор на глицерин C 3 H 8 O 3.

926. Изчислете точката на кипене на разтвор, съдържащ 100 g захароза C 12 H 22 O 11 в 750 g вода.

927. Разтвор, съдържащ 8,535 g NaNO 3 в 100 g вода, кристализира при t = -2,8 0 С. Определете криоскопичната константа на водата.

928. За приготвяне на охлаждащата течност за 20 литра вода се вземат 6 g глицерин (= 1,26 g / ml). Каква ще бъде точката на замръзване на приготвения антифриз?

929. Определете количеството етиленгликол C 2 H 4 (OH) 2, което трябва да се добави към 1 kg вода, за да се получи разтвор с температура на кристализация –15 0 С.

930. Определете температурата на кристализация на разтвор, съдържащ 54 g глюкоза C 6 H 12 O 6 в 250 g вода.

931. Разтвор, съдържащ 80 g нафталин C 10 H 8 в 200 g диетилов етер, кипи при t = 37,5 0 C, а чистият етер - при t = 35 0 C. Определете ебулиоскопичната константа на етера.

932. Добавянето на 3,24 g сяра към 40 g бензен C 6 H 6 повишава точката на кипене с 0,91 0 С. Колко атома са серни частици в разтвор, ако ебулиоскопичната константа на бензола е 2,57 0 С.

933. Разтвор, съдържащ 3,04 g C 10 H 16 O камфор в 100 g C 6 H 6 бензол, кипи при t = 80,714 0 C. (Точката на кипене на бензола е 80,20 0 C). Определете ебулиоскопската константа на бензола.

934. Колко грама карбамид (карбамид) CO (NH 2) 2 трябва да се разтвори в 125 g вода, за да се повиши точката на кипене с 0,26 0 С. Ебулиоскопската константа на водата е 0,52 0 С.

935. Изчислете точката на кипене на 6% (тегловно) воден разтвор на глицерин C 3 H 8 O 3.

936. Изчислете масовата част на захарозата С 12 Н 22 О 11 във воден разтвор, чиято температура на кристализация е 0,41 0 С.

937. При разтваряне на 0,4 g от определено вещество в 10 g вода температурата на кристализация на разтвора пада с 1,24 0 С. Изчислете моларната маса на разтвореното вещество.

938. Изчислете точката на замръзване на 5% (тегловно) захарен разтвор C 12 H 22 O 11 във вода.

939. Колко грама глюкоза С 6 Н 12 О 6 трябва да се разтвори в 300 g вода, за да се получи разтвор с точка на кипене 100, 5 0 С?

940. Разтвор, съдържащ 8,5 g неелектролит в 400 g вода, кипи при температура 100,78 0 С. Изчислете моларната маса на разтвореното вещество.

941. Когато 0,4 g от определено вещество се разтворят в 10 g вода, температурата на кристализация на разтвора става –1,24 0 С. Определете моларната маса на разтвореното вещество.

942. Изчислете масовата част на захарта С 12 Н 22 О 11 в разтвора, чиято точка на кипене е 100, 13 0 С.

943. Изчислете температурата на кристализация на 25% (тегловни) разтвор на глицерин C 3 H 8 O 3 във вода.

944. Температурата на кристализация на бензола е С 6 Н 6 5,5 0 С, криоскопичната константа е 5,12. Изчислете моларната маса на нитробензола, ако разтвор, съдържащ 6,15 g нитробензен в 400 g бензен, кристализира при 4,86 ​​°C.

945. Разтвор на глицерин C 3 H 8 O 3 във вода показва повишаване на точката на кипене с 0,5 0 С. Изчислете температурата на кристализация на този разтвор.

946. Изчислете масовата част на карбамид CO (NH 2) 2 във воден разтвор, чиято температура на кристализация е –5 0 С.

947. В колко вода трябва да се разтворят 300 g бензен С 6 Н 6, за да се получи разтвор с температура на кристализация –20 0 С?

948. Изчислете точката на кипене на 15% (тегловни) разтвор на глицерин C 3 H 8 O 3 в ацетон, ако точката на кипене на ацетона е 56,1 0 C, а ебулиоскопичната константа е 1,73.

949. Изчислете осмотичното налягане на разтвора при 17 0 C, ако 1 литър съдържа 18,4 g глицерин C 3 H 5 (OH) 3.

950. 1 ml разтвор съдържа 10 15 молекули разтворено вещество. Изчислете осмотичното налягане на разтвора при 0 0 С. Какъв обем съдържа 1 mol разтворено вещество?

951. Колко молекули от разтворено вещество се съдържат в 1 ml разтвор, чието осмотично налягане при 54 0 С е равно на 6065 Pa?

952. Изчислете осмотичното налягане на 25% (тегловно) разтвор на захароза C 12 H 22 O 11 при 15 0 C (ρ = 1,105 g / ml).

953. При каква температура осмотичното налягане на разтвор, съдържащ 45 g глюкоза C 6 H 12 O 6 в 1 литър вода, ще достигне 607,8 kPa?

954. Изчислете осмотичното налягане на 0,25M захарен разтвор C 12 H 22 O 11 при 38 0 С.

