Неэлектролитов

(задачи №№ 326 – 350).

Литература:

1. Глинка Н.Л. "Общая химия". - М.: Интеграл-Пресс. 2009г. 728 с.

2. Коробейникова Е.Г., Чуприян А.П., Аксенов А.Н. Вопросы и задачи по химии. СПб. 2001 г. 19с.

3. Глинка Н.Л. "Задачи и упражнения по общей химии". - Учебное пособие. - М.: КНОРУС, 2011, 240с.

Для выполнения заданий можно воспользоваться таблицей электродных потенциалов (таблица 3 приложения).

В данной теме необходимо изучить коллигативные свойства растворов. Испарение жидкостей. Давление насыщенного пара. 1-й закон Рауля. Температура кипения и температура замерзания растворов. 2-й закон Рауля. Осмотическое давление, закон Вант-Гоффа.

Бинарные жидкие системы. Закон Рауля и отклонения от него. Разделение многокомпонентных жидких систем. Законы Коновалова.

Пример 14.1. Сколько мл глицерина С₃Н₈О₃ плотностью r=1,26 г/мл надо добавить к 5 л воды, чтобы получить раствор, не замерзающий при

t= -5⁰С.

Решение:

Для расчета DТ_зам раствора удобно пользоваться следующей формулой:

DТ_зам = , где

К – криоскопическая константа растворителя, К×кг/моль^-1;

m _{р-рен.в-ва} – масса растворенного вещества, кг или г;

m _р-рит. – масса растворителя, кг или г;

М_{р-рен. в-ва} – молярная масса растворенного вещества, г/моль.

Молярная масса глицерина М = 92 г/моль.

По условию задачи известно, что DТ_{зам .} = -5⁰. Учитывая, что плотность воды составляет 1000 г/л, масса растворителя – воды m_р-рит = 5000 г.

Тогда масса глицерина, которую надо растворить для такого снижения температуры замерзания раствора, составит

= 1235 г

Зная плотность раствора глицерина, рассчитаем необходимый объем глицерина:

= 980 мл

Пример 14.2. Определить давление насыщенного пара смеси спиртов при 10⁰С, если состав смеси в массовых процентах: 1. метанол - 20%, 2. этанол - 30%, 3. пропанол - 50%.

Решение:

Для расчета давления пара над смесью растворителей используют выражение закона Рауля для многокомпонентных систем:

Р_р-р = Р₁⁰×N₁ + Р₂⁰×N₂ + Р₃⁰×N₃ + …, где

Р⁰ - давление насыщенных паров чистых растворителей (1, 2, 3 и т.д.);

N – мольные доли компонентов в растворе.

1. Давление насыщенных паров индивидуальных спиртов при этой температуре (по номограмме)

Р₁=50 мм рт.ст.; Р₂=17 мм рт.ст.; Р₃=8 мм рт.ст.

2. Находим молекулярные массы веществ:

М₁ = 32 г/моль; М₂ = 46 г/моль; М₃ = 60 г/моль.

3. Рассчитываем число моль каждого компонента:

4. Определим мольные доли:

5. Определим общее давление над смесью спиртов:

Р_р-р = 50 × 0,3 + 17 × 0,31 + 8 × 0,39» 25 мм.рт.ст.

Варианты заданий

326. Водно-спиртовой раствор, содержащий 15% спирта (плотность раствора 0,97 г/мл) кристаллизуется при –10,26⁰С. Найти молекулярную массу спирта.

327. 20 г сероуглерода СS₂ растворили в 50 г диэтилового эфира С₄Н₁₀О. Определить давление насыщенных паров над смесью этих веществ при 10⁰С. При этой температуре Р⁰_{сероуглерода}= 190 мм рт.ст., а Р⁰_{диэтилового эфира}= 260 мм рт. ст.

328. Давление пара воды при 10⁰С составляет 9,21 мм рт. ст. В каком количестве воды следует растворить 23 г глицерина С₃Н₈О₃ для получения раствора, давление пара которого составляет 9мм рт. ст. при той же температуре?

329. Вычислить температуру кристаллизации 10% - ного раствора глицерина С₃Н₈О₃ в воде.

330. Вычислить давление пара 15% -ного водного раствора сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ при 100⁰С.

331. Найти при 65⁰С давление пара над раствором, содержащим 13,68 г сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ в 90 г воды, если давление насыщенного пара над водой при той же температуре равно 25 Па.

332. При какой приблизительно температуре будет кристаллизоваться 40% (по массе) раствор этилового спирта С₂Н₅ОН?

333. При растворении 5 г вещества в 200 г воды получается не проводящий тока раствор, замерзающий при температуре –1,45⁰С.

Определить молярную массу растворенного вещества.

334. В каком отношении должны находиться массы воды и этанола С₂Н₅ОН, чтобы получить раствор, кристаллизующийся при –26⁰С?

