Раствор 20 г гемоглобина в 1 л воды имеет осмотическое давление
Примеры решения задач — Студопедия
Пример 1. Рассчитайте состав раствора бензол-толуол, который при нормальном давлении кипит при температуре 1000С, а также состав образующегося пара. Раствор считайте идеальным. Давления пара чистых бензола и толуола при 1000С равны 1350 Торр и 556 Торр соответственно.
760 = 556 + (1350-556)х1, откуда х1 = 0,257.
Мольная доля толуола в растворе равна х2 = 1-х1 = 0,743.
Пример 2.
Мольные объемы CCl4 и C6H6 равны 0,09719 и 0,08927 л/моль соответственно, а их парциальные мольные объемы в эквимолярном растворе равны 0,10010 и 0,10640 л/моль. Рассчитайте мольный объем эквимолярного раствора и изменение объема при смешении.
Vm = 0,5·0,10010 + 0,5?0,10640 = 0,10325 (л/моль).
Объем до смешения: V0 = 0,5·0,09719 + 0,5?0,089274 = 0,09323 (л/моль).
?Vmix = Vm — V0 = 0,01002 (л/моль) – наблюдается увеличение объема раствора при смешении, т. е. положительные отклонения от закона Рауля.
Пример 3.
Рассчитайте растворимость висмута в кадмии при 150 и 2000С. Энтальпия плавления висмута при температуре плавления (2730С) равна 10,5 кДж/моль и не зависит от температуры. Считайте, что образуется идеальный раствор.
при 2000С .
Растворимость увеличивается с температурой, что характерно для эндотермического процесса.
Пример 4.
Раствор 20 г гемоглобина в 1 л воды имеет осмотическое давление 7,52·10-3 атм при 250С. Определите молярную массу гемоглобина.
Решение: В уравнении (47) выразим молярную концентрацию как С=m/MV (m – масса гемоглобина в растворе, а М – его молекулярная масса), получим .
Обратите особое внимание на соответствие размерностей всех величин в формуле (47). При использовании величины R= 8,314 следует выразить осмотическое давление в Па, а молярную концентрацию в .
Пример 5.
Проба нелетучей жирной кислоты с общей формулой CnH2n-3COOH массой 1,263 г растворена в 500 г CCl4. Температура кипения раствора составила 76,8040С. Определите, какая кислота была исследована, если Ткип (ССl4)=76,760С, а эбуллиоскопическая постоянная 4,88.
Решение: По формуле (46) .
Индекс n находим, решая уравнение: 12n + 1(2n-3) + 12 + 2?16 +1 = 280, откуда n = 17. Исследована линолевая кислота C17H31COOH (витамин F).
Пример 6.
Давление пара воды при 273 К равно 610,48 Па, а давление пара 10% раствора NaNO3 589,28 Па. Определите активность, коэффициент активности и химический потенциал воды в растворе.
Решение: активность растворителя в неидеальном растворе можно рассчитать по закону Рауля , а коэффициент активности из соотношения .
Мольная доля воды в растворе , тогда .
Химический потенциал воды в реальном растворе: .
в H2O | 0,0316 | 0,123 | 0,327 | 0,750 |
в C6H6 | 0,077 | 0,159 | 0,253 | 0,390 |
Вычислите константу распределения К и показатель степени n в формуле, описывающей закон распределения.
в H2O | 48,7 | 54,2 | 76,4 | 93,0 | 107,0 |
в CCl4 | 2,92 | 3,63 | 7,25 | 10,7 | 14,1 |
Уксусная кислота в водном растворе имеет нормальную молекулярную массу. Определите молекулярную массу кислоты в растворе CCl4 и коэффициент распределения К.
xHBr | 0,000612 | 0,005459 | 0,01149 | 0,02335 | 0,02913 | 0,04713 |
Р, Па | 1016,29 | 8460,64 | 25771,00 | 39053,77 | 46832,41 | 75537,79 |
Рассчитайте графически среднее значение постоянной Генри.
в C6H6 | 0,000155 | 0,000310 | 0,000618 | 0,00524 | 0,0210 |
в H2O | 0,001845 | 0,00369 | 0,00738 | 0,0648 | 0,2866 |
Рассчитайте активность соли в водном растворе при концентрации 0,2866 моль/л, если ее раствор в бензоле остается идеальным до С=0,03 моль/л.