955. При каква температура осмотичното налягане на разтвор, съдържащ 60 g глюкоза С 6 Н 12 О 6 в 1 литър, ще достигне 3 atm?

956. Осмотичното налягане на разтвора, чийто обем е 5 литра, при 27 0 С е равно на 1,2 ∙ 10 5 Pa. Каква е моларната концентрация на този разтвор?

957. Колко грама етилов алкохол C 2 H 5 OH трябва да съдържа 1 литър разтвор, така че осмотичното му налягане да е същото като това на разтвор, съдържащ 4,5 g формалдехид CH 2 O в 1 литър при същата температура.

958. Колко грама етилов алкохол С 2 Н 5 ОН трябва да се разтвори в 500 ml вода, така че осмотичното налягане на този разтвор при 20 0 С да е равно на 4,052 ∙ 10 5 Pa?

959,200 ml разтвор съдържа 1 g разтворено вещество и при 20 0 С имат осмотично налягане 0,43 ∙ 10 5 Pa. Определете моларната маса на разтвореното вещество.

960. Определете моларната маса на разтвореното вещество, ако разтвор, съдържащ 6 g вещество в 0,5 l при 17 0 С, има осмотично налягане 4,82 ∙ 10 5 Pa.

961. Колко грама глюкоза C 6 H 12 O 6 трябва да съдържа 1 литър разтвор, за да бъде осмотичното му налягане същото като разтвор, съдържащ 34,2 g захар C 12 H 22 O 11 в 1 литър при същата температура?

962,400 ml разтвор съдържат 2 g разтворено вещество при 27 0 C. Осмотичното налягане на разтвора е 1,216 ∙ 10 5 Pa. Определете моларната маса на разтвореното вещество.

963. Захарен разтвор C 12 H 22 O 11 при 0 0 C има осмотично налягане 7,1 ∙ 10 5 Pa. Колко грама захар има в 250 ml от такъв разтвор?

964. 2,45 g урея се съдържат в 7 литра разтвор. Осмотичното налягане на разтвора при 0 ° C е 1,317 ∙ 10 5 Pa. Изчислете моларната маса на уреята.

965. Определете осмотичното налягане на разтвора, 1 литър от който съдържа 3,01 ∙ 10 23 молекули при 0 0 С.

966. Водните разтвори на фенол C 6 H 5 OH и глюкоза C 6 H 12 O 6 съдържат равни маси на разтворените вещества в 1 литър. В кой от разтворите осмотичното налягане е по-високо при същата температура? Колко пъти?

967. Разтвор, съдържащ 3 g неелектролит в 250 ml вода, замръзва при температура - 0,348 0 С. Изчислете моларната маса на неелектролита.

968. Разтвор, съдържащ 7,4 g глюкоза C 6 H 12 O 6 в 1 литър при температура 27 0 C, има същото осмотично налягане като разтвор на урея CO (NH 2) 2. Колко g урея има в 500 ml разтвор?

969. Осмотичното налягане на разтвор, в 1 литър от който се съдържат 4,65 g анилин C 6 H 5 NH 2, при температура 21 0 C е равно на 122,2 kPa. Изчислете моларната маса на анилина.

970. Изчислете осмотичното налягане при температура 20 0 C 4% разтвор на захар C 12 H 22 O 11, чиято плътност е 1,014 g / ml.

971. Определете осмотичното налягане на разтвор, съдържащ 90,08 g глюкоза С 6 Н 12 О 6 в 4 литра при температура 27 0 С.

972. Разтвор с обем 4 литра съдържа 36,8 g глицерин (C 3 H 8 O 3) при температура 0 °C. Какво е осмотичното налягане на този разтвор?

973. При 0 0 C осмотичното налягане на разтвор на захароза C 12 H 22 O 11 е 3,55 ∙ 10 5 Pa. Каква маса захароза се съдържа в 1 литър разтвор?

974. Определете стойността на осмотичния разтвор, в 1 литър от който сЩе се получат 0,4 mol неелектролит при температура 17 0 C.

975. Какво е осмотичното налягане на разтвор, съдържащ 6,2 g анилин (C 6 H 5 NH 2) в 2,5 литра разтвор при температура 21 0 С.

976. При 0 0 C осмотичното налягане на разтвор на захароза C 12 H 22 O 11 е 3,55 ∙ 10 5 Pa. Каква маса захароза се съдържа в 1 литър разтвор?

977. При каква температура ще замръзне воден разтвор на етилов алкохол, ако масовата част на C 2 H 5 OH е равна на 25 %?

978. Разтвор, съдържащ 0,162 g сяра в 20 g бензен, кипи при температура с 0,081 0 С по-висока от чистия бензен. Изчислете молекулното тегло на сярата в разтвора. Колко атома има в една молекула сяра?

979. Към 100 ml 0,5 mol / L воден разтвор на захароза С 12 Н 22 О 11 се добавят 300 ml вода. Какво е осмотичното налягане на получения разтвор при 25 ° C?

980. Определете точките на кипене и замръзване на разтвор, съдържащ 1 g нитробензен C 6 H 5 NO 2 в 10 g бензол. Ебулоскопската и криоскопичната константа на бензола са съответно 2,57 и 5,1 K ∙ kg / mol. Точката на кипене на чистия бензен е 80,2 0 С, точката на замръзване е -5,4 0 С.

