WWW.DIS.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 |

«Хабаровск 2005 Коллигативные свойства растворов Методические указания для самостоятельной работы студентов первого курса всех специальностей и форм обучения Хабаровск 2005 УДК ...»

-- [ Страница 1 ] --

Коллигативные свойства растворов:

Хабаровск

2005

Коллигативные свойства растворов

Методические указания для самостоятельной работы студентов первого

курса всех специальностей и форм обучения

Хабаровск

2005

УДК 541.8.04(076)

1

Коллигативные свойства растворов: Методические указания для самостоятельной работы студентов первого курса всех специальностей и форм обучения. / Сост. Т.В. Гомза. — Хабаровск: ХГТУ, Изд-во ХГТУ. 2005. —20 с.

Методические указания содержат теоретический материал, примеры решения задач и многовариантные задания для самоподготовки, которые можно варьировать по уровням трудности и в зависимости от специальности обучаемых.

Печатается в соответствии с решением кафедры «Химия».

ХГТУ, Введение Четыре свойства разбавленных растворов нелетучего вещества в летучем растворителе традиционно объединяются под названием коллигативных свойств:

1. Понижение давления пара растворителя.

2. Повышение температуры кипения растворителя.

3. Понижение температуры замерзания растворителя.

4. Явление осмотического давления.

Эти свойства называются коллигативными (что означает коллективными) потому, что они зависят от количества имеющихся молекул или ионов растворенного вещества, а не от природы растворенных частиц.

Уравнения, описывающие коллигативные свойства, выведены из. условия, что частицы в растворе не взаимодействуют между собой, го есть ведут себя аналогично идеальным газам. Строго говоря, свойствами идеального раствора не обладает ни один реальный раствор. Но большинство реальных растворов при малых значениях концентраций растворенного вещества практически ведут себя как идеальные, и уравнения, описывающие коллигативные свойства, достаточно точны для большинства разбавленных растворов.

Зависимость коллигативных свойств растворов от природы растворителя выражается в криоскопической и эбуллиоскопической константах, индивидуальных для каждого растворителя.

Коллигативные свойства играли важную роль для развития химии, поскольку они позволяли судить о числе частиц имеющегося в наличии растворенного вещества, а, следовательно, о его молекулярной массе и степени ионизации в растворе. Коллигативные свойства позволили Аррениусу показать, что в растворе содержится больше частиц, чем имелось в наличии молекул растворенного вещества, а, следовательно, что молекулы растворенного вещества в растворе распадаются на ионы. В настоящее время коллигативные свойства используются главным o6pазом для определения молекулярных масс неизвестных веществ.

Понижение давления пара растворителя Пар над жидкостью в состоянии равновесия называется насыщенным паром. Давление насыщенного пара — характерная величина для данного вещества и зависит от температуры. Если в жидкости растворены нелетучие вещества, то давление ее пара понижается.

Свойства разбавленных растворов определяются только природой растворителя и числом частиц растворенного вещества, поскольку вследствие малых концентраций силами взаимодействия между молекулами компонентов раствора можно пренебречь.

Давление насыщенного пара растворителя над раствором (Р) всегда меньше, чем над чистым растворителем (Ро). Это связано с тем, что поверхность раствора частично занята сольватированными молекулами растворенного вещества, благодаря чему уменьшается поверхностная концентрация молекул самого растворителя, а, следовательно, и скорость его испарения.

Понижение давления пара раствора — разность между давлением пара растворителя (р0) и давлением пара раствора P0 P P.

Понижение давления пара раствора прямо пропорционально мольной доле растворенного вещества в растворе или пропорционально отношению числа молей растворенного вещества к общему числу молей, содержащихся в растворе:

n P P0 P P0 ;

n n где n— число молей растворенного вещества; п0 — число молей растворителя.

Р, отнесенная к P0, называется относительным понижением давления P пара растворителя.

P Первый закон Рауля Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворенного вещества Раствор масляной кислоты (С3Н7СООН) в хлороформе используется при экстракционном разделении лантаноидов и актиноидов. Давление пара хлороформа при 20° С равно 200 мм рт. ст. Вычислить давление пара 8 М раствора масляной кислоты в хлороформе (плотность раствора — 1,48 г/см3).

