Сборник задач по физической химии допущено Министерством высшего и среднего специального образования СССР

= 0,о13,
1000 • 539


щ=0,05 • 5 = 0.2о,
Д 7^=0,513 0,25 = 0,128°. Искомая температура кипения раствора
г_кип= 100 + 0,128= 100,128° С.


130




Пример 47. Водный раствор, содержащий нелетучее растворенное вещество, замерзает при —1,5° С. Определить: а) температуру кипения раствора, б) давление пара раствора при 25³ С. Криоскогшческая константа воды равна 1,86; эбуллиоскопическая константа воды равна 0,513; давление пара чистой воды при 25° С равно 23,76 мм рт. ст.
Решение. Понижение температуры замерзания равно 1,5°. По понижению температуры замерзания, зная криоскопическую константу, находим молятьность т (11)


А Уз 1,5 г, _ОГ1_
т = = —^:— --- 0,80/.
/\_к 1,86
По уравнению (8)
Д 7^=0,513-0,807=0,414° С.
Отсюда
(_к =100,414° С.
Давление пара раствора находим по уравнению (5)
Pi = Р\ ' ^Nv


заменив .V[ отношением


1000


^п1 + ^п2


В нашем случае П\ = =55,56 и «2 = я/= 0,807.
18


Следовательно.


55,56


р, = 23,76 ^: = 23,43 мм рт. ст.
55,56 -г 0,807


Пример 48. Коэффициент распределения этилоеого спирта между четырех.' лористым углеродом и водой равен 0.0244. Каковы будут концентрации (моль/л) спирта в равновесных растворах, если 0,1 моль спирта распределяется между 300 мл воды и 500 мл СС1₄?
Решение. В условиях нет указаний на различие в молекулярных весах растворенного вещества в равновесных растворах: поэтому дтя решения воспользуемся уравнением (15). причем первым будем считать тот растворитеть, который первым упомянут в условии (СС1₄). Обозначим через х число молей спирта, перешедшего в четыреххлористын углерод; тогда
х ■ 1000
² ~ 500
В воду перейдет оставшееся количество спирта, равное (0,1—' — х) моль, следовательно,
_г~ __ (0,1 — х) ■ 1000


5*


131

Температура °С	Растворимость хлора г/100 г Н,0	Давление паров воды мм рт. ст
10	0,997	9,210
20	0,729	17,539
30	0,572	31,834
50	0,393	92,540

Определить при указанных температурах: а) парциатыюе давление паров воды по закону Рауля; б) растворимость хлора в молях на 1000 г воды по закону Генри, если давление хлора равно 1 ат.
Ответ: 9,187 мм рт. ст.; 0,1417 м/л.

307. 
     Бунзеновский коэффициент растворимости газа а равен числу кубических сантиметров газа (измеренному при нормальных условиях), растворенного в 1 см^ъ растворителя при
     

132

Температура ■ °С	а
0	1,713
10	1,194
20	0,873
30	0,665

Определить растворимость С0₂ в воде в молях на 1 л раствора при дв\х температурах.
Ответ: 7,647 • 10~² моль!л при 0° С.

307. 
     Определить относительное понижение давления пара для раствора, содержащего 0,01 моль нелетучего растворимого вещества в 500 г воды.
     

Ответ: 0,00036.

307. 
     Сколько процентов глицерина (С₃Н₈0з) должно быть растворено в воде, чтобы давление пара раствора было на 1 % ниже давления пара чистой воды?
     

Ответ: 4,91 %•

307. 
     Вычислить давление пара 5%-ного раствора сахара (С12Н22О11) в веде при 100° С и найти, сколько процентов глицерина должно содержаться в водном растворе, чтобы давление пара этого раствора было равно давлению пара 5%-кого раствора сахара.
     

Ответ: 757,7 мм рт. ст.; 1,52%-

307. 
     Сколько олоьа нужно растворить в 50 г ртути, чтобы давление пара ртути понизилось от 709,9 до 700 мм рт. ст.
     

О т е е т: 0.4213 г.

307. 
     Сколько молей нелетучего растворенного вещества содержится в 1000 г воды, если упругость пара этого раствора при ^=100,42³С равна 758,2 мм рт. ст.? Удельная теплота испарения воды равна 539 кол/г.
     

Ответ: 0,96.

307. 
     Водный раствор кипит при 101° С. Чему равно внешнее давление, если давление пара воды при 101° С равно 787.5 мм рт. ст. и молярная доля растворенного вещества равна 0,043?
     

Ответ: 753,6 мм рт. ст.


133

307. 
     При 25° С 10,5 л азота, взятого под давлением 1 ат, пропущены через водный раствор нелетучего вещества. При этом раствор потерял в весе 0,2455 г. Каково давление пара раствора и молярная доля растворенного вещества, если давление пара воды при 25° С равно 23,76 мм рт. ст.?
     

Ответ: 23,38 мл рт. ст.: 0,016.

307. 
     При 30° С давление пара воды равно 31,84 мм рт. ст. Какой объем инертного газа нужно пропустить через водный раствор нелетучего вещества, чтобы раствор потерял в весе 0,5 г, если молярная доля растворенного вещества равна 0,02 и газ пропускают пол давлением 1 ат?
     

Ответ: 16,14 л.

307. 
     Давление пара воды при 20° С равно 17,54 мм рт. ст.; давление пара раствора, содержащего нелетучее растворенное вещество, равно 17,22 мм рт. ст. Определить осмотическое давление раствора при 40° С, если его плотность при этой температуре равна 1,01 г/слг³ и молекулярный вес растворенного вещества равен 60.
     

Ответ: 25,3 ат.
320 Температура кипения бензола равна 80,1°С. Его молярная теплота испарения при температуре кипения равна 7355 кал/моль. Определить температуру кипения раствора некоторого нелетучего вещества в бензоле, если его молярная доля равна 0,02.
Ответ: 80,774° С.

321. 
     Раствор, содержащий 5 г нелетучего растворенного вещества в 25 г СС1₄, кипит при 81,5° С. Определить молекулярный вес растворенного вещества, если известно, что ССЦ. кипит при 76,8° С и его эбуллиоскопическая константа равна 5,02.
     

Ответ: 213,6.

321. 
     Температура кипения чистого сероуглерода равна 46,2° С. Раствор, содержащий 0,21 г серы в 19,18 г сероуглерода, кипит при 46,304° С. Эбуллиоскопическая константа сероуглерода равна 2,37. Сколько атомов содержится в молекуле серы, растворенной в сероуглероде?
     

Ответ: 8.

321. 
     Раствор, содержащий 0,5 г нелетучего растворенного вещества с молекулярным весом 182 в 42 г бензола, кипит при 80.271° С. Температура кипения чистого бензола рдвна 80,1° С. Определить молярную теплоту испарения бензола.
     

Ответ: 7394 кал/моль.


134

321. 
     68,4 г сахара (М = 342) растворены в 1000 г воды. Чему равно давление пара этого раствора при 100° С? Чему равна его температура кипения, если теплота испарения воды при температуре кипения равна 539 кал/г?
     

Ответ: 757,3 мм рт. ст.; 100, 102° С.

321. 
     При растворении 0,6 г некоторого вещества в 25 г воды температура кипения повышается на 0,204° С. При растворении 0.3 г этого же вещества в 20 г бензола температура кипения повышается на 0,668° С. Найти эбуллиоскопическую константу бензола, если эбуллиоскопическая константа воды равна 0,51.
     

Ответ: 2,67.

321. 
     Теплота испарения ртути при температуре кипения (357° С) равна 65 кал/г. Определить давление паров ртути при 357° С над раствором, содержащим 10% Sn, и температуру кипения этого раствора.
     

Ответ: 640 мм рт. ст.; 368,35° С.

321. 
     Хлороформ кипит при 60,2° С. Давление его пара при 6i°C равно 781 мм рт. ст. Определить; а) давление пара при 60,2° С раствора, содержащего 0,2 моль нелетучего растворенного вещества в 1000 г хлороформа; б) температуру кипения этого раствора; в) эбуллиоскопическую константу хлороформа; г) его молярную теплоту испарения.
     

Ответ: 742,2 мм рт. ст.; 60.9° С; 3,42; -7563 кал/моль.

321. 
     Сколько глицерина (М = 92) нужно растворить в 1000 г воды, чтобы понизить ее температуру замерзания на 0,1° С? Криоскопическая константа воды равна 1,85° С.
     

Ответ: 4,946 г.

321. 
     Проба уксусной, кислоты замерзает при 16,4° С. Температура замерзания чистой уксусной кислоты равна 16,7° С, ее криоскопическая константа равна 3,9. Определить, сколько молей примесей приходится на 1000 г уксусной кислоты.
     

Ответ: 0,077.

321. 
     Водный раствор содержит 0,5% мочевины [(ХН₂)₂СО] и 1% глюкозы (C₆Hi₂0₆). Какова его температура замерзания, если криоскопическая константа воды равна 1,86?
     

Ответ: —0,263° С.

321. 
     Для двух 1%-ных водных растворов определяется опытным путем понижение температуры замерзания. Молекулярный
     

135




вес одного из растворенных веществ равен 60, а другого 180. Какой из растворов даст меньшую относительную ошибку в определении понижения температуры замерзания?

321. 
     Бензол замерзает при 5,42° С и кипит при 80,1° С. Его теп лота испарения при температуре кипения равна 95,46 кал1г. Раствор, содержащий 12,8 г нафталина в 1000 г бензола, замерзает при 4,918° С. Определить: а) при какой температуре закипит этот раствор? б) чему равно давление пара бензола над этим раствором при 80,1° С? в) чему равна удельная теплота плавления бензола?
     

Ответ: 80,36° С; 754,1 мм рт. ст.; 30,68 кал/г.

321. 
     Чистый кадмий затвердевает при 321° С, 10%-ный раствор висмута в кадмии — при 312° С. Определить теплоту плавления кадмия.
     

Ответ: 4654 кал/г-атом.

321. 
     Коэффициент распределения S0₂ между водой и хлооофор- мом равен 0,953. Сколько воды нужно добавить к 1 л раствора S0₂ в хлороформе, чтобы извлечь 25% S0₂?
     

Ответ: 0,3497 л.

321. 
     Коэффициент распределения тимонной кислоты межд\ водой и эфиром равен 155. Сколько воды нужно добавить к 25 мл раствора кислоты в эфире, чтобы извлечь из него 25% кислоты?
     

Ответ: 0,0538 мл.

321. 
     Коэффициент распределения уксусной кислоты между водой и эфиром равен 1,87. Сколько эфира нужно прибавить к 100 мл водного раствора, чтобы извлечь из него половину кислоты?
     

Ответ: 187 мл.

321. 
     При 25° С раствор йода в воде, содержащий 0,1524 г йода в 1 л, находится в равновесии с раствором йода в хлороформе, содержащем 19,63 г йода в 1 л. Растворимость йода в воде равна 0,340 г/л. Какова растворимость йода в хлороформе?
     

Ответ: 43,81 г/л.

321. 
     Какое количество йода останется в 100 мл водного раствора, который был насыщен при 25° С, после взбалтывания с 100 мл сероуглерода? Растворимость йода в воде при 25° С равна 0,340 г/л. Коэффициент распределения йода между сероуглеродом и водой равен 590.