Rastvara se u 1000 g vode na 20. Molne frakcije tvari i vode. Određivanje molarne mase supstance

Primjer 1. Izračunajte osmotski pritisak rastvora koji sadrži 135 g glukoze C 6 H 12 O 6 u 1,5 litara na 0 0 C.

Rješenje: Osmotski pritisak se određuje prema Van't Hoffovom zakonu:

Vidi RT

Molarnu koncentraciju otopine nalazimo po formuli:

Zamjenjujući vrijednost molarne koncentracije u izraz Van't Hoffovog zakona, izračunavamo osmotski tlak:

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

Primjer 2.Odrediti tačku ključanja rastvora koji sadrži 1,84 g nitrobenzena C 6 H 5 NO 2 u 10 g benzena. Tačka ključanja čistog benzola je 80,2 0 S.

Rješenje: Tačka ključanja otopine bit će za ∆t ključanja viša od točke ključanja čistog benzena: t bala (rastvor) = t bala (otapalo) + ∆t bala;

Prema Raoulovom zakonu: ∆t bala = E ∙ S m ,

gdje E - ebulioskopska konstanta rastvarača (tabelarna vrijednost),

Cm- molarna koncentracija otopine, mol/kg

∆t bala = E ∙ S m = 1,5 ∙ 2,53 = 3,8 0 C.

t bala (rastvor) = t bala (otapalo) + ∆t bala = 80,2 0 C +3,8 0 C = 84 0 C.

901. Rastvor koji sadrži 57 g šećera S 12 N 22 O 11 u 500 g vode ključa na 100,72 0 S. Odrediti ebulioskopsku konstantu vode.

902. Rastvor koji sadrži 4,6 g glicerola C 3 H 8 O 3 u 71 g acetona ključa na 56,73 0 S. Odrediti ebulioskopsku konstantu acetona ako je tačka ključanja acetona 56 0 S.

903. Izračunajte tačku ključanja rastvora koji sadrži 2 g naftalena C 10 H 8 u 20 g etra, ako je tačka ključanja etra 35,6 0 C, a njegova ebulioskopska konstanta 2,16.

904,4 g supstance je otopljeno u 100 g vode. Dobijeni rastvor se smrzava na -0,93 0 S. Odredite molekulsku masu otopljene supstance.

905. Odrediti relativnu molekulsku masu benzojeve kiseline ako njen 10% rastvor ključa na 37,57 0 C. Tačka ključanja etra je 35,6 0 C, a njegova ebulioskopska konstanta je 2,16.

906. Smanjenje tačke smrzavanja rastvora koji sadrži 12,3 g nitrobenzena C 6 H 5 NO 2 u 500 g benzena je 1,02 0 S. Odrediti krioskopsku konstantu benzena.

907. Tačka smrzavanja sirćetne kiseline je 17 0 S, krioskopska konstanta je 3,9. Odrediti tačku smrzavanja otopine koja sadrži 0,1 mol otopljene tvari u 500 g octene kiseline CH 3 COOH.

908. Rastvor koji sadrži 2,175 g otopljene tvari u 56,25 g vode smrzava se na -1,2 0 S. Odredite relativnu molekulsku masu otopljene tvari.

909. Na kojoj temperaturi ključa rastvor koji sadrži 90 g glukoze S 6 N 12 O 6 u 1000 g vode?

910. 5 g supstance je rastvoreno u 200 g alkohola. Rastvor ključa na 79,2 0 C. Odrediti relativnu molekulsku masu supstance ako je ebulioskopska konstanta alkohola 1,22. Tačka ključanja alkohola je 78,3 0 S.

911. Vodeni rastvor šećera se smrzava na -1,1 0 S. Odrediti maseni udio (%) šećera S 12 N 22 O 11 u rastvoru.

912. U kojoj masi vode treba rastvoriti 46 g glicerina C 3 H 8 O 3 da bi se dobio rastvor sa tačkom ključanja 100,104 0 C?

913. Rastvor koji sadrži 27 g supstance u 1 kg vode ključa na 100,078 0 S. Odrediti relativnu molekulsku masu rastvorene supstance.

914. Izračunaj masu vode u kojoj treba rastvoriti 300 g glicerina C 3 H 8 O 3 da bi se dobio rastvor koji se smrzava na -2 0 C.

915. Rastvor glukoze u vodi pokazuje povećanje tačke ključanja od 0,416 °C. Očistite kap na tački smrzavanja ovog rastvora.

916. Izračunajte tačku smrzavanja 20% rastvora glicerina C 3 H 8 O 3 u vodi.

917. 1,6 g supstance rastvoreno je u 250 g vode. Rastvor se smrzava na -0,2 0 C. Izračunajte relativnu molekulsku težinu otopljene tvari.

918. Rastvor koji sadrži 0,5 g acetona (CH 3) 2 CO u 100 g sirćetne kiseline daje smanjenje tačke smrzavanja za 0,34 0 S. Odrediti krioskopsku konstantu sirćetne kiseline.

919. Izračunajte maseni udio (%) glicerina u vodenom rastvoru čija je tačka ključanja 100,39 0 S.

920. Koliko grama etilen glikola C 2 H 4 (OH) 2 treba dodati za svaki kilogram vode da se pripremi antifriz sa tačkom smrzavanja od -9,3 0 C?

921. Rastvor koji sadrži 565 g acetona i 11,5 g glicerina C 3 H 5 (OH) 3 ključa na 56,38 0 C Čisti aceton ključa 56 0 S. Izračunajte ebulioskopsku konstantu acetona.

922. Na kojoj temperaturi se smrzava 4% rastvor etil alkohol C 2 H 5 OH u vodi?

923. Odrediti maseni udio (%) šećera S 12 N 22 O 11 u vodenom rastvoru ako rastvor ključa na 101,04 0 S.

924. Koji od rastvora će se smrznuti na nižoj temperaturi: 10% rastvor glukoze S 6 N 12 O 6 ili 10% rastvor šećera S 12 N 22 O 11?

