Приклади розв’язання типових задач

Приклад 1. Розчин, що вміщує 0,85 г цинк хлориду (ZnCl₂) в 125 г води, замерзає при Т = 272,77 К. Визначити ступінь дисоціації ZnCl₂ у цьому розчині.

Розв’язання. Виражаємо насамперед концентрацію розчину у молях на 1000 г води. Оскільки молярна маса ZnCl₂ дорівнює 136 г/моль, то

моля.

Знаходимо теоретичну величину зниження точки замерзання ΔТ_з для даного розчину за формулою

ΔТ_з = К_зС_g.

Для води К_з = 1,86, підставимо це значення у формулу

ΔТ_з = 1,86∙0,05 = 0,093 К.

Розраховуємо ізотонічний коефіцієнт, маючи на увазі, що за умовою задачі

ΔТ′_з = 0,23 К;

ί =

Знаходимо ступінь дисоціації

%.

Приклад 2. Обчислити осмотичний тиск 0,5%-ного розчину магній хлориду при T = 291 К, якщо густина розчину дорівнює 1,01 г/мл, ступінь дисоціації 75 %, R = 8,31 Дж/моль∙К.

Розв’язання. Осмотичний тиск розчину електроліту розраховуємо за рівнянням:

Р_осм = ίС_мRТ.

Знайдемо всі величини, що входять до цієї формули.

Ізотонічний коефіцієнт обчислимо за виразом:

ί = 1 + (k – 1) a,

де k – кількість іонів, що утворюється в результаті дисоціації однієї молекули електроліту.

Магній хлорид при розчиненні дисоціює на три іони:

MgC1₂ Mg⁺² + 2C1^–­­.

Отже, k = 3. Тепер підставимо числові значення

ί = 1 + (3 – 1) 0,75 = 2,5.

Молярну концентрацію С_м обчислимо за формулою перерахунку з процентної концентрації:

С_м =

де С_р – процентна концентрація (за умовою задачі); М_MgC1 – молярна маса розчиненої речовини

М_MgC1 = 24 + 35,5 · 2 = 95 г/моль,

тоді

С_м = 0,053 моль/л.

Отже, визначаємо осмотичний тиск розчину

Р_осм = 2,5·0,053·8,31·291 = 320,41 кПа.

Приклад 3. При розчиненні 2,05 г натрій гідроксиду в 100 г води температура кипіння розчину підвищилася на 0,496 ^оС. Визначити ступінь дисоціації розчиненої речовини, якщо К_к = 0,52 К/моль.

Розв’язання. Ступінь дисоціації обчислюємо за формулою

де ί – ізотонічний коефіцієнт; k – кількість іонів, що утворюється при дисоціації однієї молекули електроліту.

Натрій гідроксид при розчиненні дисоціює на два іони:

NaOH Na⁺ + OH^¯,

отже, k = 2.

Збільшення температури кипіння розчину (ΔТ_к) порівняно з температурою кипіння чистого розчинника виражається формулою

ΔТ_к = ίК_кС_g,

де С_g – моляльна концентрація розчину.

Звідки

ί = .

Для розрахунку ί треба обчислити С_g.

Моляльна концентрація – це кількість молей розчиненої речовини в

1000 г розчинника.

За умовою задачі в 100 г води розчинено 2,05 г натрій гідроксиду. Складаємо пропорцію:

2,05 г NaOH – 100 г H₂О

m г NaOH – 1000 г H₂О,

звідки

m = (г).

Знаходимо число молей у 1000 г розчинника (С_g):

С_g =

де M (NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль.

Тоді

С_g = .

Обчислюємо ізотонічний коефіцієнт

ί =

Підставляємо числові значення і визначаємо ступінь дисоціації NaOH:

= = 87%.

Приклад 4. Ступінь дисоціації оцтової кислоти в 0,1М розчині дорівнює 1,32·10^-2. Знайти константу дисоціації кислоти.

Розв’язання. Підставляємо наведені в задачі дані в рівняння закону розведення

Розрахування за наближеною формулою

_м

приводить до приблизного значення

К_дис =(1,32·10^-2)²∙0,1=1,74·10^-5.

Приклад 5. Константа дисоціації ціановодневої (синильної) кислоти дорівнює 7,9∙10^-10. Знайти ступінь дисоціації HCN в 0,001М розчині.

Розв’язання. Оскільки константа дисоціації HCN дуже мала, то для розрахування можна скористатися наближеною формулою:

.

Питання для самоперевірки

1. У чому суть теорії електролітичної дисоціації?

2. Дайте визначення ізотонічного коефіцієнта.

3. Що називається ступенем дисоціації електроліту?

4. Які електроліти сильні, а які слабкі?

5. Константа дисоціації слабкого електроліту, її визначення.

6. Сформулюйте закон розведення слабких електролітів, напишіть його математичний вираз.

Контрольні завдання

9.1. Знайдіть ізотонічний коефіцієнт для розчину, що вміщує 0,1 моля MgCl₂ у 1000 г води, враховуючи, що цей розчин замерзає при –0,461 ^оС.

9.2. Осмотичний тиск 0,1 н. розчину поташу К₂СО₃ дорівнює 2,69 атм при 0 ^оС. Визначте ступінь дисоціації K₂СO₃ в розчині.

9.3. Знайдіть ізотонічний коефіцієнт для молярного розчину електроліту, молекула якого дисоціює на три іони, знаючи, що 1 л цього розчину вміщує 6,38∙10²³ частинок (молекул та іонів) розчинної речовини.

9.4. Яким повинен бути осмотичний тиск 0,1 н. розчину калій хлориду, якщо ступінь дисоціації КCl у цьому розчині дорівнює 80 %?

9.5. При якій температурі повинен замерзати розчин, що вміщує 2 моля натрій хлориду на 1000 г води, якщо ступінь дисоціації NаCl у цьому розчині дорівнює 70 %?

9.6. Осмотичний тиск 0,04М розчину електроліту дорівнює 2,15 атм

при 0 ^оС. Ступінь дисоціації електроліту в цьому розчині 70 %. На скільки іонів дисоціює молекула електроліту?

Вивчення цього матеріалу допоможе студентам зрозуміти закономірності

властивостей розчинів електролітів, мати уявлення про ступінь та константу дисоціації слабких електролітів.

Поиск по сайту: