Материал: 2018_02_15_01

Зависимость повышения температуры кипения (∆Ткип) разбавленного

Зависимость понижения температуры замерзания (∆Тз.) разбавленного

Ккр – криоскопическая постоянная, зависящая от свойств растворителя.

Криоскопическую постоянную можно рассчитать по уравнению

где Тпл - температура плавления чистого растворителя; lпл – удельная теплота плавления растворителя.

Эбулиоскопическую постоянную можно рассчитать по аналогичному

уравнению:

где Тн.т.к – нормальная температура кипения чистого растворителя; lисп.-

удельная теплота испарения растворителя.

Зависимость осмотического давления от молярной концентрации

где π – осмотическое давление;

с – молярная концентрация раствора, моль/л;

R – универсальная газовая постоянная;

T – температура раствора.

21

Задача 4.1

Дано:

При температуре Т = 149 К давление пара раствора концентрации

3 % неизвестного нелетучего вещества в жидком растворителе Р = 12420 Па; плотность этого раствора ρ = 1780 кг/м3. Зависимости давления насыщенного пара от температуры над жидким и твердым чистым растворителем приведены в задаче 3.1 (тема 3).

1)вычислите молекулярную массу растворенного вещества;

2)определите молярную и моляльную концентрации раствора;

3)вычислите осмотическое давление раствора;

4)постройте кривую Р = f (T) для данного раствора и растворителя;

5)определите графически температуру, при которой давление пара над чистым растворителем будет равно Р Па;

6)определите графически повышение температуры кипения при давлении Р раствора данной концентрации с;

7)вычислите эбулиоскопическую постоянную всеми возможными способами и сравните эти величины между собой при нормальной температуре кипения (Тн.т.к);

8)определите понижение температуры замерзания раствора;

9) вычислите криоскопическую постоянную.

Решение задачи 4.1

22

1. Согласно закону Рауля относительное понижение давления пара над растворителем прямо пропорционально мольной доле растворенного вещества:

где ∆ - абсолютное понижение давления;

P0 - давление пара над чистым растворителем;

в−ва - количество молей растворенного вещества;

р - количество молей растворителя.

Вычислим мольную долю растворенного вещества:

где P – давление пара над раствором.

С другой стороны, мольная доля может быть вычислена по массовой доле:

где M – молярная масса растворенного вещества;

– масса растворенного вещества в 100 граммах;

– молярная масса растворителя.

Отсюда:

где ω – процентная массовая концентрация растворенного вещества.

23

Моляльная концентрация вычисляется следующим образом:

3.Осмотическое давление раствора неэлектролита (π)

= с ∙ ∙ .

Рассчитаем осмотическое давление раствора при температуре 149 K

= с ∙ ∙ = 0,497 ∙ 103 ∙ 8,31 ∙ 149 = 6,15 ∙ 105 Па.

4.В нашей задаче давление над раствором будет следующим образом зависеть от давления над чистым растворителем P0:

= 0(1 − 0,0192) = 0,9808 ∙ .

Это следует из закона Рауля.

Таблица 4.2

Данные для построения графика функции P = f (T)

24

6.Определим графически увеличение температуры кипения:

= 149,0 − 147,0 = 2,0

7.Рассчитаем эбулиоскопическую константу по повышению температуры кипения:

= э

э = = 0,2882,0 = 6,94.

Эбулиоскопическая константа может быть вычислена также иным

где MS – молярная масса растворителя в г/моль.

25