Согласно уравнению Гендерсона-Гассельбаха для гидрокарбонатной кислот буферной системы

, откуда ,

где pH – водородный показатель крови; рКa – суммарный показатель константы диссоциации; – искомое соотношение между концентрацией гидрокарбонат-ионов и парциальным давлением диоксида углерода в крови.

Осмометрия

12. Смесь, содержащая m1 г неэлектролитаВи m2 г растворителя, плавится при tпл. р-ра 165 °С. Найти молекулярную массу неэлектролита В, если температура плавления растворителя tпл. р-ля °С, а ее криоскопическая постоянная равна Kк К·кг/моль.

Решение.

DТзам = tпл. р-ля tпл. р-ра ,

где DТзам по­нижение температуры замерзания раствора относительно растворителя, К; tпл. р-ля температура плавления растворителя, 0C; – tпл. р-ра температура плавления раствора (смеси), 0C.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

DТзам = Ккcm, откуда ,

где Кккриоскопическая константа растворителя, К·кг/моль; cm моляльная концентрация В, моль/кг.

По определению

откуда

где 1000 г/кг пересчетный коэффициент; nколичество вещества В, моль; m2 физическая масса растворителя, г; m1 физическая масса В, г; Mмолярная масса В, г/моль.

Mr = │M │,

где Mr искомая молекулярная масса В, а.е.м.

12. При T К давление насыщенного пара над чистым растворителем равно p0кПа. Сколько граммов неэлектролитаВнадо растворить в m1 г растворителя, чтобы понизить давление пара на ΔpПа?

Решение.

Согласно первому закону Рауля для растворов неэлектролитов

,

где χ– мольная доля В; Δp –понижениедавления насыщенного пара над раствором относительно чистого растворителя; Па; 1000 Па/кПа пересчетный коэффициент; p0 давление насыщенного пара над чистым растворителем, кПа.

По определению

откуда

где n2 и n1 количества вещества В и растворителя, моль; m1 физическая масса растворителя, г; m2 искомаяфизическая масса неэлектролитаВ, г; M1 и M2 – молярные массы растворителя и В соответственно, г/моль.

13. При t °С давление насыщенного пара чистого растворителя составляет p0кПа. Найти при той же температуре давление насыщенного пара над ω%-ным раствором неэлектролитаВ.

Решение.

m1 = ω, m2= 100 – ω,

где m1 и m2 физические массы В и растворителя в 100 г раствора, г; ω массовая доля В, %.

,

где n1 и n2 количества вещества В и растворителя в 100 г раствора, моль; M1 и M2 – молярные массы В и растворителя, г/моль.

По определению

,

где χ мольная доля В.

Согласно первому закону Рауля для растворов неэлектролитов

, откуда

где p0 давление насыщенного пара чистого растворителя, кПа; p искомое давления насыщенного пара над раствором, кПа.

14. Раствор, содержащий m1г вещества В в m2г растворителя, кристаллизуется при температуре на DТзам °С ниже, чем чистый растворитель. Определить, происходит ли диссоциация или ассоциация вещества В в этом растворе, и в какой степени. Криоскопическая константа растворителя равна Кк К·кг/моль.

Решение.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

DТзам = Ккcm, откуда

где DТзам по­нижение температуры замерзания раствора относительно растворителя, °С; Кккриоскопическая константа растворителя, К·кг/моль; cm моляльная концентрация В, моль/кг.

По определению

откуда

где 1000 г/кг пересчетный коэффициент; nколичество вещества В, моль; m2 физическая масса растворителя, г; m1 физическая масса В, г; Mмолярная масса В в растворе, г/моль.

Если M > M(В), то происходит ассоциация вещества В в этом растворе, и

,

где β – степень ассоциации; M(В)молярная масса индивидуального вещества В, г/моль.

Если M < M(В), то происходит диссоциация вещества В в этом растворе, и

,

где α – степень диссоциации.

15. Температура замерзания водного раствора неэлектролитаВравна Тзам р-ра К. Давление пара чистой воды при этой же температуре равно p0 Па, а энтальпия плавления льда составляет ΔHпл Дж/моль. Найти давление пара раствора сахара.