925. Izračunajte tačku smrzavanja 12% vodenog (težinski) rastvora glicerina C 3 H 8 O 3.

926. Izračunajte tačku ključanja rastvora koji sadrži 100 g saharoze C 12 H 22 O 11 u 750 g vode.

927. Rastvor koji sadrži 8,535 g NaNO 3 u 100 g vode kristalizira pri t = -2,8 0 S. Odrediti krioskopsku konstantu vode.

928. Za pripremu rashladnog sredstva za 20 litara vode uzima se 6 g glicerina (= 1,26 g / ml). Koja će biti tačka smrzavanja pripremljenog antifriza?

929. Odrediti količinu etilen glikola C 2 H 4 (OH) 2, koja se mora dodati u 1 kg vode da bi se pripremio rastvor sa temperaturom kristalizacije –15 0 C.

930. Odrediti temperaturu kristalizacije rastvora koji sadrži 54 g glukoze C 6 H 12 O 6 u 250 g vode.

931. Rastvor koji sadrži 80 g naftalena C 10 H 8 u 200 g dietil etra ključa na t = 37,5 0 C, a čisti etar - na t = 35 0 C. Odrediti ebulioskopsku konstantu etra.

932. Dodavanje 3,24 g sumpora na 40 g benzena C 6 H 6 povećalo je tačku ključanja za 0,91 0 S. Koliko je atoma čestica sumpora u rastvoru, ako je ebulioskopska konstanta benzena 2,57 0 S.

933. Rastvor koji sadrži 3,04 g C 10 H 16 O kamfora u 100 g C 6 H 6 benzena ključa na t = 80,714 0 C. (Tačka ključanja benzola je 80,20 0 C). Odredite ebulioskopsku konstantu benzena.

934. Koliko grama karbamida (uree) CO (NH 2) 2 treba rastvoriti u 125 g vode da bi tačka ključanja porasla za 0,26 0 S. Ebulioskopska konstanta vode je 0,52 0 S.

935. Izračunajte tačku ključanja 6% (težinski) vodene otopine glicerina C 3 H 8 O 3.

936. Izračunajte maseni udio saharoze S 12 N 22 O 11 u vodenom rastvoru čija je temperatura kristalizacije 0,41 0 S.

937. Prilikom rastvaranja 0,4 g određene tvari u 10 g vode temperatura kristalizacije otopine je opala za 1,24 0 C. Izračunajte molarnu masu otopljene tvari.

938. Izračunajte tačku smrzavanja 5% (težinski) rastvora šećera C 12 H 22 O 11 u vodi.

939. Koliko grama glukoze S 6 N 12 O 6 treba rastvoriti u 300 g vode da bi se dobio rastvor sa tačkom ključanja 100,5 0 S?

940. Rastvor koji sadrži 8,5 g nekog neelektrolita u 400 g vode ključa na temperaturi od 100,78 0 C. Izračunajte molarnu masu otopljene tvari.

941. Kada se 0,4 g određene tvari otopi u 10 g vode, temperatura kristalizacije otopine postaje –1,24 0 C. Odredi molarnu masu otopljene tvari.

942. Izračunaj maseni udio šećera S 12 N 22 O 11 u rastvoru čija je tačka ključanja 100,13 0 S.

943. Izračunajte temperaturu kristalizacije 25% (težinski) rastvora glicerina C 3 H 8 O 3 u vodi.

944. Temperatura kristalizacije benzena je S 6 N 6 5,5 0 C, krioskopska konstanta je 5,12. Izračunajte molarnu masu nitrobenzena ako otopina koja sadrži 6,15 g nitrobenzena u 400 g benzena kristalizira na 4,86 ​​°C.

945. Rastvor glicerina C 3 H 8 O 3 u vodi pokazuje povećanje tačke ključanja za 0,5 0 C. Izračunajte temperaturu kristalizacije ovog rastvora.

946. Izračunajte maseni udio uree CO (NH 2) 2 u vodenom rastvoru čija je temperatura kristalizacije –5 0 C.

947. Koliko vode treba rastvoriti u 300 g benzena S 6 N 6 da bi se dobio rastvor sa temperaturom kristalizacije –20 0 S?

948. Izračunajte tačku ključanja 15% (težinski) rastvora glicerina C 3 H 8 O 3 u acetonu, ako je tačka ključanja acetona 56,1 0 C, a ebulioskopska konstanta 1,73.

949. Izračunajte osmotski pritisak rastvora na 17 0 C ako 1 litar sadrži 18,4 g glicerina C 3 H 5 (OH) 3.

950. 1 ml otopine sadrži 10 15 molekula otopljene tvari. Izračunajte osmotski pritisak rastvora na 0 0 S. Koja zapremina sadrži 1 mol rastvorene supstance?

951. Koliko molekula rastvorene supstance sadrži 1 ml rastvora čiji je osmotski pritisak na 54 0 C jednak 6065 Pa?

952. Izračunajte osmotski pritisak 25% (težinski) rastvora saharoze C 12 H 22 O 11 na 15 0 C (ρ = 1,105 g/ml).

953. Na kojoj temperaturi će osmotski pritisak rastvora koji sadrži 45 g glukoze C 6 H 12 O 6 u 1 litru vode dostići 607,8 kPa?

954. Izračunajte osmotski pritisak 0,25M rastvora šećera C 12 H 22 O 11 na 38 0 S.

955. Na kojoj temperaturi će osmotski pritisak rastvora koji sadrži 60 g glukoze S 6 N 12 O 6 u 1 litru dostići 3 atm?

956. Osmotski pritisak rastvora, čija je zapremina 5 litara, na 27 0 C jednak je 1,2 ∙ 10 5 Pa. Kolika je molarna koncentracija ove otopine?

957. Koliko grama etil alkohola C 2 H 5 OH treba da sadrži 1 litar rastvora tako da mu osmotski pritisak bude isti kao kod rastvora koji sadrži 4,5 g formaldehida CH 2 O u 1 litru iste temperature.

