ХИМИЯ 1 Лечебный факультет / Методические указания для студентов / Занятие 3 (Растворы)

Занятие № 3

Методические указания для студентов

ТЕМА: Растворы. Коллигативные свойства растворов.

ЦЕЛЬ: Изучить коллигативные свойства растворов и приобрести навыки криометрических измерений.

Теоретические вопросы:

1. Растворы, определение. Роль воды и растворов в жизнедеятельности. Физико-химические свойства воды, обуславливающие ее роль в качестве единственного биорастворителя. Строение воды, образование межмолекулярных водородных связей.

2. Концентрация растворов, способы ее выражения. Массовая доля, молярная концентрация, моляльная концентрация, молярная концентрация эквивалента, молярная доля и титр.

3. Зависимость растворимости вещества в воде от соотношения гидрофильных и гидрофобных свойств; влияние внешних условий на растворимость.

4. Понятие об идеальном растворе.

5. Закон Рауля и следствия из него: понижение температуры замерзания, повышение температуры кипения раствора.

6. Коллигативные свойства разбавленных растворов неэлектролитов.

7. Коллигативные свойства разбавленных растворов электролитов.

8. Осмос. Омотическое давление: закон Вант-Гоффа. Осмоляльность и осмолярность биологических жидкостей и перфузионных растворов.

9. Понятие о изоосмии. Роль осмоса в биологических системах. Плазмолиз, гемолиз.

10. Законы растворения газов в воде и биологических жидкостях.

Обучающие задачи:

1. Какой объем раствора серной кислоты с массовой долей 98 % (ρ = 1,81г/мл) необходимо взять для приготовления 500 мл раствора с молярной концентрацией кислоты 0,25 моль/л. (К_з=1,86 кг×К/моль)

Решение:

n (H₂SO₄) = C (H₂SO₄) × V (p-pa) = 0,25 моль/л×0,5л = 0,125моль

2. m (H₂SO₄) = n (H₂SO₄)×M (H₂SO₄)

M (H₂SO₄) = 2 + 32 + 64 = 98 г/моль

m (H₂SO₄) = 0,125моль×98 г/моль = 12,25 г

Ответ: V(р-ра) = 6,9 мл

2. Вычислите температуру замерзания раствора, содержащего 10г глюкозы в 180г воды (изотонический раствор).

Решение:

1. T_зам = K∙× b (C₆H₁₂O₆)

T_{зам раствора} = T_{зам. р-ля} - T_зам.

T_{зам. раствора} = 273 - 0,57 = 272,43⁰К или -0,57⁰С

Ответ: -0,57⁰С

3. Определите осмотическое давление при 37⁰С в растворе с молярной концентрацией NaCl 0,16 моль/л. Будет ли этот раствор изотоничен плазме крови? Изотонический коэффициент NaCl равен 1,95.

Решение:

 = i×C (NaCl)∙×R×T R = 8,31 кПа×л/моль×К T = 273 + 37 = 310 K

 = 1,95 × 0,16моль/л × 8,31кПа×л/моль×К × 310К = 803,7 кПа

Осмотическое давление близко плазме крови, раствор изотоничен плазме крови.

Задачи для самостоятельного решения.

Упражнение 1. В каких системах можно наблюдать явление осмоса? Приведите примеры природных осмотических явлений.

Упражнение 2. Почему клубника, посыпанная сахаром, даёт сок?

Упражнение 3. Какую цель преследуют, посыпая снег на тротуаре солью?

Упражнение 4. Почему при аллергических реакциях, сопровождающихся отеками тканей, в организм вводят высококонцентрированные растворы хлорида кальция (10%) и глюкозы (20%) ?

Задача 1. Вычислить молярную, моляльную, моль-эквивалентную концентрации и молярную долю серной кислоты в 20% её растворе с плотностью 1,14 г/мл.

Ответ: С(Н₂SO₄)=2,33 моль/л; b(Н₂SO₄)=2,55моль/кг; С(1/2Н₂SO₄)=4,66 моль/л; χ(Н₂SO₄)=0,044

Задача 2. Этиловый спирт внутривенно иногда вводят при гангрене и абсцессе легкого в виде раствора с массовой долей 20%. Определите, будет ли при 37⁰С данный раствор этилового спирта изотоничен плазме крови? Плотность раствора принять за 1 г/мл.

Ответ: 11200 кПа, раствор спирта –гипертонический.

Задача 3. Рассчитайте осмотическое давление при 310К водного раствора, содержащего в 0,1л дезоксирибозу массой 1,34г. Каким (гипо-, гипер- или изотоническим) является этот раствор по отношению к плазме крови?