335. Чему равно давление насыщенного пара над 14% -ным водным раствором карбамида СО(NН₂)₂ при 100⁰С?

336.Давление пара раствора содержащего вещество количеством 0,5 моль и воду массой 90 г, равно 5267 Па при 34⁰С. Чему равно давление пара чистой воды при этой температуре?

337. В 70 г бензола С₆Н₆ растворено 2,09 г некоторого вещества. Раствор кристаллизуется при 4,25⁰С. Установить молекулярную массу растворенного вещества. t_{крист.бензола}= 5,5⁰С.

338. Определить давление насыщенных паров смеси двух жидкостей: бензола С₆Н₆ и толуола С₆Н₅СН₃ при 30⁰С, если концентрация бензола в жидкой фазе 30%, а толуола 70%. Р⁰_{бензола} = 120 мм рт. ст., Р⁰_{толуола} = 36мм рт. ст.

339. При растворении 3,24 г серы S в 40 г бензола С₆Н₆ температура кипения последнего повысилась на 0,81К. Из скольких атомов состоит молекула серы в растворе? Е_{бензола} = 2,57⁰С.

340. При 293⁰К давление насыщенного пара над водой равно 17,53 мм рт. ст. Сколько граммов глицерина С₃Н₈О₃ надо растворить в 180 г воды, чтобы понизить давление пара на 12 мм рт. ст.?

341. Раствор, приготовленный из 3 кг глицерина С₃Н₅(ОН)₃ и 7 кг воды, залили в радиатор автомобиля. Вычислить температуру, при которой раствор будет замерзать.

342. Вычислить давление пара метанол - этанольного раствора, содержащего 100 г СН₃ОН и 100 г С₂Н₅ОН. При 50⁰С давление паров над каждым из спиртов в отдельности составляет 406 и 222 мм рт.ст. соответственно.

343. Найти молекулярный вес вещества, если 2 г его растворены в 200 г воды, и раствор замерзает при –0,547⁰С.

344. При растворении 5 г вещества в 200 г воды получается раствор, кристаллизующийся при –1,45⁰С. Определить молекулярную массу вещества.

345. Определить давление насыщенных паров смеси двух взаимно растворимых жидкостей: ацетона С₃Н₆О и бутилового спирта С₄Н₉ОН при температуре 12⁰С, давлении 760 мм рт.ст., если концентрация спирта в жидкой фазе составляет 45%, а концентрация ацетона составляет 55%. При этой температуре Р⁰_{ацетона}= 133 кПа, Р⁰_{бутилового спирта}= 6,3 кПа.

346. Определить давление насыщенных паров смеси двух взаимно растворимых жидкостей: амилового спирта С₅Н₁₁ОН и пропилового спирта С₃Н₇ОН при температуре 34⁰С, давлении 1,0 атм, если концентрация амилового спирта в жидкой фазе составляет 60%, а концентрация пропилового спирта составляет 40%. При этой температуре Р⁰_{пропилового спирта}= 5,4 кПа, Р⁰_{амилового спирта}= 4,7 кПа.

347. Сколько граммов мочевины СО(NН₂)₂ следует растворить в 75 г воды, чтобы температура кристаллизации понизилась на 0,465⁰С?

348. Раствор, приготовленный из 3 кг этиленгликоля С₂Н₄(ОН)₂ и 9 кг воды, залили в радиатор автомобиля. Вычислить температуру, при которой раствор будет замерзать.

349. На сколько градусов понизится температура кипения воды, если в 100 г воды растворить 10 г глюкозы С₆Н₁₂О₆?

350. При 0⁰С давление пара диэтилового эфира (С₂Н₅)₂О составляет 184,9 мм рт. ст. Найти для этой же температуры давление пара 5 %-ного раствора анилина С₆Н₅NH₂ в эфире.

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

Выбор варианта производится по двум последним цифрам номера зачетной книжки.