958. Koliko grama etil alkohola S 2 N 5 ON treba rastvoriti u 500 ml vode da osmotski pritisak ovog rastvora na 20 0 S bude 4,052 ∙ 10 5 Pa?

959.200 ml otopine sadrži 1 g otopljene tvari i na 20 0 C ima osmotski tlak od 0,43 ∙ 10 5 Pa. Odredite molarnu masu otopljene tvari.

960. Odredi molarnu masu otopljene supstance ako rastvor koji sadrži 6 g supstance u 0,5 l na 17 0 C ima osmotski pritisak od 4,82 ∙ 10 5 Pa.

961. Koliko grama glukoze C 6 H 12 O 6 treba da sadrži 1 litar rastvora da bi njegov osmotski pritisak bio isti kao rastvoru koji sadrži 34,2 g šećera C 12 H 22 O 11 u 1 litru na istoj temperaturi?

962.400 ml rastvora sadrži 2 g rastvorene supstance na 27 0 C. Osmotski pritisak rastvora je 1.216 ∙ 10 5 Pa. Odredite molarnu masu otopljene tvari.

963. Rastvor šećera C 12 H 22 O 11 na 0 0 C ima osmotski pritisak od 7,1 ∙ 10 5 Pa. Koliko grama šećera ima u 250 ml takvog rastvora?

964. U 7 litara rastvora nalazi se 2,45 g uree. Osmotski pritisak rastvora na 0 °C je 1,317 ∙ 10 5 Pa. Izračunajte molarnu masu uree.

965. Odrediti osmotski pritisak rastvora čija 1 litra sadrži 3,01 ∙ 10 23 molekula na 0 0 S.

966. Vodeni rastvori fenola C 6 H 5 OH i glukoze C 6 H 12 O 6 sadrže jednake mase otopljenih materija u 1 litru. U kojem od rješenja je osmotski tlak veći pri istoj temperaturi? Koliko puta?

967. Rastvor koji sadrži 3 g neelektrolita u 250 ml vode smrzava se na temperaturi od -0,348 0 C. Izračunajte molarnu masu neelektrolita.

968. Rastvor koji sadrži 7,4 g glukoze C 6 H 12 O 6 u 1 litru na temperaturi od 27 0 C ima isti osmotski pritisak kao i rastvor uree CO (NH 2) 2. Koliko g uree ima u 500 ml rastvora?

969. Osmotski pritisak rastvora, u čijoj 1 litri sadrži 4,65 g anilina C 6 H 5 NH 2, na temperaturi od 21 0 C jednak je 122,2 kPa. Izračunajte molarnu masu anilina.

970. Izračunajte osmotski pritisak na temperaturi od 20 0 C 4% rastvor šećera C 12 H 22 O 11, čija je gustina 1,014 g/ml.

971. Odrediti osmotski pritisak rastvora koji sadrži 90,08 g glukoze S 6 N 12 O 6 u 4 litra na temperaturi od 27 0 S.

972. Rastvor zapremine 4 litra sadrži 36,8 g glicerina (C 3 H 8 O 3) na temperaturi od 0°C. Koliki je osmotski pritisak ove otopine?

973. Na 0 0 C, osmotski pritisak rastvora saharoze C 12 H 22 O 11 je 3,55 ∙ 10 5 Pa. Koju masu saharoze sadrži 1 litar rastvora?

974. Odrediti vrijednost osmotskog rastvora u 1 litru kojeg With Na temperaturi od 17 0 C dobiće se 0,4 mola neelektrolita.

975. Koliki je osmotski pritisak rastvora koji sadrži 6,2 g anilina (C 6 H 5 NH 2) u 2,5 litara rastvora na temperaturi od 21 0 S.

976. Na 0 0 C, osmotski pritisak rastvora saharoze C 12 H 22 O 11 je 3,55 ∙ 10 5 Pa. Koju masu saharoze sadrži 1 litar rastvora?

977. Na kojoj temperaturi će se smrznuti vodeni rastvor etil alkohola ako je maseni udio C 2 H 5 OH jednak 25%?

978. Rastvor koji sadrži 0,162 g sumpora u 20 g benzena ključa na temperaturi od 0,081 0 C višoj od čistog benzola. Izračunajte molekulsku težinu sumpora u otopini. Koliko atoma ima u jednom molekulu sumpora?

979. U 100 ml 0,5 mol/L vodenog rastvora saharoze S 12 N 22 O 11 dodano je 300 ml vode. Koliki je osmotski pritisak rezultirajuće otopine na 25 °C?

980. Odrediti tačke ključanja i smrzavanja rastvora koji sadrži 1 g nitrobenzena C 6 H 5 NO 2 u 10 g benzena. Ebuloskopska i krioskopska konstanta benzena su 2,57 i 5,1 K∙ kg/mol, respektivno. Tačka ključanja čistog benzena je 80,2 0 C, tačka smrzavanja je -5,4 0 S.

981. Koja je tačka smrzavanja neelektrolitnog rastvora koji sadrži 3,01 ∙ 10 23 molekula u jednom litru vode?

982. Rastvori kamfora mase 0,522 g u 17 g etra ključaju na temperaturi od 0,461 0 C višoj od čistog etra. Ebulioskopska konstanta etera 2,16 K ∙ kg / mol. Odredite molekulsku masu kamfora.

983. Tačka ključanja vodenog rastvora saharoze je 101,4 0 S. Izračunajte molalnu koncentraciju i maseni udio saharoze u otopini. Na kojoj temperaturi se ovaj rastvor smrzava?

984. Molekularna težina neelektrolita je 123,11 g/mol. Koju masu neelektrolita treba da sadrži 1 litar rastvora da rastvor na 20 °C ima osmotski pritisak od 4,56 ∙ 10 5 Pa?

985. Prilikom rastvaranja 13,0 neelektrolita u 400 g dietil etra (C 2 H 5) 2 O tačka ključanja se povećala za 0,453 K. Odrediti molekulsku masu otopljene tvari.

