Задачи для контрольной работы. 71. При 27 0С осмотическое давление раствора сахара в воде 1,05 атм

71. При 27 ⁰С осмотическое давление раствора сахара в воде 1,05 атм. Определите осмотическое давление этого раствора при 0 ⁰С (задачу решите в системе СИ).

72. При 25 ⁰С давление паров воды равно 0,0316∙10⁵ Па. Чему равно давление паров воды над раствором, содержащим 10 г мочевины в 200 г воды?

73. Сколько граммов глицерина необходимо добавить в 0,5 кг воды, чтобы раствор замерзал до - 0,5 ⁰С. Криоскопическая постоянная воды равна 1,86.

74. Водный раствор этилового спирта, содержащий 8,74 г спирта на 1000 г воды, замерзает при -0,354 ⁰С. Определите молекулярную массу спирта в этом растворе. Криоскопичекая постоянная воды равна 1,86.

75. Раствор, содержащий 1,632 г трихлоруксусной кислоты в 100 г бензола, замерзает на 0,350⁰ ниже, чем бензол. Определите, имеет ли место диссоциация или ассоциация трихлоруксусной кислоты в бензольном растворе, и в какой степени. Молекулярное понижение температуры замерзания бензола (криоскопическая постоянная бензола) равно 5,12.

76–80. Для приведенных ниже растворов рассчитайте осмотическое давление при 20 °С и молекулярную массу растворенного вещества (среднюю для биологических объектов), руководствуясь данными таблицы:

 

№ за- дачи	Раствор	Концентрация	Δt замерз.	Криоско- пич. конст.	Молеку- лярная масса
	клеточный с сок	изотоничен с
	сок	7% раствором
		глюкозы	0,62	1,86
	клеточный сок	изотоничен с
	сок	4% раствором сахарозы	0,76	1,86
	сера (S8)/бензол	18 г серы на
		250 г С6Н6	0,514	?	32·8a.е.м.
	кровь	изотонична с
		0,34 М раство-
		ром неэлектро-
		лита	0,54	1,86
	ацетон/уксусная кислота	0,502 г ацето-
	на+100 г		?
		кислоты	0,339	?	58 а.е.м.

Растворы электролитов

Вопросы для самопроверки

1. Что называется ионным произведением воды? В каких пределах изменяется концентрация водородных и гидроксильных ионов в разбавленных водных растворах? Определить концентрацию ионов гидроксила, если концентрация ионов водорода равна 1,27∙10^-5 моль/л.

2. Изменится ли ионное произведение воды при повышении температуры, при приливании к раствору щелочи, кислоты?

3. Изменится ли и как рН раствора при повышении температуры, при приливании к раствору щелочи или кислоты?

4. Сравните величины степени диссоциации и константы диссоциации слабого электролита. Какая более полно оценивает его способность к диссоциации?

5. Как находят степень и константу диссоциации криоскопическим методом?

6. Концентрация водородных ионов в водном растворе равна 5,3·10^-5 г-ион/л. Вычислите величину рН, концентрацию гидроксильных ионов и определите реакцию среды.

7. Используя понятие об активности, найти рН в 0,1 н растворе соляной кислоты; коэффициент активности равен 0,796.

8. Дайте определение понятию кислота и основание на основе теории электролитической диссоциации и на основе протолитической теории. Укажите на основе этих теорий кислоты и основания в процессах:

СН₃СООН+Н₂О=Н₃О⁺ +СН₃СОО^-

NH₃+H₂O=NH₄⁺+OH^-

9. Как рассчитывают величины рН в растворах гидролизованных солей по их концентрации?

10. Что называется буферным раствором?

11.Каковы типы буферных систем (по составу)?

12.Что такое буферная емкость?

13.Показать механизм буферного действия при добавлении небольших количеств: а) сильной кислоты, б) сильной щелочи к:

1) ацетатному буферу, 4) фосфатному буферу

2) аммиачному буферу, 5) белковому буферу

3) бикарбонатному буферу 6) почвенному раствору

 

Решение типовых задач

1. Раствор, содержащий 0,2394 г аммиака на 1000 г воды, замерзает при температуре – 0,0142 °С. Вычислить степень диссоциации аммиака в этом растворе.

Решение. Степень электролитической диссоциации (α) связана с изотоническим коэффициентом Вант-Гоффа (i) следующим уравнением: α= где v число ионов, на которое диссоциирует молекула электролита, по определению;

i = ,

Δt_{теоретич} определяют по закону Рауля:

Δt_{теоретич}= Km= ,

где m – моляльная концентрация раствора;

К – криоскопическая постоянная;

g – навеска растворенного вещества в граммах – по условию g = 0,2394 г; W – количество растворителя в граммах – по условию W=1000 г;

Δt_{опытпое} – разность температуры замерзания воды и темпе­ратуры замерзания раствора – по условию, Δt_{oпытное} = 0° – (–0,0142°) = 0,0142 °.

Тогда i =

α = 0,12, или 12%

2. Вычислить рН 0,05М раствора сильной одноосновной кислоты.

Решение. Так как кислота диссоциирована полностью и ее концентрация невелика, будем считать, что в этом растворе активная концентрация равна имеющейся концентрации. Отсюда [Н⁺]=0,05 моль/л, так как рН = –lg[H⁺], то

рН = – Ig5 – 10^-2 =–lg 5 + 2 = – 0,70+2 = 1,3

3. Вычислить рН в 0,1 н. растворе уксусной кислоты.

Решение. Слабые кислоты диссоциируют обратимо:

СНзСООН СН₃СОО^- + Н⁺

Равновесие характеризуется константой К=1,85·10^-5 = . Поскольку [CH₃COO^-]=[H⁺] по уравнению реакции, а количество нераспавшихся на ионы молекул СН₃СООН приблизительно равно исходному (диссоциация идет незначительно), то обозначив [СНзСООН] = [H⁺] = x, будем иметь с учетом исходной 0,1М концентрации:

1,8·10^-5=

[Н⁺]= х = = 1,35·10^-3 моль/л.

Отсюда рН = – lg[H⁺]= – lg l,35.10^-3 = 3 – lg1,35=2,87

4. Вычислить рН буферного раствора, состоящего из 10 мл 0,1 М раствора СН₃СООН и 90 мл 0,1 М раствора CH₃COONa.

Константа электролитической диссоциации уксусной кислоты равна 1,85∙10^-5.

Решение. По уравнению буферной смеси концентрация водородных ионов в буферном растворе [Н⁺]=К или в других обозначениях

С_Н⁺ = К ,

где С_кисл.. – концентрация кислоты,

С_соли – концентрация соли в приготовленной буферной смеси.

Концентрация кислоты и соли в смеси может быть рассчитана по данным задачи:

С_кисл= =0,01, С_соли= моль/л,

где 10 и 90 – объемы кислоты и соли, взятые для приготовления буферного раствора, мл;

10+90 – общий объем раствора.

Полученные величины подставляются в уравнение буферной смеси:

С_Н+= 1,85·10^-5· =0,20-10^-5 моль/л

Далее находим величину рН:

рН = - lgC_H+,

pH = -lg(0,20∙10^-5),

рН= - (lg0,20 - 51g10) = -(1,30-5) = -(-0,70 -5) = 5,70

рН = 5,70.