Свойства растворов

Пример 1. Вычислите температуры кристаллизации и кипения 2%-ного водного раствора глюкозы.

Решение. По закону Рауля понижение температуры кристаллизации и повышение температуры кипения раствора (ΔТ) по сравнению с температурами кристаллизации и кипения растворителя выражаются уравнением

, (1)

где К – криоскопическая или эбулиоскопическая константа. Для воды они соответственно равны 1,86^о и 0,52^о;
m и М – соответственно масса растворенного вещества и его молярная масса;
m₁ – масса растворителя.

Пример 2. Раствор, содержащий 1,22 г бензойной кислоты С₆Н₅СООН в 100 г сероуглерода, кипит при 42,529^оС. Температура кипения сероуглерода 46,3^оС. Вычислите эбулиоскопическую константу сероуглерода.

Решение. Повышение температуры кипения ΔТ = 46,259 – 46,3 = = 0,229^о. Молярная масса бензойной кислоты 122 г/моль. По формуле (1) находим эбулиоскопическую константу

Пример 3. Раствор, содержащий 11,04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при – 0,279^оС. Вычислите молярную массу глицерина.

Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0^оС, следовательно, понижение температуры кристаллизации ΔТ = 0 – (–0,279)= = 0,279^о. Масса глицерина m (г), приходящаяся на 1000 г воды, равна

Молярную массу глицерина находим по формуле:

(2)

г/моль.

Пример 4. Вычислите массовую долю (%) водного раствора мочевины (NH₂)₂CO, зная, что температура кристаллизации этого раствора равна – 0,465^оС.

Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0^оС, поэтому
ΔТ = 0 – (– 0,465) = 0,465^о. Молярная масса мочевины 60 г/моль. Находим массу m (г) растворенного вещества, приходящуюся на 1000 г воды, по формуле (2)

Общая масса раствора, содержащего 15 г мочевины, составляет
1000 = 15 = 1015 г. Процентное содержание мочевины в данном растворе находим из соотношения

в 1015 г раствора — 15 г вещества

в 100 г раствора — х г вещества

х = 1,48%.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

141. Раствор, содержащий 0,512 г неэлектролита в 100 г бензола, кристаллизуется при 5,296°С. Температура кристаллизации бензола 5,5⁰С. Криоскопическая константа 5,1°. Вычислите молярную массу растворенного вещества.

Ответ: 128 г/моль.

142. Вычислите массовую долю (%) водного раствора сахара C₁₂H₂₂O₁₁, зная, что температура кристаллизации раствора - 0,93 °С. Криоскопическая константа воды 1,86.

Ответ: 14,6%.

143. Вычислите температуру кристаллизации раствора мочевины (NН)₂CO, содержащего 5 г мочевины в 150 г воды. Криоскопическая константа воды 1,86°.

Ответ: - 1,03°С.

144. Раствор, содержащий 3,04 г камфоры С₁₀Н₁₆О в 100 г бензола, кипит при 80,714°С. Температура кипения бензола 80,2°С. Вычислите эбулиоскопическую константу бензола.

Ответ: 2,57^о.

145. Вычислите массовую долю (%) водного раствора глицерина С₃Н₅(ОН)₃, зная, что этот раствор кипит при 100,39°С. Эбулиоскопическая константа воды 0,52°.

Ответ: 6,45%.

146. Вычислите молярную массу неэлектролита, зная, что раствор, содержащий 2,25 г этого вещества в 250 г воды, кристаллизуется при -0,279°С. Крископическая константа воды 1,86^о.
Ответ: 60 г/моль.

147. Вычислите температуру кипения 5%-ного раствора нафталина С₁₀Н₈ в бензоле. Температура кипения бензола 80,2°С. Эбулиоскопическая константа его 2,57°.

Ответ: 81,25°С.

148. Раствор, содержащий 25,65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды, кристаллизуется при -0,465°С. Вычислите молярную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86^о.
Ответ: 342 г/моль.

149. Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий 4,25 г антрацена С₁₄ Н₁₀ в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15,718°С. Температура кристаллизации уксусной кислоты 16,65^оС.

Ответ: 3,9^о.

150. При растворении 4,86 г серы в 60 г бензола температура кипения его повысилась на 0,81°. Сколько атомов содержит молекула серы в этом растворе. Эбулиоскопическая константа бензола 2,57^о.
Ответ: 8.

151. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды, равна -0,558°С. Вычислите молярную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86^о.

Ответ: 442 г/моль.

152. Какую массу анилина C₆Н₅NH₂ следует растворить в 50 г этилового эфира, чтобы температура кипения раствора была выше температуры кипения этилового эфира на 0,53^о. Эбулиоскопическая константа этилового эфира 2,12^о.

Ответ: 1,16 г.

153. Вычислите температуру кристаллизации 2%-ного раствора этилового спирта C₂Н₅OH. Криоскопическая константа воды 1,86°.
Ответ: -0,82°С.

154. Сколько граммов мочевины следует растворить в 75 г воды, чтобы температура кристаллизации понизилась на 0,465°? Криоскопическая константа воды 1,86^о.

Ответ: 1,12 г.

155. Вычислите массовую долю (%) водного раствора глюкозы С₆Н₁₂О₆, зная, что этот раствор кипит при 100,26^оС. Эбулиоскопическая константа воды 0,52^о.

Ответ: 8,25%.

156. Сколько граммов фенола следует растворить в 125 г бензола, чтобы температура кристаллизации раствора была ниже температуры кристаллизации бензола на 1,7^о? Криоскопическая константа бензола 5,1^о.
Ответ: 3,91 г.

157. Сколько граммов мочевины (NH₂)₂CO следует растворить в 2 г воды, чтобы температура кипения повысилась на 0,26°? Эбулиоскопическая константа воды 0,52^о.

Ответ: 7,5 г.

158. При растворении 2,3 г некоторого неэлектролита в 125 г воды температура кристаллизации понижается на 0,372^о. Вычислите молярную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86°.
Ответ: 92 г/моль.

159. Вычислите температуру кипения 15%-ного водного раствора пропилового спирта С₃Н₇ОН. Эбулиоскопическая константа воды 0,52°.
Ответ: 101,52°С.

160. Вычислите массовую долю (%) водного раствора метанола СНзОН, температура кристаллизации которого -2,79^оС. Криоскопическая константа воды 1,86^о.

Ответ: 4,58%.