986. Odrediti tačku ključanja vodenog rastvora glukoze ako je maseni udio C 6 H 12 O 6 jednak 20% (za vodu Ke = 0,516 K ∙ kg / mol).

987. Rastvor koji se sastoji od 9,2 g joda i 100 g metil alkohol(CH 3 OH), ključa na 65,0 0 C. Koliko je atoma uključeno u molekulu joda u otopljenom stanju? Tačka ključanja alkohola je 64,7 0 C, a njegova ebulioskopska konstanta je K e = 0,84.

988. Koliko grama saharoze S 12 N 22 O 11 treba rastvoriti u 100 g vode da bi se: a) temperatura kristalizacije snizila za 1 0 C; b) povećati tačku ključanja za 1 0 S?

989. 2,09 neke supstance rastvoreno je u 60 g benzena. Rastvor kristalizira na 4,25 0 C. Odredite molekularnu težinu supstance. Čisti benzen kristalizira na 5,5 0 C. Krioskopska konstanta benzena je 5,12 K∙ kg/mol.

990. Na 20°C, osmotski pritisak rastvora, čiji 100 ml sadrži 6,33 g materije za boju krvi - hematina, jednak je 243,4 kPa. Odredite molekulsku masu hematina.

991. Rastvor koji se sastoji od 9,2 g glicerina C 3 H 5 (OH) 3 i 400 g acetona ključa na 56,38 0 C. Čisti aceton ključa na 56,0 0 S. Izračunajte ebulioskopsku konstantu acetona.

992. Pritisak pare vode na 30 0 S je 4245,2 Pa. Koju masu šećera C 12 H 22 O 11 treba rastvoriti u 800 g vode da bi se dobio rastvor čiji je pritisak pare 33,3 Pa manji od pritiska pare vode? Izračunajte maseni udio (%) šećera u otopini.

993. Pritisak pare etra na 30 0 S je jednak 8,64 ∙ 10 4 Pa. Koju količinu neelektrolita treba otopiti u 50 mola etera da bi se tlak pare na datoj temperaturi snizio za 2666 Pa?

994. Smanjenje tlaka pare nad otopinom koja sadrži 0,4 mol anilina u 3,04 kg ugljičnog disulfida na određenoj temperaturi jednako je 1003,7 Pa. Pritisak pare ugljen-disulfida na istoj temperaturi je 1,0133 ∙ 10 5 Pa. Izračunajte molekulsku težinu ugljičnog disulfida.

995. Pri određenoj temperaturi tlak pare nad otopinom koja sadrži 62 g fenola C 6 H 5 O u 60 mola etra iznosi 0,507 ∙ 10 5 Pa. Odredite pritisak pare etra na ovoj temperaturi.

996. Pritisak pare vode na 50 0 S jednak je 12334 Pa. Izračunajte pritisak pare rastvora koji sadrži 50 g etilen glikola C 2 H 4 (OH) 2 u 900 g vode.

997. Pritisak vodene pare na 65 0 S jednak je 25003 Pa. Odrediti pritisak vodene pare nad rastvorom koji sadrži 34,2 g šećera C 12 H 22 O 12 u 90 g vode na istoj temperaturi.

998. Pritisak pare vode na 10 0 S je 1227,8 Pa. U kojoj zapremini vode treba rastvoriti 16 g metil alkohola da bi se dobio rastvor čiji je pritisak pare 1200 Pa na istoj temperaturi? Izračunajte maseni udio alkohola u otopini (%).

999. Na kojoj temperaturi će kristalizirati vodeni rastvor, u kojem je maseni udio metil alkohola 45%.

1000. Vodeno-alkoholni rastvor koji sadrži 15% alkohola kristališe na -10,26 0 S. Odredite molarnu masu alkohola.

2.10.1. Proračun relativne i apsolutne mase atoma i molekula

Relativne mase atoma i molekula određuju se pomoću D.I. Mendeljejevljeve vrijednosti atomskih masa. Istovremeno, pri izvođenju proračuna u obrazovne svrhe, vrijednosti atomskih masa elemenata obično se zaokružuju na cijele brojeve (s izuzetkom klora, čija se atomska masa pretpostavlja 35,5).

Primjer 1. Relativna atomska masa kalcijuma And r (Ca) = 40; relativna atomska masa platine A r (Pt) = 195.

Relativna masa molekula izračunava se kao zbir relativnih atomskih masa atoma koji čine dati molekul, uzimajući u obzir količinu njihove supstance.

Primjer 2. Relativna molarna masa sumporne kiseline:

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

Vrijednosti apsolutnih masa atoma i molekula nalaze se dijeljenjem mase 1 mola tvari s Avogadrovim brojem.

Primjer 3. Odrediti masu jednog atoma kalcija.

Rješenje. Atomska masa kalcijuma je Ar (Ca) = 40 g/mol. Masa jednog atoma kalcijuma bit će jednaka:

m (Ca) = A r (Ca): N A = 40: 6,02 · 10 23 = 6,64· 10 -23 g.

Primjer 4. Odrediti masu jednog molekula sumporne kiseline.

Rješenje. Molarna masa sumporne kiseline je M r (H 2 SO 4) = 98. Masa jednog molekula m (H 2 SO 4) je:

m (H 2 SO 4) = M r (H 2 SO 4): N A = 98: 6,02 · 10 23 = 16,28· 10 -23 g.

2.10.2. Proračun količine tvari i izračunavanje broja atomskih i molekularnih čestica iz poznatih vrijednosti mase i zapremine

Količina supstance se određuje dijeljenjem njene mase, izražene u gramima, njenom atomskom (molarnom) masom. Količina supstance u gasovitom stanju u normalnim uslovima nalazi se tako što se njen volumen podeli sa zapreminom 1 mol gasa (22,4 litara).

Primjer 5. Odrediti količinu natrijuma n (Na) u 57,5 ​​g metalnog natrijuma.