По условию задачи P0 200 мм рт.ст. ; молярность раствора 8 моль/л, т.е. n = 8 моль.

Подсчитываем n0:

Масса 1 л раствора равна 1480 г;

масса растворителя CHCl3 в растворе равна mр-ля = mр-ра – mр-го = 1480 – 8 М (С3Н7СООН) = 1480 – 888 = 776 г.

Отсюда 200 – Р = Р = 200 – 89,6 = 110,4 мм рт. ст.

Раствор трибутилфосфата в бензоле применяют для экстракции из раствора соли плутония.

Давление пара бензола при 15° С равно 60 мм рт. ст. Понижение давления пара 5 %-го раствора трибутилфосфата (С4Н9)3РО4 в бензоле равно 0,91 мм рт. ст. Какова молекулярная масса бензола (давлением пара трибутилфосфата пренебречь)?

В 100 г раствора масса трибутилфосфата (ТБФ) равна 5 г, масса бензола — 95 г. Итак, молекулярная масса бензола равняется 78 г/моль.

Поскольку понижение давления получаем:



М(бензола) = 78 г/моль.

Изменение температур кипения и замерзания растворов Понижение давления пара над растворами приводит к тому, что они кипят и замерзают при температурах, отличающихся от соответствующих температур для чистых растворителей. Известно, что жидкость закипает, когда давление ее насыщенного пара становится равным внешнему давлению, а кристаллизация жидкости начинается в тот момент, когда давление ее насыщенных паров становится равным давлению над твердой фазой, в которую она переходит. Поэтому растворы кипят при более высоких температурах (tК р-ля), а замерзают при более низких температурах (tЗ р-ля), чем чистые растворители (tЗ р-ля).

Повышение температуры кипения раствора (tК) и понижение температуры замерзания раствора (tЗ) по сравнению с чистым растворителем пропорциональны моляльной концентрации растворенного вещества.

Коэффициент пропорциональности Е называется эбулиоскопической постоянной растворителя. Она равна tК для одномоляльного раствора любого неэлектролита в данном растворителе, то есть зависит от природы растворителя и не зависит от природы растворенного вещества.

Коэффициент пропорциональности К называется криоскопической постоянной растворителя. Она равна tЗ для одномоляльного раствора любого неэлектролита в данном растворителе, то есть связана с природой растворителя и не зависит от природы растворенного вещества.

Законы Рауля можно использовать для определения молекулярных масс (Мр-го) растворенных веществ:

отсюда и аналогично по понижению температуры замерзания Осмосом называют диффузию растворителя через полупроницаемую перегородку, разделяющую раствор и чистый растворитель или два раствора различной концентрации.

Осмотическое давление (Росм.) – это давление, которое нужно приложить к раствору, чтобы привести его в равновесие с чистым растворителем, отделенным о него полупроницаемой перегородкой.

Теоретическое выражение для осмотического давления получил ВантГофф, рассматривавший поведение частиц вещества в растворе аналогично поведению молекул газа, занимающего одинаковый с раствором объем.

Осмотическое давление разбавленного раствора численно равно тому давлению, которое производило бы данное количество растворенного вещества, занимая в виде газа при данной температуре объем, равный объему раствора.

Осмотическое давление прямо пропорционально молярной концентрации раствора и температуре.

Закон Вант-Гоффа позволяет вычислить осмотическое давление раствора, если известны его концентрации и температура. Основанием для расчетов могут служить следующие рассуждения.

Если 1 моль газа заключить в сосуд емкостью 22,4 л, то при 0оС давление окажется равным 1 атм. То же количество газа, помещенное в сосуд емкостью 1 л, окажет при той же температуре давление в 22,4 раза больше, то есть 22,4 атм. Переходя к осмотическому давлению, рассуждаем таким же образом. Если 1 моль растворенного вещества находится в22,4 л раствора, то осмотическое давление такого раствора при 0оС равно 1 атм. То же количество растворенного вещества, находясь в 1 л раствора, создает осмотическое давление 1 л одномолярного раствора неэлектролита при 0оС составляет 22, атм.

