Решение задач по химии на расчет убывания осмотического давления растворов

Задача 526.

Какое расположение 0,01 М растворов указанных ниже веществ соответствует убыванию осмотического давления?

а) СН₃СООН — NaCl — C₆H₁₂O₆ — CaCl₂;

б) C₆H₁₂O₆ — СН₃СООН — NaCl _ CaCl₂;

в) CaCl₂ — NaCl — СН₃СООН — C₆H₁₂O₆;

г) CaCl₂ — СН₃СООН — C₆H₁₂O₆ — NaCl.
Решение:
Осмотическое давление электролитов определяется по формуле = iCMRT, т.е. при одинаковой концентрации растворов электролитов осмотическое давление будет тем больше, чем сильнее электролит, а, значит, чем больше его степень диссоциации и чем больше ио-нов образуется при диссоциации его. Изотонический коэффициент зависит от силы электролита, чем сильнее электролит, тем больше значение изотонического коэффициента, а также и от того, на какое количество ионов распадается электролит при диссоциации. Диссоциацию сильных электролитов принято считать равной единице. Диссоциация уксусной кислоты равна: 

Рассчитаем изотонический коэффициент электролитов из формулы

где

i — изотонический коэффициент, — степень диссоциации электролита, k — число ионов, на которые распадается электролит.

Отсюда

i(CaCl2) = 1 +1(3 — 1) = 3;
i(NaCl) = 1 + 1(2 — 1) = 2;
i(CH3COOH) = 1 + 0,134(2 — 1) = 1,134.

Осмотическое давление  C₆H₁₂O₆, как неэлектролита, рассчитывается по формуле:

= iCMRT                     

Видео:Осмос и осмотическое давлениеСкачать

Таким образом, 

P(CaCl₂) > P(NaCl) > P(СН₃СООН) > P(C₆H₁₂O₆).                    

Ответ: в).

Задача 527.
Указать правильное соотношение между температурами замерзания растворов цианида аммония NH₄CN(t₁) и уксусного альдегида  CH₃COO(t₂), каждый из которых содержит 5 г растворенного вещества в 100 г воды: а) t₁ = t₂; 6) t₁ > t₂; в) t₁ < t₂.
Решение:
M(NH₄CN) = 44 г/моль; М(CH₃COO) = 44 г/моль.
Понижение температуры кристаллизации электролитов определяется по формуле:

Где

i — изотонический коэффициент, К – криоскопический коэффициент (для воды равен 1,86), m₁ и m₂ — соответственно масса растворённого вещества и растворителя, М — молярная масса растворённого вещества.

Рассчитаем степень диссоциации цианида аммония по формуле:

Изотонический коэффициент электролита связан со степенью диссоциации соотношением: 

где

i — изотонический коэффициент, — степень диссоциации электролита, k — число ионов, на которые распадается электролит.

Тогда

i — 1 + 0,84(2 = 1) = 1,84.

Теперь рассчитаем понижение температуры кристаллизации цианида аммония, получим:

Видео:Коллигативные свойства растворов. Законы РауляСкачать

Понижение температуры кристаллизации неэлектролита рассчитаем по формуле:

Находим температуры замерзания растворов: 

• t₁ = 0 — 3,9 = -3,9⁰C; t₂ = 0 — 2,2 = -2,20C.  t₁ > t₂.                              

Ответ: в).

Задача 528.
Указать правильное соотношение между значениями стандартного изменения энергии Гиббса для процессов диссоциации воды 1 ) и уксусной кислоты 2 ): а) 1 > 2; б) 1 = 2; в) 1 <2. 
Решение:
K_D(H₂O) = 1 ^. 10^-14; K_D(CH₃COOH) = 1,8 ^. 10^-5.
Энергия Гиббса в стандартных условиях определяется по уравнению: 

= lgK ^. 5,69.

Рассчитаем значения энергии Гиббса  при диссоциации воды и уксусной кислоты:

1 = -lg10^-14 . 5,69 = 14 ^.  5,69 = 79,66 Дж;
2 = -lg1,8 ^. 10^-5) ^. 5,69 = 4,75 ^.  5,69 = 27,03 Дж.

79,66 > 27,03, значит, 1 > 2.

Ответ: а).