2. Определите процентную концентрацию водного раствора глицерина, если давление пара этого раствора равно давлению пара раствора, содержащего 0,0089 кг NaNO3 в 1 кг воды. Степень диссоциации соли в растворе 64,9 %.
Источник
àäà÷è ïî ôèçè÷åñêîé õèìèè. ×àñòü1.Õèìè÷åñêàÿ òåðìîäèíàìèêà. Ïðèëîæåíèÿ õèìè÷åñêîé òåðìîäèíàìèêè.Êîëëèãàòèâíûå ñâîéñòâà ðàñòâîðîâ. Ðàñòâîðèìîñòü
Ó÷åáíûå ìàòåðèàëû ïî ôèçè÷åñêîé õèìèè
Çàäà÷è ïî ôèçè÷åñêîé õèìèè.×àñòü 1.Õèìè÷åñêàÿ òåðìîäèíàìèêà
8. Êîëëèãàòèâíûå ñâîéñòâà ðàñòâîðîâ. Ðàñòâîðèìîñòü
Ñâîéñòâà ðàçáàâëåííûõ ðàñòâîðîâ, çàâèñÿùèå
òîëüêî îò êîëè÷åñòâà íåëåòó÷åãî ðàñòâîðåííîãî
âåùåñòâà, íàçûâàþòñÿ êîëëèãàòèâíûìè
ñâîéñòâàìè. Ê íèì îòíîñÿòñÿ ïîíèæåíèå äàâëåíèå
ïàðà ðàñòâîðèòåëÿ íàä ðàñòâîðîì, ïîâûøåíèå
òåìïåðàòóðû êèïåíèÿ è ïîíèæåíèå òåìïåðàòóðû
çàìåðçàíèÿ ðàñòâîðà, à òàêæå îñìîòè÷åñêîå
äàâëåíèå.
Ïîíèæåíèå òåìïåðàòóðû çàìåðçàíèÿ è ïîâûøåíèå
òåìïåðàòóðû êèïåíèÿ ðàñòâîðà ïî ñðàâíåíèþ ñ
÷èñòûì ðàñòâîðèòåëåì:
Tçàì. = = KÊ.m2,
Têèï. = = KÝ.m2.
ãäå m2 ìîëÿëüíîñòü ðàñòâîðà, KÊ
è KÝ êðèîñêîïè÷åñêàÿ è
ýáóëèîñêîïè÷åñêàÿ ïîñòîÿííûå ðàñòâîðèòåëÿ, X2
ìîëüíàÿ äîëÿ ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà, Hïë. è Hèñï.
ýíòàëüïèè ïëàâëåíèÿ è èñïàðåíèÿ ðàñòâîðèòåëÿ, Tïë.
è Têèï. òåìïåðàòóðû ïëàâëåíèÿ è
êèïåíèÿ ðàñòâîðèòåëÿ, M1 ìîëÿðíàÿ
ìàññà ðàñòâîðèòåëÿ.
Îñìîòè÷åñêîå äàâëåíèå â ðàçáàâëåííûõ ðàñòâîðàõ ìîæíî ðàññ÷èòàòü
ïî óðàâíåíèþ
=,
ãäå X2 ìîëüíàÿ äîëÿ ðàñòâîðåííîãî
âåùåñòâà, ìîëüíûé
îáúåì ðàñòâîðèòåëÿ.  î÷åíü ðàçáàâëåííûõ
ðàñòâîðàõ ýòî óðàâíåíèå ïðåîáðàçóåòñÿ â óðàâíåíèå
Âàíò-Ãîôôà:
= CRT,
ãäå C ìîëÿðíîñòü ðàñòâîðà.
Óðàâíåíèÿ, îïèñûâàþùèå êîëëèãàòèâíûå ñâîéñòâà
íåýëåêòðîëèòîâ, ìîæíî ïðèìåíèòü è äëÿ îïèñàíèÿ
ñâîéñòâ ðàñòâîðîâ ýëåêòðîëèòîâ, ââåäÿ
ïîïðàâî÷íûé êîýôôèöèåíò Âàíò-Ãîôôà i,
íàïðèìåð:
= iCRT èëè Tçàì. = iKÊ.m2.