Rješenje. Relativna atomska masa natrijuma je Ar (Na) = 23. Količinu supstance nalazimo dijeljenjem mase metalnog natrijuma sa njegovom atomskom masom:

n (Na) = 57,5: 23 = 2,5 mol.

Primjer 6. Odrediti količinu azotne supstance, ako je njen volumen u normalnim uslovima. iznosi 5,6 litara.

Rješenje. Količina dušične supstance n (N 2) nalazimo tako što njegovu zapreminu podelimo sa zapreminom 1 mol gasa (22,4 l):

n (N 2) = 5,6: 22,4 = 0,25 mol.

Broj atoma i molekula u tvari određuje se množenjem količine tvari atoma i molekula s Avogadrovim brojem.

Primjer 7. Odrediti broj molekula sadržanih u 1 kg vode.

Rješenje. Količinu vodene tvari nalazimo dijeljenjem njene mase (1000 g) sa njenom molarnom masom (18 g/mol):

n (H 2 O) = 1000: 18 = 55,5 mol.

Broj molekula u 1000 g vode će biti:

N (H 2 O) = 55,5 · 6,02· 10 23 = 3,34· 10 24 .

Primjer 8. Odrediti broj atoma sadržanih u 1 litri (NU) kisika.

Rješenje. Količina kiseonika, čija je zapremina u normalnim uslovima 1 litar jednaka:

n (O 2) = 1: 22,4 = 4,46 · 10 -2 mol.

Broj molekula kiseonika u 1 litri (n.u.) će biti:

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

Treba napomenuti da je 26.9 · 10 22 molekula će biti sadržano u 1 litru bilo kojeg gasa pod normalnim uslovima. Pošto je molekula kiseonika dvoatomska, broj atoma kiseonika u 1 litri biće 2 puta veći, tj. 5.38 · 10 22 .

2.10.3. Proračun prosječne molarne mase mješavine plinova i volumnog udjela
gasova koje sadrži

Prosječna molarna masa mješavine plinova izračunava se na osnovu molarnih masa plinova koji čine ovu mješavinu i njihovih zapreminskih udjela.

Primer 9. Uz pretpostavku da je sadržaj (u zapreminskim procentima) azota, kiseonika i argona u vazduhu 78, 21 i 1, izračunajte prosečnu molarnu masu vazduha.

Rješenje.

M vazduh = 0,78 · M r (N 2) +0,21 · M r (O 2) +0,01 · M r (Ar) = 0,78 · 28+0,21· 32+0,01· 40 = 21,84+6,72+0,40=28,96

Ili oko 29 g/mol.

Primjer 10. Smjesa plina sadrži 12 l NH 3, 5 l N 2 i 3 l H 2 mjereno u normalnim uvjetima. Izračunajte zapreminski udio gasova u ovoj smeši i njenu prosečnu molarnu masu.

Rješenje. Ukupna zapremina gasne mešavine je V = 12 + 5 + 3 = 20 litara. Zapreminski udjeli j plinova bit će jednaki:

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

Prosječna molarna masa izračunava se na osnovu volumnih udjela plinova koji čine ovu smjesu i njihove molekularne težine:

M = 0,6 · M (NH 3) +0,25 · M (N 2) +0,15 · M (H 2) = 0,6 · 17+0,25· 28+0,15· 2 = 17,5.

2.10.4. Proračun masenog udjela kemijskog elementa u kemijskom spoju

Maseni udio ω kemijskog elementa definira se kao omjer mase atoma datog elementa X sadržanog u datoj masi supstance i mase ove supstance m. Maseni udio je bezdimenzionalna veličina. Izražava se u razlomcima od jedan:

ω (X) = m (X) / m (0<ω< 1);

ili procenat

ω (X),% = 100 m (X) / m (0%<ω<100%),

gdje je ω (X) maseni udio hemijskog elementa X; m (X) je masa hemijskog elementa X; m je masa supstance.

Primjer 11. Izračunajte maseni udio mangana u mangan oksidu (VII).

Rješenje. Molarne mase supstanci su: M (Mn) = 55 g/mol, M (O) = 16 g/mol, M (Mn 2 O 7) = 2M (Mn) + 7M (O) = 222 g/mol . Dakle, masa Mn 2 O 7 sa količinom supstance 1 mol je:

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

Iz formule Mn 2 O 7 proizlazi da je količina tvari atoma mangana dvostruko veća od količine tvari mangan (VII) oksida. znači,

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

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

Dakle, maseni udio mangana u mangan (VII) oksidu jednak je:

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

2.10.5. Utvrđivanje formule hemijskog jedinjenja prema njegovom elementarnom sastavu

Najjednostavnija kemijska formula neke tvari određuje se na osnovu poznatih vrijednosti masenih udjela elemenata koji čine ovu tvar.

Pretpostavimo da postoji uzorak supstance Na x P y O z mase mo g. Razmotrimo kako je određena njegova hemijska formula ako su količine materije atoma elemenata, njihove mase ili maseni udjeli u poznatoj masi tvari su poznati. Formula supstance određena je omjerom:

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

Ovaj omjer se ne mijenja ako se svaki njegov član podijeli s Avogadrovim brojem:

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

Dakle, da bismo pronašli formulu tvari, potrebno je znati omjer između količina tvari atoma u istoj masi tvari:

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

Ako svaki član posljednje jednadžbe podijelimo s masom uzorka m o, onda ćemo dobiti izraz koji nam omogućava da odredimo sastav tvari:

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

Primjer 12. Supstanca sadrži 85,71 mase. % ugljika i 14,29 mas. % vodonika. Njegova molarna masa je 28 g/mol. Odredite najjednostavnije i istinite hemijske formule ove supstance.

