Лабораторна робота 5

ЗАГАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ РОЗЧИНІВ

Мета роботи: навчитися визначати теплоту розчинення, теплоту гідратації, вивчити, як впливає зміна температури на розчинність різних речовин.

Теоретичні відомості

За міжнародною системою одиниць СІ рекомендується користуватися такими способами вираження концентрації розчинів (в дужках, у деяких випадках, наводяться колишні назви, які тепер рекомендуються не вживати):

1. Масова частка (масовий процент, процентна концентрація) визначається як відношення маси розчиненої речовини до загальної маси розчину :

, або

Якщо розчин складається з двох компонентів, , де – маса розчинника.

2. Молярна частка – це відношення числа молів розчиненої речовини до загального числа молів усіх речовин у розчині :

, або

Наприклад, для двокомпонентної системи: , де - число молів розчинника.

Масова частка та молярна частка – безрозмірні величини.

3. Молярна концентрація визначається як відношення числа молів розчиненої речовини до об’єму розчину (розмірність моль/л, або моль/ ):

де – об’єм розчину.

4. Моляльність (моляльна концентрація) – число молів розчиненої речовини в 1 кг розчинника (розмірність моль/кг):

де – маса розчинника.

Якщо задані маси, об’єм або кількість молів розчиненої речовини та розчинника (чи розчину), для розрахунків концентрації використовуються наведені вище вирази, а також відомі співвідношення між масою та об’ємом речовин () та між масою та кількістю речовини .

Завдання для домашньої підготовки

Дисперсні системи. Типи розчинів. Істинні розчини. Розчинник та розчинена речовина. Способи вираження концентрації розчинів. Процеси, що протікають при розчиненні. Сольватація. Зміна ентальпії при розчиненні. Вплив природи речовин, тиску та температури на розчинність газів, рідин та твердих речовин у рідинах.

Зниження тиску насиченої пари, підвищення температури кипіння та зниження температури кристалізації розчинів (закони Рауля). Визначення молекулярних мас розчинених речовин.

Контрольні запитання та задачі

1. Для кожного з названих нижче розчинів:

а) 3,6 г хлориду натрію розчинено в 340 г води;

б) 4,45 г броміду калію розчинено в 564 г етанолу ;

в) 35,2 г етиленгліколю розчинено в 65 г води;

г) 2,4 г хлориду натрію та 3,6 г броміду калію розчинено в 82 г води

розрахуйте масову частку кожної розчиненої речовини, молярну частку кожного компонента, моляльність.

2. Молярна частка гідроксиду натрію у водному розчині становить 0,25, густина розчину 1,49 г/см3. Розрахуйте масову частку гідроксиду натрію, його моляльну та молярну концентрації.

3. Які розчини називають істинними? Чим істинні розчини подібні до хімічних сполук, а чим - до сумішей?

4. Що таке сольватація? Які процеси відбуваються і які сили міжмолекулярної взаємодії діють при розчинені:

а) метанолу у воді;

б) азоту в етанолі ;

в) нітрату калію у воді;

г) гексану в бензолі ?

5. Для процесу розчинення газів у рідинах поясніть:

- позитивне чи негативне значення має ентальпія розчинення;

- як і чому впливає тиск на розчинність газів у рідинах, сформулюйте закон Генрі.

6. Для процесу розчинення кристалічних речовин у рідинах поясніть, позитивне чи негативне значення найчастіше має ентальпія розчинення.

7. Наведіть формулювання І-го закону Рауля, його математичний вираз. Поясніть зміст величин, що входять до цього виразу. Наведіть графік, що ілюструє І-й закон Рауля.

8. Наведіть формулювання та математичний вираз ІІ-го закону Рауля для процесу кипіння розчинів нелетких неелектролітів у летких розчинниках. Як пов’язана зміна температури кипіння розчину із зміною тиску його насиченої пари (поясніть за допомогою відповідної графічної залежності)?

9. Наведіть формулювання та математичний вираз ІІ-го закону Рауля для процесу кристалізації розчинів нелетких неелектролітів у летких розчинниках. Як пов’язана зміна температури кристалізації розчину із зміною тиску його насиченої пари (поясніть за допомогою відповідної графічної залежності)?

10. Чому дорівнює зниження тиску насиченої пари над розчинами, які містять:

а) 18 г глюкози у 100 г води;

б) 12 г сечовини у 200 г води.

Температура розчинів l00 . Чому дорівнює тиск насиченої пари над розчинами за цих умов?

11. Розрахуйте температуру кипіння та температуру кристалізації розчину гліцерину у воді, якщо масова частка гліцерину дорівнює
3 %. ( 0,52 кг град/моль, 1,86 кг град/моль).

12. Розрахуйте масу етиленгліколю , який потрібно додати до 5 кг води, щоб приготувати розчин, що буде замерзати за
260,15 К. ( 1,86 кг град/моль).

13. 3найдіть молекулярну масу речовини, якщо розчин, що містить 23 г цієї речовини в 200 г води, починає кипіти при 100,8 .

14. Поясніть, чи відрізняються температури кристалізації розчинів які містять у 2000 г води:

а) 0,5 моль цукру та 0,5 моль глюкози ;

б) 100 г цукру та 100 г глюкози.