Èçîòîíè÷åñêèé êîýôôèöèåíò ñâÿçàí ñî ñòåïåíüþ
äèññîöèàöèè
ýëåêòðîëèòà:
i = 1 + ( 1),
ãäå
êîëè÷åñòâî èîíîâ, îáðàçóþùèõñÿ ïðè
äèññîöèàöèè îäíîé ìîëåêóëû.
Ðàñòâîðèìîñòü òâåðäîãî âåùåñòâà â èäåàëüíîì
ðàñòâîðå ïðè òåìïåðàòóðå T îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèåì
Øðåäåðà:
,
ãäå X ìîëüíàÿ äîëÿ ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà
â ðàñòâîðå, Tïë. òåìïåðàòóðà
ïëàâëåíèÿ è Hïë.
ýíòàëüïèÿ ïëàâëåíèÿ ðàñòâîðåííîãî âåùåñòâà.
ÏÐÈÌÅÐÛ
Ïðèìåð 8-1. Ðàññ÷èòàòü ðàñòâîðèìîñòü âèñìóòà â
êàäìèè ïðè 150 è 200o C. Ýíòàëüïèÿ ïëàâëåíèÿ
âèñìóòà ïðè òåìïåðàòóðå ïëàâëåíèÿ (273o C)
ðàâíà 10.5 êÄæ. ìîëü1. Ñ÷èòàòü, ÷òî
îáðàçóåòñÿ èäåàëüíûé ðàñòâîð è ýíòàëüïèÿ
ïëàâëåíèÿ íå çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû.
Ðåøåíèå. Âîñïîëüçóåìñÿ ôîðìóëîé .
Ïðè 150o C , îòêóäà X
= 0.510
Ïðè 200o C , îòêóäà X
= 0.700
Ðàñòâîðèìîñòü óâåëè÷èâàåòñÿ ñ òåìïåðàòóðîé,
÷òî õàðàêòåðíî äëÿ ýíäîòåðìè÷åñêîãî ïðîöåññà.
Ïðèìåð 8-2. Ðàñòâîð 20 ã ãåìîãëîáèíà â 1 ë âîäû
èìååò îñìîòè÷åñêîå äàâëåíèå 7.52 103 àòì ïðè 25oC.
Îïðåäåëèòü ìîëÿðíóþ ìàññó ãåìîãëîáèíà.
Ðåøåíèå.
= 65 êã. ìîëü1.
ÇÀÄÀ×È
- Ðàññ÷èòàòü ìèíèìàëüíóþ îñìîòè÷åñêóþ ðàáîòó,
ñîâåðøàåìóþ ïî÷êàìè äëÿ âûäåëåíèÿ ìî÷åâèíû ïðè
36.6o C, åñëè êîíöåíòðàöèÿ ìî÷åâèíû â ïëàçìå
0.005 ìîëü. ë1, à â ìî÷å 0.333 ìîëü. ë1. - 10 ã ïîëèñòèðîëà ðàñòâîðåíî â 1 ë áåíçîëà. Âûñîòà
ñòîëáèêà ðàñòâîðà (ïëîòíîñòüþ 0.88 ã. ñì3)
â îñìîìåòðå ïðè 25o C ðàâíà 11.6 ñì. Ðàññ÷èòàòü
ìîëÿðíóþ ìàññó ïîëèñòèðîëà. - Áåëîê ñûâîðîòî÷íûé àëüáóìèí ÷åëîâåêà èìååò
ìîëÿðíóþ ìàññó 69 êã. ìîëü1.
Ðàññ÷èòàòü îñìîòè÷åñêîå äàâëåíèå ðàñòâîðà 2 ã
áåëêà â 100 ñì3 âîäû ïðè 25o C â Ïà è â ìì
ñòîëáèêà ðàñòâîðà. Ñ÷èòàòü ïëîòíîñòü ðàñòâîðà
ðàâíîé 1.0 ã. ñì3. - Ïðè 30oC äàâëåíèå ïàðà âîäíîãî ðàñòâîðà
ñàõàðîçû ðàâíî 31.207 ìì ðò. ñò. Äàâëåíèå ïàðà ÷èñòîé
âîäû ïðè 30oC ðàâíî 31.824 ìì ðò. ñò. Ïëîòíîñòü
ðàñòâîðà ðàâíà 0.99564 ã. ñì3. ×åìó
ðàâíî îñìîòè÷åñêîå äàâëåíèå ýòîãî ðàñòâîðà? - Ïëàçìà ÷åëîâå÷åñêîé êðîâè çàìåðçàåò ïðè 0.56oC.
