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 = 
,
Δtтеоретич определяют по закону Рауля:
Δtтеоретич= 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;
Δtопытпое – разность температуры замерзания воды и температуры замерзания раствора – по условию, Δtoпытное = 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
СН+ = К 
,
где Скисл.. – концентрация кислоты,
Ссоли – концентрация соли в приготовленной буферной смеси.
Концентрация кислоты и соли в смеси может быть рассчитана по данным задачи:
Скисл= 
=0,01, Ссоли= 
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:
СН+= 1,85·10-5· 
=0,20-10-5 моль/л
Далее находим величину рН:
рН = - lgCH+,
pH = -lg(0,20∙10-5),
рН= - (lg0,20 - 51g10) = -(1,30-5) = -(-0,70 -5) = 5,70
рН = 5,70.