Вычислить осмотическое давление при 22оС раствора, в 1,2 л которого содержится 20,5 г сахара.

Решение: Воспользуемся формулой расчета осмотического давления Чему равно осмотическое давление раствора, содержащего 15,8 г пиридина С5Н5N (M = 79) в 100 мл раствора при 0оС ?

вательно, осмотическое давление при 0оС будет равно 22,4 2 = 44,8 атм.

Для понижения температуры замерзания воды, используемой для охлаждения двигателей автомашин (антифриз), в воду добавляют неэлектролит.

Сколько молей неэлектролита на 1000 г воды нужно взять, чтобы понизить температуру замерзания антифриза на 5оС ? Какое количество для этого нужно взять глицерина С3Н3О8 (М = 92)? Этилового спирта С2Н6О (М = 46)?

Решение: Введение 1 моль неэлектролита понижает температуру замерзания водного раствора на 1,86оС. Для понижения температуры замерзания на 5оС нужно 2,687 моль неэлектролита, что составит 2,687 92 = 247,2 г глицерина или 2,687 46 = 123,6 г этилового спирта.

При какой температуре будет кипеть раствор, содержащий 18,6 г анилина С6Н6 ?

Решение: tК р-ра = tК р-ля + tК Следовательно, TК р-ра = tК р-ля + Коллигативные свойства растворов электролитов В растворах электролитов число частиц увеличивается за счет диссоциации молекул растворенного вещества. Представим, что в раствор введено N молекул растворенного вещества, способного распадаться на р ионов, а степень диссоциации растворенного вещества. Тогда число молекул, распавшихся на ионы будет N, а число образовавшихся ионов – N р. Число нераспавшихся молекул составит N - N или N (1- ).

Общее число частиц в растворе электролита будет суммой числа молекул и числа ионов:

Если бы диссоциации не произошло (неэлектролит), то число введенных в раствор частиц осталось бы неизменным, равным N (для неэлектролита Nнеэлта).

Отношение числа частиц растворенного вещества в растворе электролита к числу частиц недиссоциирующего растворенного вещества составляет Такую же величину составляет отношение величин описывающих коллигативные свойства растворов, измеренных для электролитов, к величинам, рассчитанным для неэлектролитов.

Эту величину i Вент-Гофф назвал изотоническим коэффициентом.

Таким образом, величина коллигативного свойства для растворов электролитов в i раз больше чем для соответствующего количества растворенного неэлектролита.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

Задание I.

Для приготовления раствора использовали растворители А и вещество С, взяв их в количествах В и Д, соответственно. Какие коллигативные свойства полученного раствора Вы можете охарактеризовать, пользуясь этими данными (табл.1 и табл, приложения) Дайте количественную оценку.

Таблица аКо- Окончание табл. аКо- Задание Требуется приготовить антифриз, взяв в качестве растворителя воду. Рассчитайте, сколько потребуется взять вещества В на количество воды А, если антифриз не должен замерзать до температуры С.



Pages:     || 2 |

Похожие работы:

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Л.М. Смолова ОБЩАЯ ХИМИЯ Рабочая программа, методические указания, элементы теории, вопросы для самопроверки и контрольные задания для студентов заочного отделения ИГНД Учебное пособие Издательство Томского политехнического университета 2010 УДК 54(075.8) ББК 24.1я73 C51 Смолова Л.М. С51 Общая химия. Рабочая...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ Максанова Л.А., Аюрова О.Ж. Методические укаГосударственное образовательное учреждение зания к выполнению лабораторных работ по органичевысшего профессионального образования ской химии для студентов пищевых специальностей.Восточно-Сибирский государственный технологический университет Улан-Удэ: РИО ВСГТУ.-2005.-134 с. (ГОУ ВПО ВСГТУ) Рецензент: Халапханова Л.В., к.т.н., и.о.доц. Настоящие методические указания составлены в соответствии с ГОСВПО программы...»