Rješenje. Odnos između broja atoma u molekuli C x H y određen je dijeljenjem masenih udjela svakog elementa njegovom atomskom masom:

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

Dakle, najjednostavnija formula za supstancu je CH2. Najjednostavnija formula neke supstance ne poklapa se uvek sa njenom pravom formulom. U ovom slučaju, formula CH 2 ne odgovara valenciji atoma vodika. Da biste pronašli pravu hemijsku formulu, morate znati molarnu masu date supstance. U ovom primjeru, molarna masa supstance je 28 g/mol. Dijeljenjem 28 sa 14 (zbir atomskih masa koja odgovara jedinici formule CH 2), dobijamo pravi omjer između broja atoma u molekuli:

Dobijamo pravu formulu supstance: C 2 H 4 - etilen.

Umjesto molarne mase za plinovite tvari i pare, izjava problema može ukazati na gustinu za bilo koji plin ili zrak.

U slučaju koji se razmatra, gustina vazduha gasa je 0,9655. Na osnovu ove vrijednosti može se naći molarna masa plina:

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

U ovom izrazu, M je molarna masa gasa C x H y, M vazduha je prosečna molarna masa vazduha, D vazduh je gustina gasa C x H y u vazduhu. Rezultirajuća molarna masa se koristi za određivanje prave formule tvari.

Izjava problema možda ne ukazuje na maseni udio jednog od elemenata. Nalazi se oduzimanjem od jednog (100%) masenih udjela svih ostalih elemenata.

Primjer 13. Organsko jedinjenje sadrži 38,71 mas. % ugljenika, 51,61 mas. % kiseonika i 9,68 mas. % vodonika. Odredite pravu formulu ove supstance ako je njena gustina pare za kiseonik 1,9375.

Rješenje. Izračunavamo omjer između broja atoma u molekuli 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.

Molarna masa M supstance je jednaka:

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

Najjednostavnija formula supstance je CH 3 O. Zbir atomskih masa za ovu formulu bit će 12 + 3 + 16 = 31. Podijelimo 62 sa 31 i dobićemo pravi omjer između broja atoma u molekuli:

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

Dakle, prava formula supstance je C 2 H 6 O 2. Ova formula odgovara sastavu dihidričnog alkohola - etilen glikola: CH 2 (OH) -CH 2 (OH).

2.10.6. Određivanje molarne mase supstance

Molarna masa supstance može se odrediti na osnovu gustine njene pare u gasu sa poznatom vrednošću molarne mase.

Primjer 14. Gustina pare nekog organskog jedinjenja za kiseonik je 1,8125. Odredite molarnu masu ovog spoja.

Rješenje. Molarna masa nepoznate supstance M x jednaka je proizvodu relativne gustine ove supstance D sa molarnom masom supstance M, prema kojoj se određuje vrednost relativne gustine:

M x = D · M = 1,8125 · 32 = 58,0.

Supstance sa pronađenom vrednošću molarne mase mogu biti aceton, propionski aldehid i alil alkohol.

Molarna masa gasa može se izračunati korišćenjem standardne molarne zapremine.

Primjer 15. Masa 5,6 litara plina u standardu. je 5,046 g. Izračunajte molarnu masu ovog gasa.

Rješenje. Molarna zapremina gasa u normalnim uslovima je 22,4 litara. Dakle, molarna masa ciljnog gasa je

M = 5,046 · 22,4/5,6 = 20,18.

Traženi plin je neon Ne.

Clapeyron – Mendelejev jednadžba se koristi za izračunavanje molarne mase gasa čija je zapremina data pod uslovima koji nisu normalni.

Primer 16. Na temperaturi od 40 o C i pritisku od 200 kPa, masa 3,0 litara gasa je 6,0 g. Odredite molarnu masu ovog gasa.

Rješenje. Zamjenom poznatih vrijednosti u Clapeyron – Mendelejevu jednadžbu dobijamo:

M = mRT / PV = 6,0 · 8,31· 313/(200· 3,0)= 26,0.

U pitanju je acetilen C 2 H 2.

Primer 17. Sagorevanjem 5,6 l (NU) ugljovodonika dobijeno je 44,0 g ugljen-dioksida i 22,5 g vode. Relativna gustina kiseonika ugljovodonika je 1,8125. Odredite pravu hemijsku formulu ugljikovodika.

Rješenje. Jednačina reakcije za sagorevanje ugljovodonika može se predstaviti na sledeći način:

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

Količina ugljovodonika je 5,6: 22,4 = 0,25 mol. Kao rezultat reakcije nastaje 1 mol ugljičnog dioksida i 1,25 mola vode, koja sadrži 2,5 mola atoma vodika. Kada se ugljikovodik sagorijeva u količini od 1 mol, dobije se 4 mola ugljičnog dioksida i 5 mola vode. Dakle, 1 mol ugljikovodika sadrži 4 mola atoma ugljika i 10 mola atoma vodika, tj. hemijska formula ugljovodonika C 4 H 10. Molarna masa ovog ugljovodonika je M = 4 · 12 + 10 = 58. Njegova relativna gustina za kiseonik D = 58: 32 = 1,8125 odgovara vrednosti datoj u opisu problema, što potvrđuje tačnost pronađene hemijske formule.

Preopterećenje 427.
Izračunajte molarne udjele alkohola i vode u 96% (težinski) otopini etil alkohola.
Rješenje:
Molna frakcija(N i) - omjer količine otopljene tvari (ili rastvarača) i zbira količine svih
supstance u rastvoru. U sistemu koji se sastoji od alkohola i vode, molski udio vode (N 1) je

I molski udio alkohola , gdje je n 1 količina alkohola; n 2 je količina vode.

Izračunavamo masu alkohola i vode sadržane u 1 litri rastvora, pod uslovom da su njihove gustine jednake jednoj iz proporcija:

a) masa alkohola:

b) masa vode:

Količinu tvari nalazimo po formuli:, gdje su m (B) i M (B) masa i količina supstance.

Sada izračunajmo molske udjele tvari:

Odgovori: 0,904; 0,096.

