Свойства растворов неэлектролитов

Температура замерзания (кристаллизации) раствора ниже температуры замерзания (кристаллизации) чистого растворителя, а температура кипения раствора выше температуры кипения растворителя.

Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов по сравнению с чистым растворителем определяют по II закону Рауля:

Dt_зам. = К_к×С_m; Dt_кип. =К_э×C_m,

где Dt_зам. и Dt_кип. – соответственно понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения раствора находят по формуле

Dt_зам = Т_{зам. р-ля} – Т_{зам. р-ра} ; Dt_кип= Т_{кип. р-ра} – Т _{кип. р-ля};

К_к и К_э – соответственно криоскопическая и эбулиоскопическая константы растворителя; С_m – моляльная концентрация раствора (моль/кг) может быть найдена по формуле

,

где m₁ – масса растворенного вещества, г; М – его молярная масса, г/моль; m₂ – масса растворителя, г.

Осмотическое давление раствора неэлектролита определяют согласно закону Вант-Гоффа:

,

где n – количество растворенного вещества, моль; V – объем раствора, м³; R – газовая постоянная, равная 8,31 Дж/(моль·К); Т – температура, К; m – масса растворенного вещества, г; M – его молярная масса, г/моль; См - молярная концентрация, моль/л

Пример 1. Раствор, содержащий 11,04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при -0,279°С. Вычислите молярную массу глицерина.

Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0⁰С, следовательно, понижение температуры кристаллизации ∆T = 0 - (- 0,279) = 0,279°. Масса глицерина m (г), приходящаяся на 1000 г воды, равна:

M = = 13,8 г

Подставляя в уравнение M = K

числовые значения, вычисляем молярную массу глицерина:

 

М = = 92 г/моль.

Пример 2. Вычислите осмотическое давление раствора, содержащего в 1,4 л 63 г глюкозы C₆H₁₂O₆ при 0 °С.

Решение. Молярная масса глюкозы составляет 160 г/моль, следовательно, в 1,4 л раствора содержится количество вещества глюкозы

.

Осмотическое давление этого раствора глюкозы равно

.

Дж = Па ∙ м³; 1л = 10 ^–3 м³.

Таблица 1.

Криоскопические и эбуллиоскопические константы растворителей

Растворитель	Формула	tпл, 0C	Tкип, 0C	Кк	Кэ
Анилин	C6H5NH2	-5,96	184,3	5,87	3,69
Ацетон	CH3COCH3	–94,6		2,4	1,48
Бензол	C6H6	5,4	80,2	5,1	2,57
Вода	H2O			1,86	0,516
Камфора	С10H16O				6,09
Метиловый спирт	CH3OH	–		–	0,84
Нафталин	C10H8	80,1		6,89	5,8
Нитробензол	C6H5NO2	5,82	210,9	8,1	5,27
Сероуглерод	CS2	–	46,3	–	2,34
Уксусная кислота	CH3COOH	16,65	118,5	3,9	3,14
Фенол	C6H5OH	–	182,1	–	–
Хлороформ	CHCl3	-63,2	61,12	4,90	3,8
Этиловый спирт	C2H5OH	–	77,4	–	1,2
Эфир (диэтиловый)	(C2H5)2O	-117	34,6	1,79	2,02

 

Задание: вычислить молярную массу растворенного ве­щества, используя данные таблицы 1.

 

№ задачи	Растворенное вещество	Растворитель	Dt	Температура замерзания р-ра, °С
Название	Масса, г	Название	Масса, г
	Неэлектролит Нафталин Неэлектролит   Сера Спирт Спирт Неэлектролит Этиловый спирт Мочевина Сера	0,2   3,24 15% 6,55 1,05 8,74   0,162	Бензол Вода Диэтиловый эфир Бензол Вода Вода Вода Вода   Вода Бензол		0,318   0,453   0,81     0,081	-1,45   -10,26 -0,53 -0,7 -0,354   -3,72

 

 

№ задачи	Растворенное вещество	Растворитель	Dt	| темп-pa кипения р-ра, °С
название	масса, г	Название	масса, г	р-ра	p-ля
	Фосфор Сера Глицерин Фенол   Хлороформ   Сера   Йод Глицерин Неэлектролит Неэлектролит	1,08 5,12 9,2 0,94     0,81   12,7 2,3 55,4 0,062 моль	Сероуглерод Бензол Ацетон Этиловый спирт Диэтиловый эфир Бензол Этиловый спирт Ацетон Вода Вода	2,5 л 200 мл	0,47 4,1   0,232   0,635   0,081	56,38   79,59   56,73 100,16 100,16	78,3   56,3

 

Задание: вычислить осмотическое давление водных растворов неэлектролитов

№ задачи	Неэлектролит	Содержание	Объем раствора	Температура	Формула
	–	0,2 моль/л	-
	–	0,15 моль	2л
	–	0,02 моль/л	-
	–	0,04 моль/л	-
	сахар	91 г	1л		C12H22O11
	глицерин	46г	3л		С3H5(OH)3
	сахар	68,4г	3л		C12H22O11
	анилин	3,72г	1л		C6H5NH2
	глицерин	0,736г	0,4л		С3H5(OH)3
	глюкоза	90,08г	4л		C6H12O6
	сахар	3г	5 л		C12H22O11
	глицерин	4г	2 л		С3H5(OH)3
	метиловый спирт	3г	1л		CH3OH
	фенол	0,1г	2л		C6H5OH
	глюкоза	63г	1,4л		C6H12O6
	-	0,5 моль	2 л
	-	0,25 моль	1 л
	-	0,05 моль	3 л
	глицерин	3г	2 л		С3H5(OH)3
	-	2 моль/л	-

 

КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ

Пример 1. Для золя, полученного по реакциям:

1) AgNO₃(изб) + KI→ AgI + KNO₃ 2) AgNO₃ + KI(изб) → AgI + KNO₃ указать: а) заряд коллоидной частицы

б) потенциалопределяющий ион

в) противоионы

г) внесением катионов или анионов электролита можно вызвать коагуляцию?