№ варианта	Номера задач
	1, 26, 51, 76, 101, 126, 151, 176, 201, 226, 251, 276, 301, 326
	2, 27, 52, 77, 102, 127, 152, 177, 202, 227, 252, 277, 302, 327
	3, 28, 53, 78, 103, 128, 153, 178, 203, 228, 253, 278, 303, 328
	4, 29, 54, 79, 104, 129, 154, 179, 204, 229, 254, 279, 304, 329
	5, 30, 55, 80, 105, 130, 155, 180, 205, 230, 255, 280, 305, 330
	6, 31, 56, 81, 106, 131, 156, 181, 206, 231, 256, 281, 306, 331
	7, 32, 57, 82, 107, 132, 157, 182, 207, 232, 257, 282, 307, 332
	8, 33, 58, 83, 108, 133, 158, 183, 208, 233, 258, 283, 308, 333
	9, 34, 59, 84, 109, 134, 159, 184, 209, 234, 259, 284, 309, 334
	10, 35, 60, 85, 110, 135, 160, 185, 210, 235, 260, 285, 310, 335
	11, 36, 61, 86, 111, 136, 161, 186, 211, 236, 261, 286, 311, 336
	12, 37, 62, 87, 112, 137, 162, 187, 212, 237, 262, 287, 312, 337
	13, 38, 63, 88, 113, 138, 163, 188, 213, 238, 263, 288, 313, 338
	14, 39, 64, 89, 114, 139, 164, 189, 214, 239, 264, 289, 314, 339
	15, 40, 65, 90, 115, 140, 165, 190, 215, 240, 265, 290, 315, 340
	16, 41, 66, 91, 116, 141, 166, 191, 216, 241, 266, 291, 316, 341
	17, 42, 67, 92, 117, 142, 167, 192, 217, 242, 267, 292, 317, 342
	18, 43, 68, 93, 118, 143, 168, 193, 218, 243, 268, 293, 318, 343
	19, 44, 69, 94, 119, 144, 169, 194, 219, 244, 269, 294, 319, 344
	20, 45, 70, 95, 120, 145, 170, 195, 220, 245, 270, 295, 320, 345
	21, 46, 71, 96, 121, 146, 171, 196, 221, 246, 271, 296, 321, 346
	22, 47, 72, 97, 122, 147, 172, 197, 222, 247, 272, 297, 322, 347
	23, 48, 73, 98, 123, 148, 173, 198, 223, 248, 273, 298, 323, 348
	24, 49, 74, 99, 124, 149, 174, 199, 224, 249, 274, 299, 324, 349
	25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350
	1, 27, 53, 79, 105, 128, 157, 178, 206, 227, 253, 275, 304, 326
	2, 29, 56, 77, 108, 129, 152, 176, 208, 229, 254, 278, 308, 331
	3, 30, 58, 80, 109, 131, 156, 185, 211, 226, 257, 289, 313, 329
	4, 39, 64, 89, 107, 125, 164, 189, 205, 249, 255, 299, 307, 339
	5, 31, 65, 88, 115, 140, 165, 183, 225, 241, 267, 281, 315, 340
	6, 37, 66, 91, 106, 131, 156, 181, 206, 231, 256, 291, 316, 338
	7, 42, 57, 82, 107, 142, 157, 182, 227, 232, 259, 282, 317, 332
	8, 39, 58, 83, 118, 133, 158, 186, 208, 233, 269, 283, 308, 343
	9, 34, 60, 84, 109, 134, 159, 184, 219, 234, 259, 294, 310, 334
	10, 36, 60, 85, 119, 138, 160, 185, 210, 243, 260, 285, 320, 337
	11, 33, 64, 87, 111, 136, 172, 186, 211, 236, 261, 296, 311, 332
	12, 39, 62, 87, 112, 143, 162, 189, 222, 237, 262, 286, 312, 337
	13, 48, 63, 88, 113, 138, 163, 193, 213, 238, 263, 288, 319, 331
	14, 32, 64, 83, 114, 139, 164, 189, 219, 239, 264, 289, 322, 338
	15, 44, 65, 92, 115, 140, 161, 190, 215, 240, 266, 290, 315, 348
	16, 45, 66, 91, 121, 141, 172, 191, 216, 241, 266, 299, 316, 343
	17, 42, 70, 92, 117, 150, 171, 182, 217, 239, 267, 292, 311, 342
	18, 40, 68, 93, 118, 143, 168, 193, 222, 243, 268, 293, 322, 346
	19, 48, 69, 94, 119, 144, 169, 194, 219, 228, 259, 294, 317, 344
	20, 50, 70, 95, 121, 145, 170, 197, 220, 245, 274, 295, 323, 345
	18, 46, 71, 96, 121, 146, 171, 196, 211, 246, 271, 299, 318, 340
	22, 45, 72, 97, 122, 147, 174, 197, 222, 247, 262, 297, 322, 349
	21, 48, 73, 100, 123, 148, 173, 188, 223, 248, 276, 298, 323, 350
	24, 49, 74, 99, 119, 149, 174, 199, 225, 249, 274, 299, 321, 349
	25, 40, 75, 100, 119, 150, 175, 197, 225, 250, 265, 300, 305, 350