 

 

Решение.

,

где Кккриоскопическая константа растворителя (воды), К·кг/моль; R = 8,31 – универсальная газовая постоянная; Тзам р-ля – температура замерзания растворителя (воды), К; M – молярная масса растворителя, г/моль; ΔHпл – энтальпия плавления растворителя (льда), Дж/моль.

DТзам = Tзам. р-ля Tзам. р-ра,

где DТзам по­нижение температуры замерзания раствора относительно растворителя, К; Tзам. р-ра температура замерзания раствора, K.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

DТзам = Ккcm, откуда

где cm моляльная концентрация В, моль/кг.

,

где χ мольная доля В.

Согласно первому закону Рауля для растворов неэлектролитов

, откуда ,

где p0 давление насыщенного пара чистой воды, Па; p искомое давления насыщенного пара раствора, Па.

16. Водный раствор неэлектролитаВкристаллизуется при tлзам. р-ра °С. Моляльная концентрация этого раствора равна __ моль/кг. Криоскопическая константа воды равна КкК·кг/моль.

Решение.

DТзам = tзам. воды tзам. р-ра,

где DТзам по­нижение температуры замерзания раствора относительно растворителя, К; tзам. р-ра температура замерзания раствора, 0C; tзам. воды температура замерзания воды, 0C.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

DТзам = Ккcm, откуда ,

где Кккриоскопическая константа растворителя, К·кг/моль; cm искомая моляльная концентрация В, моль/кг.

17. Сколько моль неэлектролитаВ нужно растворить в m кг воды для получения раствора, температура кипения которого равна tкип. р-ра °С? Эбулиоскопическая константа воды равна КэК·кг/моль.

Решение.

DТкип = tкип. р-ра tкип. воды,

где DТкип по­вышение температуры кипения раствора относительно воды, К;

tкип. р-ра температура кипения раствора, °С; tкип. воды температура кипения воды, °С.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

DТкип = Кэcm, откуда ,

Кэ эбулиоскопическая константа воды, К·кг/моль; cm моляльная концентрация неэлектролитаВ, моль/кг.

По определению

откуда

где nискомоеколичество вещества В, моль; m физическая масса воды, кг.

18. Раствор, содержащий m1г неэлектролита В в m2кг воды, кипит при tкип. р-ра °С. Молярная масса этого вещества равна __ г/моль. Эбулиоскопическая константа воды равна Кэ К·кг/моль.

Решение.

DТкип = tкип. р-ра tкип. воды,

где DТкип по­вышение температуры кипения раствора относительно воды, К;

tкип. р-ра температура кипения раствора, °С; tкип. воды температура кипения воды, °С.

Согласно второму закону Рауля для растворов неэлектролитов

DТкип = Кэcm, откуда ,

Кэ эбулиоскопическая константа воды, К·кг/моль; cm моляльная концентрация неэлектролитаВ, моль/кг.

По определению

откуда

где nколичество вещества В, моль; m2 физическая масса воды, кг.

где M – искомая молярная масса В, г/моль; m1 физическая масса В, г.

19. Температура кипения ω%-ного водного раствора электролита равна tкип. р-ра °С. Эбулиоскопическая константа воды равна Кэ К·кг/моль. Определите изотонический коэффициент раствора электролита.

Решение.

DТкип = tкип. р-ра tкип. воды,

где DТкип по­вышение температуры кипения раствора относительно воды, К;

tкип. р-ра температура кипения раствора, °С; tкип. воды температура кипения воды, °С.

m1 = ω, m2= 100 – ω,

где m1 и m2 физические массы В и воды в 100 г раствора, г; ω массовая доля В, %.

,

где n количество вещества В в 100 г раствора, моль; M – молярная масса В, г/моль.

По определению

где cm моляльная концентрация электролитаВ, моль/кг; 1000 г/кг пересчетный коэффициент; m2 физическая масса воды, г.

Согласно второму закону Рауля для растворов электролитов

DТкип = эcm. откуда .

где DТкип по­вышение температуры кипения раствора относительно воды, К; i искомыйизотонический коэффициент раствора; Кэ эбулиоскопическая константа воды, К·кг/моль.