981. Каква е точката на замръзване на неелектролитен разтвор, съдържащ 3,01 ∙ 10 23 молекули в един литър вода?

982. Разтвори на камфор с тегло 0,522 g в 17 g етер кипи при температура с 0,461 0 С по-висока от чистия етер. Ебулиоскопична етерна константа 2,16 K ∙ kg / mol. Определете молекулното тегло на камфора.

983. Точката на кипене на воден разтвор на захароза е 101,4 0 С. Изчислете молалната концентрация и масовата част на захарозата в разтвора. При каква температура този разтвор замръзва?

984. Молекулното тегло на неелектролита е 123,11 g / mol. Каква маса неелектролит трябва да се съдържа в 1 литър разтвор, така че разтворът при 20 ° C да има осмотично налягане 4,56 ∙ 10 5 Pa?

985. При разтваряне на 13,0 неелектролит в 400 g диетилов етер (C 2 H 5) 2 O температурата на кипене се повишава с 0,453 K. Определете молекулното тегло на разтвореното вещество.

986. Определете точката на кипене на воден разтвор на глюкоза, ако масовата част на C 6 H 12 O 6 е равна на 20% (за вода Ke = 0,516 K ∙ kg / mol).

987. Разтвор, състоящ се от 9,2 g йод и 100 g метилов алкохол(CH 3 OH), кипи при 65,0 0 С. Колко атома са включени в йодната молекула в разтворено състояние? Точката на кипене на алкохола е 64,7 0 С, а неговата ебулиоскопична константа е K e = 0,84.

988. Колко грама захароза С 12 Н 22 О 11 трябва да се разтвори в 100 g вода, за да се: а) понижи температурата на кристализация с 1 0 С; б) увеличете точката на кипене с 1 0 С?

989. 2,09 от някакво вещество се разтваря в 60 g бензол. Разтворът кристализира при 4,25 0 С. Определете молекулното тегло на веществото. Чистият бензен кристализира при 5,5 0 C. Криоскопичната константа на бензола е 5,12 K ∙ kg / mol.

990. При 20 ° C осмотичното налягане на разтвора, 100 ml от който съдържа 6,33 g оцветител на кръвта - хематин, е равно на 243,4 kPa. Определете молекулното тегло на хематина.

991. Разтвор, състоящ се от 9,2 g глицерин C 3 H 5 (OH) 3 и 400 g ацетон, кипи при 56,38 0 С. Чистият ацетон кипи при 56,0 0 С. Изчислете ебулиоскопската константа на ацетона.

992. Налягането на парите на водата при 30 0 С е 4245,2 Pa. Каква маса захар C 12 H 22 O 11 трябва да се разтвори в 800 g вода, за да се получи разтвор, чието парно налягане е с 33,3 Pa по-малко от налягането на парите на водата? Изчислете масовата част (%) на захарта в разтвора.

993. Налягането на парите на етера при 30 0 С е равно на 8,64 ∙ 10 4 Pa. Какво количество неелектролит трябва да се разтвори в 50 mol етер, за да се намали налягането на парите при дадена температура с 2666 Pa?

994. Намаляването на налягането на парите над разтвор, съдържащ 0,4 mol анилин в 3,04 kg въглероден дисулфид при определена температура, е равно на 1003,7 Pa. Налягането на парите на въглеродния дисулфид при същата температура е 1,0133 ∙ 10 5 Pa. Изчислете молекулното тегло на въглеродния дисулфид.

995. При определена температура налягането на парите над разтвор, съдържащ 62 g фенол C 6 H 5 O в 60 mol етер, е 0,507 ∙ 10 5 Pa. Намерете парното налягане на етера при тази температура.

996. Налягането на парите на водата при 50 0 С е равно на 12334 Pa. Изчислете парното налягане на разтвор, съдържащ 50 g етиленгликол C 2 H 4 (OH) 2 в 900 g вода.

997. Налягането на водната пара при 65 0 С е равно на 25003 Pa. Определете налягането на водната пара върху разтвор, съдържащ 34,2 g захар C 12 H 22 O 12 в 90 g вода при същата температура.

998. Налягането на парите на водата при 10 0 С е 1227,8 Pa. В какъв обем вода трябва да се разтворят 16 g метилов алкохол, за да се получи разтвор, чието парно налягане е 1200 Pa при същата температура? Изчислете масовата част на алкохола в разтвора (%).

999. При каква температура ще кристализира воден разтвор, в който масовата част на метиловия алкохол е 45%.

1000. Водно-алкохолен разтвор, съдържащ 15% алкохол, кристализира при - 10,26 0 С. Определете моларната маса на алкохола.

2.10.1. Изчисляване на относителната и абсолютната маса на атомите и молекулите

Относителните маси на атомите и молекулите се определят с помощта на D.I. Стойностите на атомните маси на Менделеев. В същото време, когато се извършват изчисления за образователни цели, стойностите на атомните маси на елементите обикновено се закръгляват до цели числа (с изключение на хлора, чиято атомна маса се приема за 35,5).

Пример 1. Относителната атомна маса на калция And r (Ca) = 40; относителна атомна маса на платината А r (Pt) = 195.