Êàêîâî åå îñìîòè÷åñêîå äàâëåíèå ïðè 37oC,
èçìåðåííîå ñ ïîìîùüþ ìåìáðàíû, ïðîíèöàåìîé
òîëüêî äëÿ âîäû? - *Ìîëÿðíóþ ìàññó ôåðìåíòà îïðåäåëÿëè, ðàñòâîðÿÿ
åãî â âîäå è èçìåðÿÿ âûñîòó ñòîëáèêà ðàñòâîðà â
îñìîìåòðå ïðè 20o C, à çàòåì ýêñòðàïîëèðóÿ
äàííûå ê íóëåâîé êîíöåíòðàöèè. Ïîëó÷åíû
ñëåäóþùèå äàííûå: - Ìîëÿðíóþ ìàññó ëèïèäà îïðåäåëÿþò ïî ïîâûøåíèþ
òåìïåðàòóðû êèïåíèÿ. Ëèïèä ìîæíî ðàñòâîðèòü â
ìåòàíîëå èëè â õëîðîôîðìå. Òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ
ìåòàíîëà 64.7oC, òåïëîòà èñïàðåíèÿ 262.8 êàë.
ã1. Òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ õëîðîôîðìà 61.5oC,
òåïëîòà èñïàðåíèÿ 59.0 êàë. ã1.
Ðàññ÷èòàéòå ýáóëèîñêîïè÷åñêèå ïîñòîÿííûå
ìåòàíîëà è õëîðîôîðìà. Êàêîé ðàñòâîðèòåëü ëó÷øå
èñïîëüçîâàòü, ÷òîáû îïðåäåëèòü ìîëÿðíóþ ìàññó ñ
ìàêñèìàëüíîé òî÷íîñòüþ? - Ðàññ÷èòàòü òåìïåðàòóðó çàìåðçàíèÿ âîäíîãî
ðàñòâîðà, ñîäåðæàùåãî 50.0 ã ýòèëåí-ãëèêîëÿ â 500 ã
âîäû. - Ðàñòâîð, ñîäåðæàùèé 0.217 ã ñåðû è 19.18 ã CS2,
êèïèò ïðè 319.304 Ê. Òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ ÷èñòîãî CS2
ðàâíà 319.2 Ê. Ýáóëèîñêîïè÷åñêàÿ ïîñòîÿííàÿ CS2
ðàâíà 2.37 Ê. êã. ìîëü1. Ñêîëüêî
àòîìîâ ñåðû ñîäåðæèòñÿ â ìîëåêóëå ñåðû,
ðàñòâîðåííîé â CS2? - 68.4 ã ñàõàðîçû ðàñòâîðåíî â 1000 ã âîäû. Ðàññ÷èòàòü:
à) äàâëåíèå ïàðà, á) îñìîòè÷åñêîå äàâëåíèå, â)
òåìïåðàòóðó çàìåðçàíèÿ, ã) òåìïåðàòóðó êèïåíèÿ
ðàñòâîðà. Äàâëåíèå ïàðà ÷èñòîé âîäû ïðè 20oC
ðàâíî 2314.9 Ïà. Êðèîñêîïè÷åñêàÿ è
ýáóëèîñêîïè÷åñêàÿ ïîñòîÿííûå âîäû ðàâíû 1.86 è 0.52
Ê. êã. ìîëü1 ñîîòâåòñòâåííî. - Ðàñòâîð, ñîäåðæàùèé 0.81 ã óãëåâîäîðîäà H(CH2)nH
è 190 ã áðîìèñòîãî ýòèëà, çàìåðçàåò ïðè 9.47oC.
Òåìïåðàòóðà çàìåðçàíèÿ áðîìèñòîãî ýòèëà 10.00oC,
êðèîñêîïè÷åñêàÿ ïîñòîÿííàÿ 12.5 Ê. êã.
ìîëü1. Ðàññ÷èòàòü n. - Ïðè ðàñòâîðåíèè 1.4511 ã äèõëîðóêñóñíîé êèñëîòû â
56.87 ã ÷åòûðåõõëîðèñòîãî óãëåðîäà òî÷êà êèïåíèÿ
ïîâûøàåòñÿ íà 0.518 ãðàä. Òåìïåðàòóðà êèïåíèÿ CCl4
76.75oC, òåïëîòà èñïàðåíèÿ 46.5 êàë. ã1.