Zadatak 428.
666 g KOH je rastvoreno u 1 kg vode; gustina rastvora je 1,395 g/ml. Naći: a) maseni udio KOH; b) molarnost; c) molalitet; d) molne frakcije alkalija i vode.
Rješenje:
a) Maseni udio- postotak mase otopljene tvari u ukupnoj masi otopine određen je formulom:

gdje

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

b) Molarna (volumensko-molarna) koncentracija pokazuje broj molova otopljene tvari sadržane u 1 litri otopine.

Nađimo masu KOH na 100 ml otopine prema formuli: m = str V, gde je p gustina rastvora, V je zapremina rastvora.

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

Sada izračunajmo molarnost otopine:

Pronalazimo koliko grama HNO 3 ima u 1000 g vode, što čini proporciju:

d) Molni udio (N i) - odnos količine rastvorene supstance (ili rastvarača) i zbira količine svih supstanci u rastvoru. U sistemu koji se sastoji od alkohola i vode, molski udio vode (N 1) jednak je molskom udjelu alkohola, gdje je n 1 količina alkalija; n 2 je količina vode.

100 g ovog rastvora sadrži 40 g KOH 60 g H2O.

Odgovori: a) 40%; b) 9,95 mol/l; c) 11,88 mol/kg; d) 0,176; 0,824.

Zadatak 429.
Gustina 15% (težinski) rastvora H 2 SO 4 je 1,105 g/ml. Izračunajte: a) normalnost; b) molarnost; c) molalitet rastvora.
Rješenje:
Nađimo masu rješenja po formuli: m = str V gdje str je gustina rastvora, V je zapremina rastvora.

m (H 2 SO 4) = 1,105 . 1000 = 1105 g.

Masu H 2 SO 4 sadržanu u 1000 ml otopine nalazimo iz omjera:

Odredite molarnu masu ekvivalenta H 2 SO 4 iz omjera:

M E (B) je molarna masa kiselinskog ekvivalenta, g/mol; M (B) je molarna masa kiseline; Z (B) - ekvivalentan broj; Z (kiselina) je jednak broju H + jona u H 2 SO 4 → 2.

a) Molarna ekvivalentna koncentracija (ili normalnost) pokazuje broj ekvivalenata otopljene tvari sadržane u 1 litri otopine.

b) Molarna koncentracija

Sada izračunajmo molalitet otopine:

c) Molarna koncentracija (ili molalnost) pokazuje broj molova otopljene tvari sadržane u 1000 g rastvarača.

Pronalazimo koliko grama H 2 SO 4 sadrži 1000 g vode, što čini proporciju:

Sada izračunajmo molalitet otopine:

Odgovori: a) 3.38n; b) 1,69 mol/l; 1,80 mol / kg.

Zadatak 430.
Gustina 9% (težinski) rastvora saharoze C 12 H 22 O 11 je 1,035 g/ml. Izračunajte: a) koncentraciju saharoze u g/l; b) molarnost; c) molalitet rastvora.
Rješenje:
M (C 12 H 22 O 11) = 342 g / mol. Nađimo masu rastvora po formuli: m = p V, gde je p gustina rastvora, V zapremina rastvora.

m (C 12 H 22 O 11) = 1,035. 1000 = 1035 g.

a) Masa C 12 H 22 O 11 sadržana u rastvoru izračunava se po formuli:

gdje
- maseni udio rastvorene supstance; m (in-va) - masa otopljene tvari; m (rastvor) je masa otopine.

Koncentracija tvari u g / l pokazuje broj grama (jedinica mase) sadržanih u 1 litri otopine. Dakle, koncentracija saharoze je 93,15 g/l.

b) Molarna (volumensko-molarna) koncentracija (CM) pokazuje broj molova otopljene tvari sadržane u 1 litri otopine.

v) Molarna koncentracija(ili molalitet) označava broj molova otopljene tvari sadržane u 1000 g rastvarača.

Pronalazimo koliko grama C 12 H 22 O 11 sadrži 1000 g vode, što čini proporciju:

Sada izračunajmo molalitet otopine:

Odgovori: a) 93,15 g/l; b) 0,27 mol/l; c) 0,29 mol/kg.

Svojstva razrijeđenih otopina, koja zavise samo od količine nehlapljive otopljene tvari, nazivaju se koligativna svojstva... To uključuje snižavanje pritiska pare rastvarača nad rastvorom, povećanje tačke ključanja i snižavanje tačke smrzavanja rastvora i osmotski pritisak.

Snižavanje tačke smrzavanja i povećanje tačke ključanja rastvora u poređenju sa čistim rastvaračem:

T zamjenik. = = K TO. m 2 ,

T bale. = = K E. m 2 .

gdje m 2 - molalnost rastvora, K Za i K E - krioskopske i ebulioskopske konstante rastvarača, X 2 - molni udio otopljene tvari, H pl. i H isp. - entalpija topljenja i isparavanja rastvarača, T pl. i T bale. - tačke topljenja i ključanja rastvarača, M 1 - molarna masa rastvarača.

Osmotski pritisak u razrijeđenim otopinama može se izračunati pomoću jednačine

gdje X 2 - molarni udio otopljene tvari, - molarni volumen rastvarača. U vrlo razrijeđenim otopinama ova jednačina postaje van't Hoffova jednadžba:

gdje C Je molarnost otopine.

Jednadžbe koje opisuju koligativna svojstva neelektrolita također se mogu primijeniti za opisivanje svojstava otopina elektrolita uvođenjem Van't Hoffovog faktora korekcije i, Na primjer:

= iCRT ili T zamjenik. = iK TO. m 2 .

Izotonični koeficijent je povezan sa stepenom disocijacije elektrolita:

i = 1 + (- 1),

gdje je broj jona nastalih tokom disocijacije jednog molekula.

Rastvorljivost čvrste supstance u idealnom rastvoru na temperaturi T opisano Schroederova jednačina:

,

gdje X- molni udio otopljene tvari u otopini, T pl. - tačka topljenja i H pl. Je entalpija topljenja otopljene tvari.

