Расчет убывания осмотического давления растворов

Задача 526.
Какое расположение 0,01 М растворов указанных ниже веществ соответствует убыванию осмотического давления?
а) СН3СООН - NaCl - C6H12O6 - CaCl2;
б) C6H12O6 - СН3СООН - NaCl _ CaCl2;
в) CaCl2 - NaCl - СН3СООН - C6H12O6;
г) CaCl2 - СН3СООН - C6H12O6 - NaCl.
Решение:
Осмотическое давление электролитов определяется по формуле пи-связь = iCMRT, т.е. при одинаковой концентрации растворов электролитов осмотическое давление будет тем больше, чем сильнее электролит, а, значит, чем больше его степень диссоциации и чем больше ио-нов образуется при диссоциации его. Изотонический коэффициент зависит от силы электролита, чем сильнее электролит, тем больше значение изотонического коэффициента, а также и от того, на какое количество ионов распадается электролит при диссоциации. Диссоциацию сильных электролитов принято считать равной единице. Диссоциация уксусной кислоты равна: 

степень диссоциации

Рассчитаем изотонический коэффициент электролитов из формулы

степень диссоциации

где i - изотонический коэффициент, изобар - степень диссоциации электролита, k - число ионов, на которые распадается электролит.

Отсюда

i(CaCl2) = 1 +1(3 - 1) = 3;
i(NaCl) = 1 + 1(2 - 1) = 2;
i(CH3COOH) = 1 + 0,134(2 - 1) = 1,134.

Осмотическое давление  C6H12O6, как неэлектролита, рассчитывается по формуле:

пи-связь = iCMRT                     

Таким образом, 

P(CaCl2) > P(NaCl) > P(СН3СООН) > P(C6H12O6).                    

Ответ: в).


Задача 527.
Указать правильное соотношение между температурами замерзания растворов цианида аммония NH4CN(t1) и уксусного альдегида  CH3COO(t2), каждый из которых содержит 5 г растворенного вещества в 100 г воды: а) t1 = t2; 6) t1 > t2; в) t1 < t2.
Решение:
M(NH4CN) = 44 г/моль; М(CH3COO) = 44 г/моль.
Понижение температуры кристаллизации электролитов определяется по формуле:

степень диссоциации

Где i - изотонический коэффициент, К – криоскопический коэффициент (для воды равен 1,86), m1 и m2 - соответственно масса растворённого вещества и растворителя, М - молярная масса растворённого вещества.

Рассчитаем степень диссоциации цианида аммония по формуле:

степень диссоциации

Изотонический коэффициент электролита связан со степенью диссоциации соотношением: 

степень диссоциации

где i - изотонический коэффициент, изобар - степень диссоциации электролита, k - число ионов, на которые распадается электролит.

Тогда

i - 1 + 0,84(2 = 1) = 1,84.

Теперь рассчитаем понижение температуры кристаллизации цианида аммония, получим:

степень диссоциации

Понижение температуры кристаллизации неэлектролита рассчитаем по формуле:

степень диссоциации

Находим температуры замерзания растворов: 

  • t1 = 0 - 3,9 = -3,90C; t2 = 0 - 2,2 = -2,20C.  t1 > t2.                              

Ответ: в).


Задача 528.
Указать правильное соотношение между значениями стандартного изменения энергии Гиббса для процессов диссоциации воды энергия гиббса1 ) и уксусной кислоты энергия гиббса2 ): а) энергия гиббса1 > энергия гиббса2; б) энергия гиббса1 = энергия гиббса2; в) энергия гиббса1 <энергия гиббса2. 
Решение:
KD(H2O) = 1 . 10-14; KD(CH3COOH) = 1,8 . 10-5.
Энергия Гиббса в стандартных условиях определяется по уравнению: 

энергия гиббса = lgK 5,69.

Рассчитаем значения  при диссоциации воды и уксусной кислоты:

энергия гиббса1 = -lg10-14 . 5,69 = 14 .  5,69 = 79,66 Дж;
энергия гиббса2 = -lg1,8 . 10-5) . 5,69 = 4,75 .  5,69 = 27,03 Дж.

79,66 > 27,03, значит, энергия гиббса1 > энергия гиббса2.


Ответ: а).