Относителната маса на една молекула се изчислява като сума от относителните атомни маси на атомите, които съставляват дадена молекула, като се вземе предвид количеството на тяхното вещество.

Пример 2. Относителна моларна маса на сярна киселина:

M r (H 2 SO 4) = 2A r (H) + A r (S) + 4A r (O) = 2 · 1 + 32 + 4· 16 = 98.

Стойностите на абсолютните маси на атомите и молекулите се намират, като масата на 1 мол вещество се раздели на числото на Авогадро.

Пример 3. Определете масата на един калциев атом.

Решение.Атомната маса на калция е Ar (Ca) = 40 g / mol. Масата на един калциев атом ще бъде равна на:

m (Ca) = А r (Ca): N A = 40: 6.02 · 10 23 = 6,64· 10-23 гр.

Пример 4. Определете масата на една молекула сярна киселина.

Решение.Моларната маса на сярната киселина е M r (H 2 SO 4) = 98. Масата на една молекула m (H 2 SO 4) е:

m (H2SO4) = Mr (H2SO4): N A = 98: 6,02 · 10 23 = 16,28· 10-23 гр.

2.10.2. Изчисляване на количеството вещество и изчисляване на броя на атомните и молекулярните частици от известните стойности на масата и обема

Количеството на веществото се определя, като неговата маса, изразена в грамове, се раздели на неговата атомна (моларна) маса. Количеството на веществото в газообразно състояние при нормални условия се намира, като обемът му се раздели на обема на 1 mol газ (22,4 литра).

Пример 5. Определете количеството натрий n (Na) в 57,5 ​​g метален натрий.

Решение.Относителната атомна маса на натрия е Ar (Na) = 23. Ние намираме количеството вещество, като разделим масата на металния натрий на неговата атомна маса:

n (Na) = 57.5: 23 = 2.5 mol.

Пример 6. Определете количеството азотно вещество, ако обемът му е при нормални условия. е 5,6 литра.

Решение.Количеството азотно вещество n (N 2) намираме, като разделим неговия обем на обема на 1 mol газ (22,4 l):

n (N2) = 5,6: 22,4 = 0,25 mol.

Броят на атомите и молекулите във веществото се определя чрез умножаване на количеството вещество на атомите и молекулите по числото на Авогадро.

Пример 7. Определете броя на молекулите, съдържащи се в 1 kg вода.

Решение.Намираме количеството водно вещество, като разделим неговата маса (1000 g) на неговата моларна маса (18 g / mol):

n (H20) = 1000: 18 = 55,5 mol.

Броят на молекулите в 1000 g вода ще бъде:

N (H20) = 55,5 · 6,02· 10 23 = 3,34· 10 24 .

Пример 8. Определете броя на атомите, съдържащи се в 1 литър (NU) кислород.

Решение.Количеството кислородно вещество, чийто обем при нормални условия е 1 литър, е равно на:

n (0 2) = 1: 22,4 = 4,46 · 10 -2 mol.

Броят на кислородните молекули в 1 литър (n.u.) ще бъде:

N (02) = 4,46 · 10 -2 · 6,02· 10 23 = 2,69· 10 22 .

Трябва да се отбележи, че 26.9 · 10 22 молекули ще се съдържат в 1 литър газ при нормални условия. Тъй като кислородната молекула е двуатомна, броят на кислородните атоми в 1 литър ще бъде 2 пъти повече, т.е. 5.38 · 10 22 .

2.10.3. Изчисляване на средната моларна маса на газовата смес и обемната част
газовете, които съдържа

Средната моларна маса на газова смес се изчислява на базата на моларните маси на газовете, съставляващи тази смес, и техните обемни фракции.

Пример 9. Ако приемем, че съдържанието (в обемни проценти) на азот, кислород и аргон във въздуха, съответно, е 78, 21 и 1, изчислете средната моларна маса на въздуха.

Решение.

М въздух = 0,78 · Mr (N2) +0,21 · Mr (O2) +0,01 · Mr (Ar) = 0,78 · 28+0,21· 32+0,01· 40 = 21,84+6,72+0,40=28,96

Или около 29 g/mol.

Пример 10. Газова смессъдържа 12 l NH 3, 5 l N 2 и 3 l H2, измерени при нормални условия. Изчислете обемната част на газовете в тази смес и нейната средна моларна маса.

Решение.Общият обем на газовата смес е V = 12 + 5 + 3 = 20 литра. Обемните фракции на j газове ще бъдат равни:

φ (NH3) = 12: 20 = 0,6; φ (N 2) = 5: 20 = 0,25; φ (H2) = 3: 20 = 0,15.

Средната моларна маса се изчислява въз основа на обемните фракции на газовете, съставляващи тази смес, и техните молекулни тегла:

М = 0,6 · М (NH3) +0,25 · М (N2) +0,15 · М (Н2) = 0,6 · 17+0,25· 28+0,15· 2 = 17,5.

2.10.4. Изчисляване на масовата част на химичен елемент в химично съединение

Масовата част ω на химичен елемент се дефинира като съотношението на масата на атома на даден елемент X, съдържащ се в дадена маса на веществото, към масата на това вещество m. Масовата част е безразмерна величина. Изразява се в части от едно:

ω (X) = m (X) / m (0<ω< 1);

или процент

ω (X),% = 100 m (X) / m (0%<ω<100%),

където ω (X) е масовата част на химичен елемент X; m (X) е масата на химичен елемент X; m е масата на веществото.