PRIMJERI

Primjer 8-1. Izračunati rastvorljivost bizmuta u kadmijumu na 150 i 200 o C. Entalpija topljenja bizmuta na temperaturi topljenja (273 o C) je 10,5 kJ. mol –1. Pretpostavimo da je stvoreno idealno rješenje i da entalpija topljenja ne ovisi o temperaturi.

Rješenje. Koristimo formulu .

Na 150 o C , gdje X = 0.510

Na 200 o C , gdje X = 0.700

Rastvorljivost raste s temperaturom, što je karakteristično za endotermni proces.

Primjer 8-2. Rastvor od 20 g hemoglobina u 1 litru vode ima osmotski pritisak od 7,52 10 –3 atm na 25 o C. Odrediti molarnu masu hemoglobina.

65 kg. mol –1.

ZADACI

1. Izračunajte minimalni osmotski rad koji vrše bubrezi za izlučivanje uree na 36,6 o C, ako je koncentracija ureje u plazmi 0,005 mol. l –1, au urinu 0,333 mol. l –1.
2. 10 g polistirena je otopljeno u 1 litru benzola. Visina kolone rastvora (gustine 0,88 g cm –3) u osmometru na 25 o C je 11,6 cm Izračunajte molarnu masu polistirena.
3. Ljudski serumski albumin ima molarnu masu od 69 kg. mol –1. Izračunajte osmotski pritisak rastvora od 2 g proteina u 100 cm 3 vode na 25 o C u Pa i u mm kolone rastvora. Smatramo da je gustina rastvora jednaka 1,0 g cm –3.
4. Na 30 o C, pritisak pare vodenog rastvora saharoze je 31,207 mm Hg. Art. Pritisak pare čiste vode na 30 o C je 31,824 mm Hg. Art. Gustina rastvora je 0,99564 g cm –3. Koliki je osmotski pritisak ove otopine?
5. Ljudska krvna plazma se smrzava na –0,56 o C. Koliki je njen osmotski pritisak na 37 o C, mjeren membranom koja je propusna samo za vodu?
6. * Molarna masa enzima određena je otapanjem u vodi i mjerenjem visine stupca otopine u osmometru na 20 o C, a zatim ekstrapolacijom podataka na nultu koncentraciju. Dobijeni su sljedeći podaci:

C, mg. cm –3
h, cm

7. Molarna masa lipida određena je porastom tačke ključanja. Lipid se može rastvoriti u metanolu ili hloroformu. Tačka ključanja metanola je 64,7 o C, toplota isparavanja je 262,8 cal. g –1. Tačka ključanja hloroforma je 61,5 o C, toplota isparavanja je 59,0 cal. g –1. Izračunajte ebulioskopske konstante za metanol i hloroform. Koje otapalo je najbolje koristiti za određivanje molarne mase s maksimalnom preciznošću?
8. Izračunajte tačku smrzavanja vodenog rastvora koji sadrži 50,0 g etilen glikola u 500 g vode.
9. Rastvor koji sadrži 0,217 g sumpora i 19,18 g CS 2 ključa na 319,304 K. Tačka ključanja čistog CS 2 je 319,2 K. Ebulioskopska konstanta CS 2 je 2,37 K. kg. mol –1. Koliko atoma sumpora ima u molekulu sumpora otopljenom u CS 2?
10. U 1000 g vode rastvoreno je 68,4 g saharoze. Izračunajte: a) pritisak pare, b) osmotski pritisak, c) tačku smrzavanja, d) tačku ključanja rastvora. Pritisak pare čiste vode na 20 o C je 2314,9 Pa. Krioskopske i ebulioskopske konstantne vode su jednake 1,86 i 0,52 K. kg. mol –1, respektivno.
11. Rastvor koji sadrži 0,81 g ugljovodonika H (CH 2) n H i 190 g etil bromida smrzava se na 9,47 o C. Tačka smrzavanja etil bromida je 10,00 o C, krioskopska konstanta je 12,5 K. kg. mol –1. Izračunajte n.
12. Kada se 1,4511 g dihloroctene kiseline rastvori u 56,87 g ugljen-tetrahlorida, tačka ključanja se povećava za 0,518 stepeni. Tačka ključanja CCl 4 je 76,75 o C, toplota isparavanja je 46,5 cal. g –1. Kolika je prividna molarna masa kiseline? Šta objašnjava neslaganje sa pravom molarnom masom?
13. Određena količina tvari otopljene u 100 g benzena snižava točku ledišta za 1,28 o C. Ista količina tvari otopljene u 100 g vode snižava točku smrzavanja za 1,395 o C. Supstanca ima normalnu molarnu masu u benzen, a u vodi potpuno disociran. Koliko jona tvar disocira u vodenoj otopini? Krioskopske konstante za benzol i vodu su 5,12 i 1,86 K. kg. mol –1.
14. Izračunajte idealnu rastvorljivost antracena u benzenu na 25 o C u smislu molaliteta. Entalpija topljenja antracena na tački topljenja (217 o C) je 28,8 kJ. mol –1.
15. Izračunajte rastvorljivost P-dibromobenzen u benzenu na 20 i 40 o C, pod pretpostavkom da se formira idealan rastvor. Entalpija topljenja P-dibromobenzen na tački topljenja (86,9 o C) je 13,22 kJ. mol –1.
16. Izračunajte rastvorljivost naftalena u benzenu na 25 o C, uz pretpostavku da je formirano idealno rešenje. Entalpija topljenja naftalena na tački topljenja (80,0 o C) je 19,29 kJ. mol –1.
17. Izračunajte rastvorljivost antracena u toluenu na 25 o C, uz pretpostavku da se formira idealno rešenje. Entalpija topljenja antracena na tački topljenja (217 o C) je 28,8 kJ. mol –1.
18. Izračunajte temperaturu na kojoj je čisti kadmijum u ravnoteži sa rastvorom Cd - Bi, molarni udio Cd u kojem je 0,846. Entalpija topljenja kadmijuma na tački topljenja (321,1 o C) je 6,23 kJ. mol –1.