Êàêîâà êàæóùàÿñÿ ìîëÿðíàÿ ìàññà êèñëîòû? ×åì
îáúÿñíÿåòñÿ ðàñõîæäåíèå ñ èñòèííîé ìîëÿðíîé
ìàññîé? - Íåêîòîðîå êîëè÷åñòâî âåùåñòâà, ðàñòâîðåííîå â
100 ã áåíçîëà, ïîíèæàåò òî÷êó åãî çàìåðçàíèÿ íà 1.28oC.
Òî æå êîëè÷åñòâî âåùåñòâà, ðàñòâîðåííîå â 100 ã
âîäû, ïîíèæàåò òî÷êó åå çàìåðçàíèÿ íà 1.395oC.
Âåùåñòâî èìååò â áåíçîëå íîðìàëüíóþ ìîëÿðíóþ
ìàññó, à â âîäå ïîëíîñòüþ äèññîöèèðîâàíî. Íà
ñêîëüêî èîíîâ âåùåñòâî äèññîöèèðóåò â âîäíîì
ðàñòâîðå? Êðèîñêîïè÷åñêèå ïîñòîÿííûå äëÿ
áåíçîëà è âîäû ðàâíû 5.12 è 1.86 Ê. êã.
ìîëü1. - Ðàññ÷èòàòü èäåàëüíóþ ðàñòâîðèìîñòü àíòðàöåíà â
áåíçîëå ïðè 25o C â åäèíèöàõ ìîëÿëüíîñòè.
Ýíòàëüïèÿ ïëàâëåíèÿ àíòðàöåíà ïðè òåìïåðàòóðå
ïëàâëåíèÿ (217o C) ðàâíà 28.8 êÄæ. ìîëü1. - Ðàññ÷èòàòü ðàñòâîðèìîñòü ï-äèáðîìáåíçîëà â
áåíçîëå ïðè 20 è 40o C, ñ÷èòàÿ, ÷òî îáðàçóåòñÿ
èäåàëüíûé ðàñòâîð. Ýíòàëüïèÿ ïëàâëåíèÿ ï-äèáðîìáåíçîëà
ïðè òåìïåðàòóðå åãî ïëàâëåíèÿ (86.9o C) ðàâíà
13.22 êÄæ. ìîëü1. - Ðàññ÷èòàòü ðàñòâîðèìîñòü íàôòàëèíà â áåíçîëå
ïðè 25o C, ñ÷èòàÿ, ÷òî îáðàçóåòñÿ èäåàëüíûé
ðàñòâîð. Ýíòàëüïèÿ ïëàâëåíèÿ íàôòàëèíà ïðè
òåìïåðàòóðå åãî ïëàâëåíèÿ (80.0o C) ðàâíà 19.29
êÄæ. ìîëü1. - Ðàññ÷èòàòü ðàñòâîðèìîñòü àíòðàöåíà â òîëóîëå
ïðè 25o C, ñ÷èòàÿ, ÷òî îáðàçóåòñÿ èäåàëüíûé
ðàñòâîð. Ýíòàëüïèÿ ïëàâëåíèÿ àíòðàöåíà ïðè
òåìïåðàòóðå ïëàâëåíèÿ (217o C) ðàâíà 28.8 êÄæ.
ìîëü1. - Ðàññ÷èòàòü òåìïåðàòóðó, ïðè êîòîðîé ÷èñòûé
êàäìèé íàõîäèòñÿ â ðàâíîâåñèè ñ ðàñòâîðîì Cd Bi,
ìîëüíàÿ äîëÿ Cd â êîòîðîì ðàâíà 0.846. Ýíòàëüïèÿ
ïëàâëåíèÿ êàäìèÿ ïðè òåìïåðàòóðå ïëàâëåíèÿ (321.1o
C) ðàâíà 6.23 êÄæ. ìîëü1.
C, ìã. ñì3 | 3.211 | 4.618 | 5.112 | 6.722 |
h, ñì | 5.746 | 8.238 | 9.119 | 11.990 |
Ðàññ÷èòàòü ìîëÿðíóþ ìàññó ôåðìåíòà.
Источник