	1, 26, 51, 76, 101, 126, 151, 176, 201, 226, 251, 276, 301, 326
	2, 27, 52, 77, 102, 127, 152, 177, 203, 227, 252, 277, 302, 327
	3, 28, 53, 78, 103, 128, 153, 178, 203, 228, 253, 278, 303, 328
	4, 29, 54, 79, 104, 130, 154, 179, 204, 229, 254, 279, 304, 329
	5, 30, 55, 80, 105, 130, 155, 180, 205, 230, 256, 280, 305, 330
	6, 31, 56, 81, 106, 131, 156, 181, 206, 231, 256, 281, 306, 331
	7, 32, 57, 82, 107, 132, 157, 182, 207, 232, 257, 282, 307, 332
	8, 33, 58, 83, 108, 133, 158, 183, 208, 233, 258, 283, 308, 333
	9, 34, 59, 84, 109, 134, 159, 184, 209, 234, 259, 284, 309, 334
	10, 35, 60, 85, 110, 135, 160, 185, 210, 235, 260, 285, 310, 335
	11, 36, 61, 86, 111, 136, 162, 186, 211, 236, 261, 286, 311, 336
	12, 37, 62, 87, 112, 137, 162, 187, 212, 237, 262, 287, 312, 337
	13, 38, 63, 88, 113, 138, 163, 188, 213, 238, 263, 288, 313, 338
	14, 39, 64, 89, 114, 139, 164, 189, 214, 239, 264, 289, 314, 339
	15, 40, 65, 90, 115, 140, 165, 190, 215, 240, 265, 290, 315, 340
	16, 41, 66, 91, 116, 141, 166, 191, 216, 241, 266, 291, 317, 341
	17, 42, 67, 92, 117, 142, 167, 192, 217, 242, 267, 292, 317, 342
	18, 43, 68, 93, 118, 143, 168, 193, 218, 243, 268, 293, 318, 343
	19, 44, 69, 94, 119, 144, 169, 194, 219, 244, 269, 294, 319, 344
	20, 45, 70, 95, 120, 145, 170, 195, 220, 245, 270, 295, 320, 345
	21, 46, 71, 96, 121, 149, 171, 196, 221, 246, 271, 296, 321, 346
	22, 47, 72, 97, 122, 147, 172, 197, 222, 247, 272, 297, 322, 347
	23, 48, 73, 98, 123, 148, 173, 198, 223, 248, 273, 298, 323, 348
	24, 49, 74, 99, 124, 149, 174, 199, 224, 249, 274, 299, 324, 349
	25, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 223, 250, 275, 300, 325, 350
	1, 27, 53, 79, 105, 128, 157, 178, 206, 227, 253, 275, 304, 326
	2, 29, 56, 77, 108, 129, 152, 176, 208, 229, 254, 278, 308, 331
	3, 30, 58, 80, 109, 131, 156, 185, 211, 226, 257, 289, 313, 329
	4, 39, 64, 89, 117, 125, 164, 189, 205, 249, 255, 299, 307, 339
	5, 31, 65, 88, 115, 140, 165, 183, 225, 241, 267, 281, 315, 340
	6, 37, 66, 91, 106, 131, 156, 181, 206, 231, 256, 291, 316, 338
	7, 42, 57, 82, 107, 142, 157, 182, 227, 232, 259, 282, 317, 332
	8, 39, 58, 83, 118, 133, 158, 186, 208, 233, 269, 283, 308, 343
	9, 34, 60, 84, 109, 134, 159, 184, 219, 234, 259, 294, 310, 334
	10, 36, 60, 85, 119, 138, 160, 185, 210, 243, 260, 285, 320, 337
	11, 33, 64, 87, 111, 136, 172, 186, 211, 236, 261, 296, 311, 332
	12, 39, 62, 87, 112, 143, 162, 189, 222, 237, 262, 286, 312, 337
	13, 48, 63, 88, 113, 138, 163, 193, 213, 238, 268, 288, 319, 331
	14, 32, 64, 83, 114, 139, 164, 189, 219, 239, 264, 289, 322, 338
	15, 44, 65, 92, 115, 140, 161, 190, 215, 240, 266, 290, 315, 348
	16, 45, 66, 91, 121, 141, 172, 191, 216, 241, 266, 299, 316, 343
	17, 42, 70, 92, 117, 150, 171, 182, 217, 239, 267, 292, 311, 342
	18, 40, 68, 93, 118, 143, 168, 193, 222, 243, 268, 293, 322, 346
	19, 48, 69, 94, 119, 144, 169, 194, 219, 228, 259, 294, 317, 344
	20, 50, 70, 95, 121, 145, 170, 197, 220, 245, 274, 295, 323, 345
	18, 46, 71, 96, 121, 146, 171, 196, 211, 246, 271, 299, 318, 340
	22, 45, 72, 97, 122, 147, 174, 197, 222, 247, 262, 297, 322, 349
	21, 42, 73, 100, 123, 148, 173, 188, 223, 248, 276, 298, 323, 350
	24, 49, 74, 99, 119, 149, 174, 199, 225, 249, 274, 299, 321, 349

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1.

Стандартные энтальпии образования, энтропии и энергии Гиббса