«Ткаченко А.И. TM AVICENNA НАУЧНО – ЛЕЧЕБНЫЙ ФИТОЦЕНТР ЧИСТОТЕЛ – УКРАИНСКИЙ ЖЕНЬШЕНЬ НАУЧНО – МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ ВРАЧЕЙ И ПРОВИЗОРОВ г. Харьков 2009 1 Великий Авиценна говорил, что все растения могут быть и лекарствами, и ядами – все зависит от их дозировки, времени приема и состояния больного на момент приема лекарства. Изложенная в данном методическом пособии информация не призывает пациента отказаться от квалифицированной медицинской помощи. Это методическое пособие актуально сегодня...»

«Рабочая программа учебной ФТПУ 7.1-21/01 дисциплины УТВЕРЖДАЮ Директор ИГНД _Е.Г. Язиков _ 2009г. РАЦИОНАЛЬНАЯ МЕТОДИКА ПОИСКОВ И ГЕОЛОГОЭКОНОМИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ МИНЕРАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ Рабочая программа и методические указания для специальности 020804 Геоэкология Часть I. Прогнозирование и поиск месторождений полезных ископаемых. Часть II. Геолого-экономическая оценка месторождений полезных ископаемых Институт геологии и нефтегазового дела Обеспечивающая кафедра: геоэкологии и геохимии (ГЭГХ) Курс 4,...»

«ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра общей и неорганической химии С.В. Целищева Л.В. Демидова Б.П. Середа Т.Б. Голубева О.М. Подковыркина ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ Методические указания для лабораторных и практических занятий для студентов очной и заочной форм обучения направлений: 240100 – Химическая технология и биотехнология; 240400 – Химическая технология органических веществ и топлива; 240500 – Химическая технология...»

«Изучение кинетики каталитического окисления аскорбиновой кислоты в водном растворе кислородом воздуха в присутствии фталоцианиновых комплексов металлов (Методические указания к задаче в спецпрактикуме кафедры химии нефти и органического катализа) Ю.А. Крутяков, И.И. Кулакова, Е.Г. Петрова Цель работы: знакомство с методиками гетерогенизации металлокомплексов (на примере фталоцианинов) на поверхности минерального носителя; проведение гомогенной и гетерогенной каталитических реакций окисления...»

«ГОУ ВПО ИГМУ Росздрава Кафедра общей химии Физическая и коллоидная химия Применение уравнения Фрейндлиха к адсорбции органических кислот на твердых адсорбентах ИЗМЕРЕНИЕ АДСОРБЦИИ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ НА ПОВЕРХНОСТИ УГЛЯ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Методическое пособие Иркутск, 2008 Пособие подготовлено кафедрой общей химии ГОУ ВПО ИГМУ Рецензенты: Пособие Применение уравнения Фрейндлиха к адсорбции органических кислот на твердых адсорбентах. Определение адсорбции уксусной кислоты на поверхности...»

«Утверждаю Руководитель Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, Главный государственный санитарный врач Российской Федерации Г.Г.ОНИЩЕНКО 19 декабря 2005 года Дата введения апреля 2006 года 4.1/4.3. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ. ХИМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ/ФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ИГРУШЕК МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ МУК 4.1/4.3.2038- 1. Разработаны: НИИ гигиены и охраны здоровья детей и подростков ГУ Научного центра здоровья детей РАМН (Л.М....»

«Казанский государственный технологический университет Кафедра технологии электрохимических производств ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ МЕТАЛЛОПОКРЫТИЙ (ГАЛЬВАНОТЕХНИКА) Методические указания к лабораторным работам Казань 2005 УДК 541.13(076.5) Составители: И.Н. Андреев, Г.Г. Гильманшин, Ж.В. Межевич Электрохимические технологии металлопокрытий (гальванотехника). Метод. указания к лабораторным работам/Казан. гос. технол. ун-т: Сост: И.Н. Андреев, Г.Г. Гильманшин, Ж.В. Межевич, Казань, 2005 г. 42 с....»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановский государственный химико-технологический университет Кафедра Промышленной экологии Тростин А.Н. Лабораторная работа: Определение концентрации растворов фотокалориметрическим методом. Методические указания к выполнению лабораторного практикума Иваново 2011 Назначение колориметра фотоэлектрический концентрационный КФК-2МП Колориметр фотоэлектрический...»




 
© 2013 www.dis.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.