3. Вопросы для самоконтроля

1. Какое выражение соответствует константе нестойкости комплексного иона в соединении Na₃[Co(NO₂)₆]?

1)	4)
2)	5)
3)

2. В каком соединении степень окисления комплексообразователя наименьшая?

1) [Cu(NH3)4]SO4	2) [Ni(NH3)6]Cl2	3) [Hg(NH3)4](NO3)2
4) [Ag(NH3)2]Cl	5) [Co(NH3)4]Cl2

3. Чему равно координационное число комплексообразователя в соединении [Co(NH₃)₂(H₂O)₄]Cl₃?

1) 9

2) 6

3) 2

4) 4

5) 7

4. Указать формулу гексацианоферрат (II) калия.

1) K3[Fe(CN)6]	2) K4[Ni(CN)6]	3) K3[Co(CN)6]
4) K2[Pt(CN)4]	5) K4[Fe(CN)6]

5. Сравнив константы нестойкости, указать самый нестойкий ион.

1)	2)	3)
4)	5)

Лабораторная работа № 2 замерзание растворов

Цель работы: определить температуру замерзания растворителя (воды), молярных растворов хлорида калия; вычислить степень диссоциации растворов хлорида калия и сравнить их между собой.

1. Теоретическая часть

Термодинамика процесса растворения.

Растворение веществ происходит с различными тепловыми эффектами.

Тепловой эффект сольватации - количество теплоты, которая выделяется при взаимодействии растворенного вещества с молекулами растворителя и образование связей между ними. Тепловой эффект, сопровождающий процесс растворения, относящийся к 1 молю растворенного вещества, называется молярной теплотой растворения ΔН_раств.

ΔН_раств. = ∆Н₁ + ∆Н₂

где ∆Н₁ - количество теплоты, затраченной на распределение частиц растворяемого вещества среди молекул растворителя; или для твердого вещества, энергия необходимая для разрушения кристаллической решетки и энергия необходимая для разрыва связей между молекулами растворителя (процесс эндотермический).

∆Н₂ - тепловой эффект сольватации (процесс экзотермический).

Сольватация - электростатическое взаимодействие между частицами (ионами, молекулами) растворенного вещества ирастворителя. Сольватация в водных растворах называетсягидратацией.

В зависимости от того преобладает первая или вторая составляющие, процесс растворения может быть экзотермический или эндотермический:

если ∆Н₂>∆Н₁, процесс экзотермический и ∆Н < 0;

если ∆Н₂ < ∆Н₁, процесс эндотермический и ∆Н > 0.

Так, например, тепловой эффект растворения:

_раств.(NH₄NO₃) = 26,5 кДж/моль, _раств.(Н₂SO₄) = −74,2 кДж/моль.

Коллигативные свойства растворов.

Свойства растворов, которые зависят только от концентрации частиц в растворе и не зависят от природы растворенного вещества, называются коллигативными.

Коллигативные свойства разбавленных растворов могут быть описаны количественно и выражены в виде законов. К ним относятся:

- давление насыщенного пара растворителя над раствором (закон Рауля)

- понижение температуры замерзания раствора

- повышение температуры кипения раствора

- осмотическое давление

1 закон Рауля: относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворенного вещества.

p₀ - давление насыщенного пара над растворителем, Па p - давление насыщенного пара над раствором, Па n₀ - число моль растворителя n - число моль растворенного вещества.

2 закон Рауля: понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения раствора прямо пропорционально моляльной концентрации раствора (число моль растворенного вещества в 1 кг растворителя):

К_кр. – криоскопическая константа, К_эб. – эбулиоскопическая константа, выбираются для растворителя, кг·К/моль

m_{р. вещества} – масса растворенного вещества, г

М_{р. вещества} – молярная масса растворенного вещества, г/моль.

m_{растворителя} – масса растворителя, г.

Осмос. Осмотическое давление, закон Вант-Гоффа.

Осмос - односторонняя самопроизвольная диффузия молекул растворителя через полупроницаемую мембрану из раствора с низкой концентрацией в раствор с более высокой концентрацией.

Осмотическое давление р_осм. – внутреннее давление растворенного вещества, численно равное тому внешнему давлению, которое нужно приложить, чтобы прекратить явление осмоса:

С_М – молярная концентрация раствора, моль/л

R = 8,31 Дж/моль·К, универсальная газовая постоянная

Т- температура, К.

Данные законы справедливы для идеальных растворов или растворов неэлектролитов, в растворах электролитов следует учесть диссоциацию молекул на ионы, т.к. для них не выполняются законы Рауля и Вант-Гоффа.

Для учета этих отклонений Вант-Гофф внес в уравнения поправку для растворов электролитов:

i – изотонический коэфициэнт.

Изотонический коэффициэнт, как поправку вводят в уравнения свойств растворов. Изотонический коэффициент для растворов электролитов всегда больше единицы, причем с разбавлением раствора i возрастает до некоторого целочисленного значения.

Степень диссоциации – отношение числа молекул, распавшихся на ионы, к общему числу молекул:

α – степень диссоциации

N – число молекул, распавшихся на ионы, N₀ – общее число молекул

n – число ионов, на сколько диссоциирует молекула. Например для реакции:

CaCl₂ → Ca²⁺ + 2Cl¯, n=3.

Примеры решения задач.

1. Вычислите понижение температуры замерзания раствора, если в 200 г бензола растворили 15 г гексана (C₆H₁₄), криоскопическая постоянная бензола - К_кр=5,07 К·кг/моль.

Дано: mрастворителя=200г (C6H6) mр. в-ва=15г (C6H14) Mр. в-ва =86г/моль (C6H14) Ккр=5,07 К·кг/моль(C6H6) Δt - ?

Решение:

Аналогично решаются задачи на вычисление повышения температуры кипения и вычисления молярной массы растворенного вещества.

2. Вычислите осмотическое давление раствора при температуре 20ºC, если в 1 литре раствора содержится 50 г глюкозы (C₆H₁₂О₆).

Дано: Vраствора=1л = 1·10^-3м^3 mр. в-ва=50г (C6H12О6) Mр. в-ва =180г/моль (C6H12О6) t= 20ºC; 293 К R= 8,31 Дж/моль·К росм. -?

Решение: ;

3. При растворении в 600 г воды 20 г хлорида кальция экспериментальное значение понижения температуры замерзания раствора составило 1,3^оC, криоскопическая постоянная воды – К_кр=1,86 К·кг/моль. Вычислить степень диссоциации хлорида кальция.

Дано: mрастворителя=600г mр. в-ва=20г (CaCl2) Mр. в-ва =112г/моль (CaCl2) Ккр=1,86К·кг/моль(H2O) Δtзам. (экспер.)=1,3ºC α - ?	Решение: Найдем теоретическое значение температуры замерзания раствора:
Изотонический коэффициент равен: ; n=3 (число ионов, образующихся при диссоциации молекулы хлорида кальция). Степень диссоциации равна: