7.3 Властивості розчинів

Із законів, яким підкоряються ідеальні розчини, найбільш важливими є закон Вант-Гоффа та Рауля.

Згідно з законом Вант-Гоффа (1885) осмотичний тиск розчину чисельно дорівнює тому тиску, який би мала розчинена речо­вина у газоподібному стані при тій же температурі та об'ємі, що і в розчині.

Осмос - явище, відкрите Ноле у 1743 році . Його суть полягає у дифузії складових частин розчину (розчинника та розчиненої ре­човини) через напівпроникну перегородку з неоднаковою швидкістю. Математичний вираз закону Вант-Гоффа співпадає з математичним виразом об'єднаного газового закону:

де: Р - тиск; V - об'єм, R - універсальна газова стала, Т - абсолютна температура, ν(Х) - число молів розчиненої речо­вини. Так як ν(Х)/V = С(Х), де С(Х) - молярна концентрація розчи­неної речовини, то для закону Вант-Гоффа одержимо:

Згідно з першим законом Рауля відносне зниження тиску пари розчинника над розчином нелеткої сполуки пропорційне молярній долі розчиненої речовини:

де: Р^о і Р - тиск пари над розчинником і розчином відповідно;

ν(Х) і ν(Р) – число молів розчиненої речовини і розчинника

відповідно.

Згідно з другим законом Рауля, для розбавлених розчинів підвищення температури кипіння або зниження температури замерзання пропорційне моляльній концентрації розчиненої речовини:

де: К - ебуліоскопічна або кріоскопічна стала.

7.3. Питання та задачі для самоконтролю

1. Які системи називаються розчинами? Склад розчинів.

2. Насичені та ненасичені, пересичені, концентровані і розбавлені розчини.

3. Процес розчинення – сукупність фізичних і хімічних явищ. Теплота розчинення.

4. Розчинність газів. Закон Генрі-Дальтона.

5. Концентрація розчиненої речовини. Способи вираження концентрації розчиненої речовини.

6. Густина розчинів і способи її визначення.

7. Сутність явища осмосу, осмотичний тиск. Закон Вант-Гоффа.

8. Тиск пари розчинника над розчинами нелетких речовин. Перший закон Рауля.

9.Температура замерзання та кипіння розчинів. Другий закон Рауля.

10. Розчинність солі за 303 К складає 12,5 г/100 г Н₂О. Скільки треба взяти води, щоб розчинити 1 кг цієї солі за даної температури до утворення насиченого розчину?

11.З насиченого за 333 К розчину KNO₃ (розчинність солі за да­них умов 110 г/100 г Н₂О) в процесі охолодження до 283 К (розчинність 20 г/100 г Н₂О) викристалізувалось 3 кг солі. Визначте масу солі і води у вихідному розчині .

12. В 1 тонні води Світового океану в середньому міститься 27,2 кг NaCl, 3,8 кг MgCl₂, 1,3 кг CaSO₄, 1,6 кг MgSO₄, по 0,1 кг СаСО₃ і MgBr₂. Обчисліть сумарну масову частку солей у розчині та окре­мо концентрацію кожної із солей .

13. Дано 500 г розчину СаС1₂, масова частка солі в якому 0,2.Як зміниться концентрація розчиненої речовини, якщо до нього: а) прилити 100 г води; б) внести ще 100 г СаС1₂?

14. Визначте масову частку сульфату натрію в розчині, що утворився після розчинення 16,1 г глауберової солі Na₂SO₄10H₂O в 54,9 г води.

15.100 мл 96%-ї H₂SO₄ (густина 1,84 г/мл) змішали з 400 мл води. Утворився розчин, густина якого 1,168 г/мл. Обчисліть масову й молярну концентрації розчиненої речовини.

16.Розрахуйте молярну концентрацію 20%-го розчину гідроксиду калію, якщо густина розчину складає 1,2 г/мл.

17. Обчислити температуру замерзання та кипіння водного розчину глюкози, масова частка якої 15 %. (Відповідь: Т₃ = 271,34 К; Т_к = 373,67 К).

18. При розчиненні 0,029 моль неелектроліту в 100 г ацетону температура кипіння останнього підвищилась на 0,43 К. Визначити ебуліоскопічну константу ацетону.

19.Скільки грамів глюкози міститься в 0,2 л розчину, осмотичний тиск якого при 37°С дорівнює 810,6 кПа?

20. Визначити молекулярну масу гемоглобіну, якщо осмотичний тиск розчину (5 г речовини в 100 мл розчину) при 27°С становить 1,82 • 10³ Па.