Пример 11. Изчислете масовата част на мангана в манганов оксид (VII).

Решение.Моларните маси на веществата са: M (Mn) = 55 g / mol, M (O) = 16 g / mol, M (Mn 2 O 7) = 2M (Mn) + 7M (O) = 222 g / mol . Следователно масата на Mn 2 O 7 с количеството вещество 1 mol е:

m (Mn 2 O 7) = M (Mn 2 O 7) · n (Mn2O7) = 222 · 1 = 222 g.

От формулата Mn 2 O 7 следва, че количеството на веществото на мангановите атоми е двойно по-голямо от количеството на веществото на мангановия (VII) оксид. означава,

n (Mn) = 2n (Mn 2 O 7) = 2 mol,

m (Mn) = n (Mn) · M (Mn) = 2 · 55 = 110 гр.

По този начин, масовата част на мангана в мангановия (VII) оксид е равна на:

ω (X) = m (Mn): m (Mn 2O 7) = 110: 222 = 0,495 или 49,5%.

2.10.5. Установяване на формулата на химично съединение по неговия елементен състав

Най-простата химична формула на веществото се определя въз основа на известните стойности на масовите фракции на елементите, които съставляват това вещество.

Да предположим, че има проба от вещество Na x P y O z с маса mo g. Нека разгледаме как се определя неговата химична формула, ако количествата материя на атомите на елементите, техните маси или масови фракции в известна маса от вещество са известни. Формулата на веществото се определя от съотношението:

x: y: z = N (Na): N (P): N (O).

Това съотношение не се променя, ако всеки от неговите членове се раздели на числото на Авогадро:

x: y: z = N (Na) / N A: N (P) / N A: N (O) / N A = ν (Na): ν (P): ν (O).

По този начин, за да се намери формулата на вещество, е необходимо да се знае съотношението между количествата вещества на атомите в една и съща маса на вещество:

x: y: z = m (Na) / M r (Na): m (P) / M r (P): m (O) / M r (O).

Ако разделим всеки член от последното уравнение на масата на пробата m o, тогава получаваме израз, който ни позволява да определим състава на веществото:

x: y: z = ω (Na) / M r (Na): ω (P) / M r (P): ω (O) / M r (O).

Пример 12. Веществото съдържа 85,71 маса. % въглерод и 14,29 тегл. % водород. Моларната му маса е 28 g / mol. Определете най-простата и вярна химична формула на това вещество.

Решение.Съотношението между броя на атомите в една молекула C x H y се определя чрез разделяне на масовите фракции на всеки елемент на неговата атомна маса:

x: y = 85,71 / 12: 14,29 / 1 = 7,14: 14,29 = 1: 2.

Така най-простата формула за вещество е CH 2. Най-простата формула на веществото не винаги съвпада с истинската му формула. В този случай формулата CH 2 не съответства на валентността на водородния атом. За да намерите истинската химична формула, трябва да знаете моларната маса на дадено вещество. В този пример моларната маса на веществото е 28 g / mol. Разделяйки 28 на 14 (сумата от атомните маси, съответстващи на формулната единица CH 2), получаваме истинското съотношение между броя на атомите в молекулата:

Получаваме истинската формула на веществото: C 2 H 4 - етилен.

Вместо моларната маса за газообразни вещества и пари, формулировката на проблема може да посочи плътността на всеки газ или въздух.

В разглеждания случай плътността на въздуха на газа е 0,9655. Въз основа на тази стойност може да се намери моларната маса на газа:

M = M въздух · D въздух = 29 · 0,9655 = 28.

В този израз M е молната маса на газа C x H y, M въздух е средната моларна маса на въздуха, D въздух е плътността на газа C x H y във въздуха. Получената моларна маса се използва за определяне на истинската формула на дадено вещество.

Формулировката на проблема може да не показва масовата част на един от елементите. Намира се като от един (100%) се извадят масовите доли на всички останали елементи.

Пример 13. Органичното съединение съдържа 38,71 маса. % въглерод, 51,61 тегл. % кислород и 9,68 тегл. % водород. Определете истинската формула на това вещество, ако неговата плътност на парите за кислород е 1,9375.

Решение.Изчисляваме съотношението между броя на атомите в молекулата C x H y O z:

x: y: z = 38,71 / 12: 9,68 / 1: 51,61 / 16 = 3,226: 9,68: 3,226 = 1: 3: 1.

Моларната маса M на веществото е равна на:

M = M (O 2) · D (O 2) = 32 · 1,9375 = 62.

Най-простата формула на веществото е CH 3 O. Сумата от атомните маси за тази формулна единица ще бъде 12 + 3 + 16 = 31. Разделяме 62 на 31 и получаваме истинското съотношение между броя на атомите в една молекула:

x: y: z = 2: 6: 2.

Така истинската формула на веществото е C 2 H 6 O 2. Тази формула съответства на състава на двувалентния алкохол - етилен гликол: CH 2 (OH) -CH 2 (OH).

2.10.6. Определяне на моларната маса на веществото

Моларната маса на дадено вещество може да се определи въз основа на плътността на неговите пари в газ с известна стойност на моларната маса.

Пример 14. Плътността на парите на някои органични съединения за кислород е 1,8125. Определете моларната маса на това съединение.

Решение.Моларната маса на неизвестното вещество M x е равна на произведението на относителната плътност на това вещество D от моларната маса на веществото M, според което се определя стойността на относителната плътност:

M x = D · М = 1,8125 · 32 = 58,0.

Вещества с намерената стойност на моларната маса могат да бъдат ацетон, пропионов алдехид и алилов алкохол.

Моларната маса на газ може да бъде изчислена като се използва стандартният моларен обем.

Пример 15. Маса на 5,6 литра газ при стандарт. е 5,046 г. Изчислете моларната маса на този газ.

Решение.Моларният обем на газа при нормални условия е 22,4 литра. Следователно моларната маса на целевия газ е

М = 5,046 · 22,4/5,6 = 20,18.

Търсеният газ е неон Ne.

Уравнението на Клапейрон – Менделеев се използва за изчисляване на моларната маса на газ, чийто обем е даден при условия, различни от нормалните.

Пример 16. При температура 40 около С и налягане 200 kPa, масата на 3,0 литра газ е 6,0 г. Определете моларната маса на този газ.

Решение.Замествайки известните стойности в уравнението на Клапейрон – Менделеев, получаваме:

М = mRT / PV = 6.0 · 8,31· 313/(200· 3,0)= 26,0.

Въпросният газ е ацетилен C2H2.

Пример 17. При изгарянето на 5,6 l (NU) въглеводород се получават 44,0 g въглероден диоксид и 22,5 g вода. Относителната кислородна плътност на въглеводорода е 1,8125. Определете истинската химична формула на въглеводорода.

Решение.Реакционното уравнение за изгаряне на въглеводород може да бъде представено, както следва:

C x H y + 0,5 (2x + 0,5y) O 2 = x CO 2 + 0,5y H 2 O.

Количеството въглеводороди е 5,6: 22,4 = 0,25 mol. В резултат на реакцията се образуват 1 mol въглероден диоксид и 1,25 mol вода, която съдържа 2,5 mol водородни атоми. При изгаряне на въглеводород с количество от 1 mol се получават 4 mol въглероден диоксид и 5 mol вода. Така 1 mol въглеводород съдържа 4 mol въглеродни атоми и 10 mol водородни атоми, т.е. химична формула на въглеводород C 4 H 10. Моларната маса на този въглеводород е M = 4 · 12 + 10 = 58. Неговата относителна плътност за кислород D = 58: 32 = 1,8125 съответства на стойността, дадена в постановката на задачата, което потвърждава правилността на намерената химична формула.

Претоварване 427.
Изчислете моларните фракции на алкохол и вода в 96% (тегловни) разтвор на етилов алкохол.
Решение:
Молна фракция(N i) - съотношението на количеството разтворено вещество (или разтворител) към сумата от количествата на всички
вещества в разтвор. В система, състояща се от алкохол и вода, молната част на водата (N 1) е

И молната фракция на алкохола , където n 1 е количеството алкохол; n 2 е количеството вода.

Изчисляваме масата на алкохола и водата, съдържащи се в 1 литър разтвор, при условие че тяхната плътност е равна на една от пропорциите:

а) масата на алкохола:

б) масата на водата:

Намираме количеството на веществата по формулата:, където m (B) и M (B) са масата и количеството на веществото.

Сега нека изчислим молните фракции на веществата:

Отговор: 0,904; 0,096.

Задача 428.
666 g KOH се разтварят в 1 kg вода; плътността на разтвора е 1,395 g / ml. Намерете: а) масовата част на КОН; б) моларност; в) молалност; г) молни фракции на алкали и вода.
Решение:
а) Масова фракция- процентът на масата на разтвореното вещество към общата маса на разтвора се определя по формулата:

където

m (разтвор) = m (H2O) + m (KOH) = 1000 + 666 = 1666

б) Моларна (обемно-моларна) концентрация показва броя на моловете разтворено вещество, съдържащо се в 1 литър разтвор.

Нека намерим масата на KOH на 100 ml разтвор по формулата: формула: m = стр V, където p е плътността на разтвора, V е обемът на разтвора.

m (KOH) = 1,395 . 1000 = 1395 g.

Сега нека изчислим моларността на разтвора:

Откриваме колко грама HNO 3 има в 1000 g вода, което съставлява пропорцията:

г) Молна фракция (N i) - съотношението на количеството на разтворено вещество (или разтворител) към сумата от количествата на всички вещества в разтвора. В система, състояща се от алкохол и вода, молната фракция на водата (N 1) е равна на молна фракция на алкохола, където n 1 е количеството алкали; n 2 е количеството вода.

100 g от този разтвор съдържат 40 g KOH 60 g H2O.

Отговор: а) 40%; б) 9,95 mol/l; в) 11,88 mol/kg; г) 0,176; 0,824.

