Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов. Второй закон Рауля

Растворы замерзают при более низкой температуре, а кипят при более высокой температуре, чем чистый растворитель. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения раствора пропорционально моляльной концентрации растворенного вещества (второй закон Рауля), т.е.

∆ t^o_зам=К_К∙ С; ∆ t^o_кип=К_Э∙ С;

где ∆ t^o_зам – понижение температуры замерзания раствора; ∆ t^o_кип – повышение температуры кипения раствора; К_К – криоскопическая константа; К_Э – эбуллиоскопическая константа; С – моляльная концентрация растворенного вещества.

Если «m» граммов неэлектролита, имеющего молярную массу М, растворены в m граммах растворителя, то закон Рауля для неэлектролитов можно записать в следующем виде:

и

Указанные формулы позволяют находить молярную массу растворенного вещества.

Пример 1. Определение температуры кипения и замерзания раствора неэлектролита.

Определите температуру кипения и замерзания раствора, содержащего 1г нитробензола С₆Н₅NO₂ в 10г бензола. Эбуллиоскопическая и криоскопическая константы бензола соответственно равны 2, 57 и 51^оС.

Решение. По закону Рауля следует, что

Тогда равна

Температура кипения раствора: .

Пример 2. Вычисление молярной массы неэлектролита по повышению температуры кипения раствора.

Раствор камфоры массой 0, 552г в 17г эфира кипит при температуре на 0, 461^оС выше, чем чистый эфир. Эбуллиоскопическая константа эфира 2, 16^оС. Определите молярную массу камфоры.

Решение. Молярную массу камфоры определяем пользуясь соотношением:

Молярная масса камфоры равна 155, 14г∙ моль^-1.

Пример 3. Вычисление криоскопической константы растворителя. Вычислите криоскопическую константу воды, если водный раствор этилового спирта (ω =0, 113) замерзает при -5^оС.

Решение. Молярная масса этилового спирта равна 46, 07. Из соотношения, приведенного в примере 1, получаем:

Криоскопическая константа воды К_К = 1, 81^оС.

Пример 4. Вычислите температуры кристаллизации и кипения 2% -ного водного раствора глюкозы.

Решение. По закону Рауля понижение температуры кристаллизации и повышение температуры кипения раствора (∆ Т) по сравнению с температурами кристаллизации и кипения растворителя выражаются уравнением

(1)

где К — криоскопическая или эбуллиоскопическая константа. Для воды они соответственно равны 1, 86 и 0, 52°; т и М — соответственно масса растворенного вещества и его молярная масса; т₁ — масса растворителя.

Понижение температуры кристаллизации 2%-ного раствора С₆Н₁₂О₆ находим по формуле (1):

Вода кристаллизуется при 0С, следовательно, температура кристаллизации раствора 0 - 0, 21 = - 0, 21 С.

По формуле (1) находим и повышение температуры кипения – 2%-ного раствора:

Вода кипит при 100°С, следовательно, температура кипения этого раствора 100 + 0, 06 = 100, 06°С.

Пример 5. Раствор, содержащий 1, 22 г бензойной кислоты С₆Н₅СООН в 100 г сероуглерода, кипит при 46, 529°С. Температура кипения сероуглерода 46, 3°С. Вычислите эбуллиоскопическую константу сероуглерода.

Решение. Повышение температуры кипения ДТ = 46, 529 - 46, 3 = = 0, 229°. Молярная масса бензойной кислоты 122 г/моль. По формуле (1) находим эбуллиоскопическую константу:

Пример 6. Раствор, содержащий 11, 04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при -0, 279°С. Вычислите молярную массу глицерина.

Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0 ⁰С, следовательно, понижение температуры кристаллизации ∆ Т=0 – (-0, 279)=0, 279⁰С. Масса глицерина т (г), приходящаяся на 1000 г воды, равна:

Подставляя в уравнение

(2)

числовые значения, вычисляем молярную массу глицерина:

Пример 7. Вычислите массовую долю (%) водного раствора мочевины (NH₂)₂CO, зная, что температура кристаллизации этого раствора равна -0, 465⁰С.

Решение: Температура кристаллизации чистой воды 0⁰С, следовательно, ∆ Т = 0 – (-0, 465) = + 0, 465⁰. Молярная масса мочевины 60 г/моль. Находим массу m (г) растворенного вещества, приходящуюся на 1000г воды, по формуле (2):

Общая масса раствора, содержащего 15г мочевины, составляет 1000+15=1015г. Процентное содержание мочевины в данном растворе находим из соотношения

В 1015г раствора – 15г вещества

В 100 г раствора – х

х = 1, 48%

Растворы электролитов

Соли, кислоты, основания в водном растворе диссоциируют, образуя ионы противоположных зарядов. Вследствие этого растворы проводят электрический ток и называются электролитами. Таким образом, электролит – раствор, содержащий ионы; если же при растворении вещества не происходит диссоциации молекул, такие вещества называются неэлектролитами.

Количественной характеристикой электролитической диссоциации
является степень диссоциации α.

α.= С_дисс/С_общ – отношение концентрации молекул, распавшихся на ионы, к общей концентрации молекул. Если α =0, раствор неэлектролита, если α =1, молекулы электролита полностью распались на ионы.

По величине α электролиты можно условно разделить на сильные, средние и слабые. Для сильных электролитов α.> 0, 3 (> 30%); для средних α.= 0, 03 - 0, 3 (2–30%), для слабых α.< 0, 03 (< 30 %) (табл. 3).

Таблица 3

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Законодательные и нормативно-правовые акты
2. I.4.7. ЗАКОНЫ И ПРИЁМЫ КИНОПОВЕСТВОВАНИЯ
3. III.5. Анализ урока с учетом закономерностей процесса мышления
4. P.S., где рассказывается о том, что было услышано 16 февраля 1995 г., во второй половине седьмого дня нашего отступления.
5. X. Законы Ома. Правила Кирхгофа
6. А о том - кто же на самом деле , по Духовным Законам Бога , является Мужем и Женой , я уже говорил в другой моей статье - « Фарисейство - как раковая опухоль тела Христова .» . . .
7. А. Закон Кулона. Принцип суперпозиции.
8. А. Закон Отвержения и желание
9. АГРАРНОГО ЗАКОНОДАТЕЛЬСТВА С АНАЛОГИЧНЫМ
10. Адвокатская и нотариальная деятельность как деятельность по обеспечению защиты прав и законных интересов физических и юридических лиц
11. Адвокатура в России во второй половине XIX-начале XX века
12. Адсорбционные методы выделения кофеина из водных растворов.