Ответ: П_осм= 258 кПа

Задача 4. Осмотическое давление плазмы крови равно 7,8×10⁵Н/м². Рассчитайте, сколько граммов хлорида натрия необходимо для приготовления 200мл раствора изотоничного плазме крови. Степень диссоциации хлорида натрия 95%.

Ответ:1,81г.

Задача 5. Опишите состояние эритроцитов при 310К в растворах сахарозы с массовой долей 8% (плотность 1,03 г/мл) и глюкозы с ω=2% (плотность 1,006 г/мл).

Ответ: гемолиз

Задача 6. Осмотическое давление крови в норме 780 кПа. Вычислите осмолярность крови при 310 К.

Ответ: С_осм = 0,303 осмоль/л

Задача 7. Рассчитайте кажущуюся степень электролитической диссоциации LiCl в растворе с молярной концентрацией эквивалента равной 0,1 моль/л, если раствор изотоничен с 0,19 моль/л раствором сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ при 0⁰С.

Ответ: i = 1,89

Тестовые вопросы

1. Раствор, содержащий 4,6 г глицерина (М=92) в 100 г воды , замерзает при темпратуре___С

1) -0,465 2) -0,372 3) 0,186 4) -0,93

2. Растворение твердых веществ в воде характеризуется:

1) DH<0, DS<0 3) 0, S=0

2) 0, S0 4) =0, S0

3. Сольватирование частиц растворенного вещества является процессом ______

1) Эндотермическим 3) Экзотермическим

2) Физическим 4) Необратимым

4. Растворимость газов в жидкости повышается при___

1) понижении температуры 3) повышении температуры

2) понижении давления газа 4) введении в жидкость электролитов

5. Зависимость растворимости газа от концентрации электролита в растворе описывается законом____

1) Генри 3) Вант-Гоффа

2) Рауля 4) Сеченова

6. Осмотическое давление раствора глюкозы с молярной концентрацией 0,1 моль/л при 25С равно _____ кПа.

1) 61,9 2) 51,6 3) 123,8 4) 247,6

7. Осмотическое давление раствора хлорида натрия с молярной концентрацией 0,1 моль/л (изотонический коэффициент 1,95) при 25 С равно _____ кПа.

1) 247,6 2) 482,9 3) 20,8 4) 40,5

8.Уравнение π=СRT является математическим выражением закона ___

1) Вант-Гоффа 3) Дальтона

2) Рауля 4) Сеченова

9. Осмолярная концентрация раствора глюкозы, если при температуре 25С его осмотическое давление равно 247,6 кПа, составляет _____ моль/л.

1) 1,2 2) 0,12 3) 0,1 4) 12

10. Процесс перехода молекул растворителя через полупроницаемую мембрану из раствора с меньшей концентрацией в раствор с большей концентрацией называется___

1) электролитическая диссоциация 3) осмос

2) гидролиз 4) диффузия

11. Растворы хлорида натрия и глюкозы с одинаковой концентрацией имеют:

1) Одинаковое осмотической давление 3) Одинаковое давление пара над раствором

2) Разное осмотическое давление 4) Разный цвет

12. Водный раствор глюкозы с моляльной концентрацией 0,5 моль/кг замерзнет при температуре___С. Криоскопическая постоянная воды равна 1,86.

1) – 0,93 2) 0,93 3) 0 4) – 3,72

13. Водный раствор глюкозы с моляльной концентрацией 1 моль/кг закипит при температуре ___С. Эбулиоскопическая постоянная воды 0,516.

1) 0,516 2) 100,516 3) 273,516 4) 298,516

14. Растворы глицерина и глюкозы будут иметь одинаковое осмотическое давление при 25С если у них ____.

1) Одинаковый объем 3) Разная концентрация

2) Одинаковая концентрация 4) Разный объем

15. В случае равных моляльных концентраций наибольшее понижение температуры будет в растворе

1) С₆Н₁₂О₆ 2) NaCl 3) KCl 4) CaCl₂

16. Повышение температуры кипения раствора по сравнению с чистым растворителем является следствием

1) Понижения давления пара над раствором

2) Повышения давления пара над раствором

3) Повышения плотности раствора

4) Изменения поверхностного натяжения раствора

Методические указания подготовлены доцентом Дарюхиной Е.Н., профессором Сторожок Н.М. 5.09.2012г.

Зав. кафедрой общей и

,иоорганической химии, профессор Сторожок Н.М.