Задача 429.
Плътността на 15% (тегловно) разтвор на H2SO4 е 1,105 g/ml. Изчислете: а) нормалност; б) моларност; в) молалността на разтвора.
Решение:
Нека намерим масата на разтвора по формулата: m = стр V къде стре плътността на разтвора, V е обемът на разтвора.

m (H2S04) = 1.105 . 1000 = 1105 g.

Откриваме масата на H 2 SO 4, съдържаща се в 1000 ml разтвор от пропорцията:

Определете моларната маса на еквивалента на H 2 SO 4 от съотношението:

M E (B) е молната маса на киселинния еквивалент, g/mol; M (B) е моларната маса на киселината; Z (B) - еквивалентно число; Z (киселина) е равно на броя на йони H + в H 2 SO 4 → 2.

а) Моларна еквивалентна концентрация (или нормалност) показва броя на еквивалентите на разтвореното вещество, съдържащо се в 1 литър разтвор.

б) Моларна концентрация

Сега нека изчислим молалността на разтвора:

в) Моларна концентрация (или молалност) показва броя на моловете разтворено вещество, съдържащо се в 1000 g разтворител.

Откриваме колко грама H 2 SO 4 се съдържат в 1000 g вода, което съставлява пропорцията:

Сега нека изчислим молалността на разтвора:

Отговор: а) 3.38n; б) 1,69 mol/l; 1,80 mol/kg.

Задача 430.
Плътността на 9% (тегловно) разтвор на захароза C 12 H 22 O 11 е 1,035 g / ml. Изчислете: а) концентрацията на захароза в g / l; б) моларност; в) молалността на разтвора.
Решение:
М (C12H22O11) = 342 g/mol. Нека намерим масата на разтвора по формулата: m = p V, където p е плътността на разтвора, V е обемът на разтвора.

m (C12H22O11) = 1.035. 1000 = 1035 g.

а) Масата на C 12 H 22 O 11, съдържаща се в разтвора, се изчислява по формулата:

където
- масова част на разтвореното вещество; m (in-va) - масата на разтвореното вещество; m (разтвор) е масата на разтвора.

Концентрацията на веществото в g / l показва броя на грамовете (масови единици), съдържащи се в 1 литър разтвор. Следователно концентрацията на захароза е 93,15 g / l.

б) Моларна (обемно-моларна) концентрация (CM) показва броя на моловете разтворено вещество, съдържащо се в 1 литър разтвор.

v) Моларна концентрация(или молалност) показва броя на моловете от разтвореното вещество, съдържащо се в 1000 g разтворител.

Откриваме колко грама C 12 H 22 O 11 се съдържат в 1000 g вода, което съставлява пропорцията:

Сега нека изчислим молалността на разтвора:

Отговор: а) 93,15 g/l; б) 0,27 mol/l; в) 0,29 mol/kg.

Свойствата на разредените разтвори, които зависят само от количеството нелетливо разтворено вещество, се наричат колигативни свойства... Те включват понижаване на парното налягане на разтворителя над разтвора, повишаване на точката на кипене и понижаване на точката на замръзване на разтвора и осмотично налягане.

Понижаване на точката на замръзване и повишаване на точката на кипене на разтвора в сравнение с чистия разтворител:

Tдепутат. = = КДА СЕ. м 2 ,

Tбала. = = К NS м 2 .

където м 2 - молалност на разтвора, КДо и К E - криоскопични и ебулиоскопични константи на разтворителя, х 2 - молна фракция на разтвореното вещество, Хмн.ч. и Хинтернет доставчик. - енталпия на топене и изпаряване на разтворителя, Tмн.ч. и Tбала. - точките на топене и кипене на разтворителя, М 1 - моларната маса на разтворителя.

Осмотичното налягане в разредените разтвори може да се изчисли с помощта на уравнението

където х 2 - моларна фракция на разтвореното вещество, - моларен обем на разтворителя. В много разредени разтвори това уравнение става уравнение на вант Хоф:

където ° СЕ моларността на разтвора.

Уравненията, описващи колигативните свойства на неелектролитите, могат също да се прилагат за описване на свойствата на електролитните разтвори чрез въвеждане на корекционния коефициент на Van't Hoff и, например:

= iCRTили Tдепутат. = и КДА СЕ. м 2 .

Изотоничният коефициент е свързан със степента на дисоциация на електролита:

i = 1 + (- 1),

където е броят на йоните, образувани по време на дисоциацията на една молекула.

Разтворимост на твърдо вещество в идеален разтвор при температура Tописано уравнението на Шрьодер:

,

където х- молната фракция на разтвореното вещество в разтвора, Tмн.ч. - точка на топене и Хмн.ч. Е енталпията на топенето на разтвореното вещество.

ПРИМЕРИ

Пример 8-1. Изчислете разтворимостта на бисмута в кадмий при 150 и 200 o C. Енталпията на топене на бисмута при температура на топене (273 o C) е 10,5 kJ. mol –1. Да приемем, че се образува идеален разтвор и енталпията на топене не зависи от температурата.

Решение. Нека използваме формулата .

При 150 oС , където х = 0.510

При 200 oС , където х = 0.700

Разтворимостта се увеличава с температурата, което е характерно за ендотермичния процес.

Пример 8-2. Разтвор от 20 g хемоглобин в 1 литър вода има осмотично налягане 7,52 10 –3 atm при 25 o C. Определете моларната маса на хемоглобина.

65 кг. mol –1.

ЗАДАЧИ

1. Изчислете минималната осмотична работа, извършена от бъбреците за отделяне на урея при 36,6 o C, ако концентрацията на урея в плазмата е 0,005 mol. l –1, а в урината 0,333 mol. л –1.
2. 10 g полистирол се разтварят в 1 литър бензол. Височината на колоната с разтвор (с плътност 0,88 g cm –3) в осмометър при 25 o C е 11,6 см. Изчислете моларната маса на полистирола.
3. Човешкият серумен албумин има моларна маса от 69 kg. mol –1. Изчислете осмотичното налягане на разтвор от 2 g протеин в 100 cm 3 вода при 25 o C в Pa и в mm колона на разтвора. Считайте плътността на разтвора равна на 1,0 g cm –3.
4. При 30 o C парното налягане на водния разтвор на захароза е 31,207 mm Hg. Изкуство. Налягането на парите на чистата вода при 30 o C е 31,824 mm Hg. Изкуство. Плътността на разтвора е 0,99564 g cm –3. Какво е осмотичното налягане на този разтвор?
5. Човешката кръвна плазма замръзва при –0,56 o C. Какво е осмотичното й налягане при 37 o C, измерено с мембрана, която е пропусклива само за вода?
6. * Моларната маса на ензима се определя чрез разтварянето му във вода и измерване на височината на колоната на разтвора в осмометър при 20 o C и след това екстраполиране на данните до нулева концентрация. Бяха получени следните данни:

° С, mg. см –3
з, см

7. Моларната маса на липида се определя от повишаването на точката на кипене. Липидът може да бъде разтворен в метанол или хлороформ. Точката на кипене на метанола е 64,7 o C, топлината на изпаряване е 262,8 кал. g –1. Точката на кипене на хлороформа е 61,5 o C, топлината на изпаряване е 59,0 кал. g –1. Изчислете ебулиоскопските константи за метанол и хлороформ. Кой разтворител е най-добре да се използва за определяне на моларната маса с максимална точност?
8. Изчислете точката на замръзване на воден разтвор, съдържащ 50,0 g етиленгликол в 500 g вода.
9. Разтвор, съдържащ 0,217 g сяра и 19,18 g CS 2, кипи при 319,304 K. Точката на кипене на чист CS 2 е 319,2 K. Ебулиоскопичната константа на CS 2 е 2,37 K. kg. mol –1. Колко серни атома има в една молекула на сяра, разтворена в CS 2?
10. 68,4 g захароза се разтварят в 1000 g вода. Изчислете: а) налягане на парите, б) осмотично налягане, в) точка на замръзване, г) точка на кипене на разтвора. Налягането на парите на чистата вода при 20 o C е 2314,9 Pa. Криоскопичните и ебулиоскопичните постоянни води са равни на 1,86 и 0,52 K. kg. mol –1, съответно.
11. Разтвор, съдържащ 0,81 g въглеводород H (CH 2) n H и 190 g етил бромид, замръзва при 9,47 o C. Точката на замръзване на етил бромид е 10,00 o C, криоскопичната константа е 12,5 K. kg. mol –1. Изчислете n.
12. Когато 1,4511 g дихлороцетна киселина се разтвори в 56,87 g въглероден тетрахлорид, точката на кипене се повишава с 0,518 градуса. Точката на кипене на CCl 4 е 76,75 o C, топлината на изпаряване е 46,5 cal. g –1. Каква е привидната моларна маса на киселината? Какво обяснява несъответствието с истинската моларна маса?
13. Определено количество вещество, разтворено в 100 g бензен, понижава точката на замръзване с 1,28 o C. Същото количество вещество, разтворено в 100 g вода, понижава точката на замръзване с 1,395 o C. Веществото има нормална моларна маса в бензол и във вода напълно се дисоциира. Колко йона дисоциира веществото във воден разтвор? Криоскопичните константи за бензол и вода са 5,12 и 1,86 K. kg. mol –1.
14. Изчислете идеалната разтворимост на антрацена в бензен при 25 o C по отношение на молалността. Енталпията на топене на антрацена при точка на топене (217 o C) е 28,8 kJ. mol –1.
15. Изчислете разтворимостта NS-дибромобензен в бензен при 20 и 40 o C, като се приеме, че се образува идеален разтвор. Енталпия на топене NS-дибромобензен при неговата точка на топене (86,9 o C) е 13,22 kJ. mol –1.
16. Изчислете разтворимостта на нафталина в бензен при 25 o C, като се приеме, че се образува идеален разтвор. Енталпията на топене на нафталина при неговата точка на топене (80,0 o C) е 19,29 kJ. mol –1.
17. Изчислете разтворимостта на антрацена в толуен при 25 o C, като се приеме, че се образува идеален разтвор. Енталпията на топене на антрацена при точка на топене (217 o C) е 28,8 kJ. mol –1.
18. Изчислете температурата, при която чистият кадмий е в равновесие с разтвора на Cd - Bi, моларната фракция на Cd в който е 0,846. Енталпията на топене на кадмий при точка на топене (321,1 o C) е 6,23 kJ. mol –1.