Пример 1. В 1л воды растворили 150 г серной кислоты. Плотность полученного растворам ρ = 1,1 г/мл. Определить молярную концентрацию эквивалентов раствора серной кислоты и молярную концентрацию серной кислоты.
Решение: Масса полученного раствора:
1000 г (Н2О) + 150 г (Н2SO4) = 1150 г.
Объем раствора:
, ,
,
.
Пример 2. Определить моляльную концентрацию 15 % раствора серной кислоты.
Решение:
,
где = 98 г/моль, для 15 % раствора H2SO4 соотношение массы кислоты и растворителя составляет 15: 85 (15 г H2SO4 приходятся на 85 г Н2О), поэтому
Пример 3. Какое количество воды необходимо прибавить к 250 мл 20 % раствора серной кислоты ( ), чтобы получить 5 % раствор H2SO4?
Решение: Для получения 5 % раствора необходимо записать следующее выражение:
.
а) определяем массу 20 % раствора:
.
б) определяем массу серной кислоты:
, .
в) определяем массу воды которую необходимо добавить к
20 % раствору для получения 5 % раствора H2SO4:
, ,
, .
Для получения 5 % раствора H2SO4 необходимо добавить 840 г воды к 250 мл (280 г раствора) 20 % раствора H2SO4.
Пример 4. В каком объеме 21 % раствора серной кислоты ( ) содержится 5 г H2SO4?
Решение: 1) Определяем, в какой массе 21 % раствора H2SO4 содержится 5 г H2SO4:
, ,
, .
2) Определяем объем 21 % раствора:
, .
Таким образом, 5 г H2SO4, содержится в 21,26 мл 21 % раствора.
Пример 5. Какой объем раствора азотной кислоты с молярной концентрацией См = 1 моль/л пойдет на нейтрализацию 20 г NaOH?
Решение: 1) Определяем массу азотной кислоты, необходимой для нейтрализации 20 г NaOH:
NaOH + HNO3 = NaNO3 + H2O
Молярные массы: 140 –– 163
Реальные массы: 20 ––
2) Определяем объем раствора HNO3 в молярной концентрации См=1 моль/л, в котором, по нашим расчетам должно содержаться 31,5 г HNO3:
, ,
.
Итак, для нейтрализации 20 г NаOН необходимо 0,5 л раствора HNO3 с См = 1 моль/л.
Пример 1. Раствор сахара (С12Н22О11) в воде показывает повышение температуры кипения на 0,32 °С. Вычислить температуру замерзания раствора (КЭ( )=0,52 °С, Ккр( )=1,86 °С).
Решение:
, .
Концентрация раствора постоянна, поэтому
, ,
, ,
Таким образом, температура замерзания раствора равна
–1,14 °С.
Пример 2. Степень диссоциации соли в 5 % растворе КCl составляет 0,7. Вычислить температуру кипения раствора (КЭ( )=0,52 °С).
Решение: Определяем повышение температуры кипения согласно второму закона Рауля для раствора электролита:
.
Для водного 5 % раствора КCl соотношение масс KCl и H2O составляет: m(KCl):m(H2O) = 5:95. Изотонический коэффициент определяется из отношения:
,
где а – число ионов при диссоциации электролита.
Таким образом, а = 2, отсюда получаем:
, .
Определяем :
.
Температура кипения 5 % раствора КCl составляет 100,62 °С.
Пример 3. В каком количестве вещества воды в моль следует растворить 0,05 моль некоторого вещества неэлектролита для получения раствора, температура замерзания которого –2 °С?
Решение: , записываем математическое выражение второго закона Рауля:
где Ккр = 1,86 °С.
, отсюда
.
Определяем количество вещества воды в моль:
Пример 4. Чему равно давление насыщенного пара растворителя над 10 % водным раствором карбамида CO(NH2)2 при 100 °С?
Решение:
Р = Р0 N1,
где P – давление насыщенного пара над раствором,
P0 – давление насыщенного пара растворителя (H2O),
N1 – молярная доля растворителя (H2O),
P0 = 1 атм, т.к. при температуре кипения воды (100 °С) давление насыщенного равно внешнему.
,
где – количество вещества карбамида и количество вещества воды.
,
Пример 5. Вычислить осмотическое давление раствора Na2SO4 при 17 °С, в 1 л которого содержится 7,1 г растворенной соли. Степень диссоциации соли в растворе 0,69.
Решение:
,
где (определяем Росм в атмосферах).
T=273 + °C = 273 + 17 = 290 К,
.
Определяем изотонический коэффициент:
, для соли Na2SO4 а = 3.
, , .
Пример 6. При какой концентрации раствора степень диссоциации азотистой кислоты HNO2 (Kд= ) будет равна 0,2? Сколько литров Н2О необходимо добавить к 1 л данного раствора, чтобы степень диссоциации возросла в 2 раза? Определить концентрацию полученного раствора?
Решение:
Определяем концентрация HNO2 в растворе, где α =0,2:
, , .
Определяем объем Н2О, необходимый для получения раствора, где степень диссоциации будет в 2 раза больше и концентрацию полученного раствора:
, , отсюда
.
Исходный раствор:
где
Раствор после добавления воды, когда степень диссоциации воды возрастет в 2 раза:
в связи с этим получаем:
,
,
.
Степень диссоциации возрастает в 2 раз при добавлении на каждый литр раствора 4,32 л Н2О. Исходный раствор содержит в 1 л – HNO2 при добавлении 4,32 л Н2О получаем, что
в (1 + 4,32)л –– 810–3 моль
в 1л –– См
Пример 7. Молярная концентрация раствора уксусной кислоты равно 0,1 моль/л (Kд( )=1,810–5). Определить значения рН и рОН раствора.
Решение: СН3СООН – слабый электролит
СН3СООН↔Н++СН3СОО–
Поскольку диссоциация происходит в незначительной степени, концентрация Н+ – ионов в растворе ( ) значительно меньше общей концентрации кислоты. Для расчета необходимо знать степень диссоциации (α) уксусной кислоты в растворе заданной концентрации:
, .
Определим концентрацию ионов водорода, а затем рН и рОН:
,
,
рН + рОН = 14,
рОН = 14 – 2,873 = 11,127.
Достарыңызбен бөлісу: |