Решение. Коллоидные растворы это гетерогенная система, состоящая из множества мелких частиц какого–либо вещества, находящихся во взвешенном состоянии в однородной среде. Золи - жидкие коллоидные системы с частицами дисперсной фазы (мицеллами), свободно и независимо друг от друга перемещающимися в процессе броуновского движения. Процесс укрупнения частиц, потеря агрегативной устойчивости золя называется коагуляцией. Коагуляция золя приводит к потере его кинетической устойчивости, которая выражается в образовании осадка.

По таблице 2 «Растворимость важнейших солей в воде» определяем, что золем является AgI↓.

1) AgNO₃(изб) + KI→ AgI + KNO₃

а) Ядро состоит из электронейтрального агрегата частиц с адсорбированными ионами элементов, входящих в состав ядра (Ag⁺). После образования коллоидного раствора останется избыток Ag⁺ и NO₃^-. Так как в состав AgI↓ входит Ag⁺, то именно Ag⁺ будет адсорбироваться на поверхности, благодаря чему поверхность приобретет положительный заряд.

 

б) Специфически адсорбирующиеся ионы (Ag⁺) называют потенциалопределяющими: от них зависят знак и величина потенциала поверхности.

в) К положительно заряженной поверхности притягиваются противоионы NO₃^-. Адсорбированные ионы и противоионы с растворителем образуют адсорбированный слой. Суммарно заряд частицы равен разности зарядов адсорбированных ионов и противоионов. Вокруг частиц находится диффузный слой ионов, заряд которых равен заряду коллоидной частицы. Коллоидная частица и диффузный слой образуют электронейтральную мицеллу.

г) Коагуляцию можно вызвать, устранив одноименный заряд коллоидной частицы и защитную гидратную оболочку. Этого можно достигнуть путем введения в коллоидную систему электролита, имеющего противоионы по отношению к заряженным коллоидным частицам. При этом противоионы полностью нейтрализует заряд потенциалопределяющих ионов, т. е. коллоидная частица станет незаряженной. Гидратная оболочка частицы в значительной мере разрушается, и коллоидные частицы становятся незащищенными, при столкновениях слипаются, укрупняются. В нашем случае противоионами являются NO₃^- то есть анионы электролита.

2) AgNO₃ + KI(изб) → AgI + KNO₃

а) После образования коллоидного раствора останется избыток К⁺ и I^-. Так как в состав AgI↓ входит I^-, то именно I^- будет адсорбироваться на поверхности, благодаря чему поверхность приобретет отрицательный заряд.

б) В нашем случае ионы I^- называют потенциалопределяющими.

в) К отрицательно заряженной поверхности притягиваются противоионы К⁺.

г) Коагуляцию можно вызвать внесением противоионов, т. е. катионов электролита.

 

Задание: указать для золя, полученного по заданной реакции:

а) заряд коллоидной частицы

б) потенциалопределяющий ион

в) противоионы

г) внесением катионов или анионов электролита можно вызвать коагуляцию?

№ задачи	Уравнение реакции
	Ba(NO3)2(изб) + Na2SO4→ BaSO4 + 2NaNO3
	BaCl2(изб) + H2SO4 → BaSO4 + 2HCl
	BaCl2 + H2SO4(изб) → BaSO4 + 2HCl
	AgNO3 + NaCl(изб) → AgCl + NaNO3
	AgNO3(изб) + NaCl → AgCl + NaNO3
	Ba(NO3)2 + Na2SO4(изб) → BaSO4 + 2NaNO3
	Ba(NO3)2(изб) + Na2SO4→ BaSO4 + 2NaNO3
	Na2CО3(изб) + MgSO4→ Na2 SO4 + Mg CО3
	Na2CО3 + MgSO4(изб)→ Na2 SO4 + Mg CО3
	СаSO4 + К2CО3(изб)+ → СаCО3 + К2 SO4
	СаSO4 (изб) + К2CО3+ → СаCО3 + К2 SO4
	BaCl2 + Na2SO4(изб) → BaSO4+ 2NaCl
	BaCl2(изб) + Na2SO4 → BaSO4+ 2NaCl
	СаSO4 (изб) + К2CО3+ → СаCО3 + К2 SO4
	MgSO4 + Na2CО3(изб) → MgCО3 + Na2 SO4
	Na2CО3 + MgSO4(изб)→ Na2 SO4 + MgCО3
	BaCl2 + Na2SO4(изб) → BaSO4 + 2NaCl
	BaCl2(изб) + Na2SO4 → BaSO4 + 2NaCl
	NaCl(изб) +AgNO3 → NaNO3 + AgCl
	AgNO3(изб) + NaCl → AgCl + NaNO3

 

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: