Свойства растворов

Пример 1. Вычислите температуры кристаллизации и кипения 2%-ного водного раствора глюкозы С₆Н₁₂О₆.

Решение. По закону Рауля понижение температуры кристаллизации и повышение температуры, кипения раствора (D t) no сравнению с температурами кристаллизации и кипения растворителя выражаются уравнением:

, (1)

где К – криоскопическая или эбуллиоскопическая константа. Для воды они соответственно равны 1, 86 и 0, 52°; m и М – соответственно масса растворенного вещества и его мольная масса; m ₁ – масса растворителя.

Понижение температуры кристаллизации 2%-ного раствора С₆Н₁₂О₆ находим из формулы (1):

.

Вода кристаллизуется при 0°С, следовательно, температуры кристаллизации раствора 0 – 0, 21 = -0, 21°С.

Из формулы (1) находим и повышение температуры кипения 2%-ного раствора:

.

Вода кипит при 100°С, следовательно, температура кипения этого растворе
100 + 0, 06 = 100, 06°С.

Пример 2. Раствор, содержащий 1, 22 г бензойной кислоты C₆H₅COOH в 100 г сероуглерода, кипит при 46, 529°С. Температура кипения сероуглерода 46, 3°С, Вычислите эбуллиоскопическую константу сероуглерода.

Решение. Повышение температуры кипения D t = 46, 529 – 46, 3 = 0, 229°. Мольная масса бензойной кислоты 122 г/моль. Из формулы (1) находим эбуллиоскопическую константу:

.

Пример 3. Раствор, содержащий 11, 04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при -0, 279°С. Вычислить мольную массу глицерина.

Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0°С, следовательно, понижение температуры кристаллизации D t = 0 – (-0, 279) = 0, 279°. Масса глицерина т (г), приходящаяся на 1000 г воды,

.

Подставляя в уравнение

(2)

данные, вычисляем мольную массу глицерина:

.

Пример 4. Вычислите процентную концентрацию водного раствора мочевины (NH₂)₂CO, зная, что температура кристаллизации этого раствора равна -0, 465°С.

Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0°С, следовательно, D t = 0 – (-0, 465) = 0, 465°. Мольная масса мочевины 60 г/моль. Находим массу m (г) растворенного вещества, приходящуюся на 100 г воды, из формулы (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.

" 100" " - х " " х = 1, 48%.

Контрольные вопросы

161.Раствор, содержащий 0, 512 г неэлектролита в 100 г бензола, кристаллизуется при 5, 296°С. Температура кристаллизации бензола 5, 5°С. Криоскопическая константа 5, 1°. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Ответ: 128 г/моль.

162.Вычислите процентную концентрацию водного раствора сахара С₁₂Н₂₂О₁₁, зная, что температура кристаллизации раствора -0, 93°С. Криоскопическая константа воды 1, 86°. Ответ: 14, 6%.

163. Вычислите температуру кристаллизации раствора мочевины (NH₂)₂CO, содержащего 5 г мочевины в 150 г воды. Криоскопическая константа воды 1, 86°. Ответ: -1, 03° С.

164. Раствор, содержащий 3, 04 г камфоры C₁₀H₁₆O в 100 г бензола, кипит при 80, 714°С. Температура кипения бензола 80, 2°С. Вычислите эбуллиоскопическую константу бензола. Ответ: 2, 57°.

165. Вычислите процентную концентрацию водного раствора глицерина C₃H₅(ОН)₃, зная, что этот раствор кипит при 100, 39°С. Эбуллиоскопическая константа воды 0, 52°. Ответ: 6, 45%.

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

167.Вычислите температуру кипения 5%-ного раствора нафталина С₁₀Н₈ в бензоле. Температура кипения бензола 80, 2°С. Эбуллиоскопическая константа его 2, 57°. Ответ: 81, 25°С.

168.Раствор, содержащий 25, 65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды, кристаллизуется при –0, 465° С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1, 86°. Ответ: 342 г/моль.

169.Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий 4, 25 г антрацена С₁₄Н₁₀ в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15, 718°С. Температура кристаллизации уксусной кислоты 16, 65°С. Ответ: 3, 9°.

170.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. Эбуллиоскопическая константа бензола 2, 57°. Ответ: 8.

171.Температура кристаллизации раствора, содержащего 66, 3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды, равна –0, 558°С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1, 86°. Ответ: 442 г/моль.

172.Какую массу анилина C₆H₅NH₂ следует растворить в 50 г этилового эфира, чтобы температура кипения раствора была выше температуры кипения этилового эфира на 0, 53°. Эбуллиоскопическая константа этилового эфира 2, 12°. Ответ: 1, 16 г.

173.Вычислите температуру кристаллизации 2%-ного раствора этилового спирта C₂H₅OH. Криоскопическая константа воды 1, 86°. Ответ: –0, 82°С.

174.Сколько граммов мочевины (NN₂)₂СО следует растворить в 75 г воды, чтобы температура кристаллизации понизилась на 0, 465°? Криоскопическая константа воды 1, 86°. Ответ: 1, 12 г.

175.Вычислите процентную концентрацию водного раствора глюкозы C₆H₁₂O₆, зная, что этот раствор кипит при 100, 26°С. Эбуллиоскопическая константа воды 0, 52°. Ответ: 8, 25%.

176.Сколько граммов фенола C₆H₅OH следует растворить в 125 г бензола; чтобы температура кристаллизации раствора была ниже температуры кристаллизации бензола на 1, 7°? Криоскопическая константа бензола 5, 1°. Ответ: 3, 91 г.

177. Сколько граммов мочевины (NН₂)₂СО следует растворить в 250 г воды, чтобы температура кипения повысилась на 0, 26°? Эбуллиоскопическая константа воды 0, 52°. Ответ: 7, 5 г.

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

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

180.Вычислите процентную концентрацию водного раствора метанола СН₃ОН, температура кристаллизации которого –2, 79°С. Криоскопическая константа воды 1, 86°. Ответ: 4, 58%.