Более сильный термический ожог вызовет кипящий сахарный сироп
Модуль 1. Термодинамика. Кинетика. Катализ.
Занятие №4. Коллигативные свойства растворов. Сильные и слабые электролиты.
Цель: Вам необходимо овладеть учебной программой данного занятия и научиться применять данный материал в своей будущей профессии врача
Сделайте записи в рабочей тетради по плану:
• дата;
• номер занятия;
• тема занятия;
• цель занятия;
• основные вопросы темы;
Учебные вопросы занятия.
1. Коллигативные свойства растворов слабых электролитов:
1.1закон Рауля и его следствия;
1.2 диффузия, осмос, осмотическое давление, законы Фика и Вант – Гоффа.
2.Элементы теории растворов электролитов:
2.1 закон разведения Оствальда;
2.2 изотонический коэффициент. Теория Дебая-Хюккеля. Активность, коэффициент активности. Ионная сила.
3.Электролиты в организме. Осмотические свойства растворов электролитов.
3.1 Изоосмия, осмолярность, осмоляльность.
3.2 Роль осмоса в биологических системах. Плазмолиз и деплазмолиз
При отработке 1-го учебного вопроса
Обратите внимание на:
– понятия : раствор , растворитель, растворенное вещество, «коллигативные» свойства растворов;
-законы Рауля о давлении паров растворителя над раствором и изменении температур кипения и замерзания растворов неэлектролитов и электролитов;
-явления : диффузии, осмоса, осмотического давления и их роль в жизнедеятельности организмов;
– формулировку и математическое выражение закона Вант-Гоффа для неэлектролитов и электролитов.
Приведите примеры фармакотерапевтического воздействия на осмотическое давление.
При отработке 2-го учебного вопроса
Обратите внимание на:
– физический смысл изотонического коэффициента, его зависимость от различных факторов и значение для электролитов, не электролитов и веществ склонных к ассоциации.
– отличие сильных электролитов от слабых; степень диссоциации и константу диссоциации как количественные характеристики диссоциации слабых электролитов, их зависимость от различных факторов.
– взаимосвязь между константой диссоциации и степенью диссоциации, закон разведения Оствальда устанавливающий эту связь.
– теорию сильных электролитов – теорию Дебая-Хюккеля;
– понятия активность, коэффициент активности, ионная сила раствора; значение ионной силы плазмы крови и внутриклеточной жидкости как условие реализации биохимических и физиологических процессов.
При отработке 3-го учебного вопроса.
Обратите внимание на:
– понятия осмолярность, осмоляльностью и их отличие;
– необходимость учета осмолярности биологических жидкостей при введении лекарственных препаратов;
– явления изоосмии, эндоосмоса, экзоосмоса, цитолиза, гемолиза, плазмолиза;
– понятия: изо-, гипер-, гипотонический раствор и их применение в медицинской практике.
При проведении заключительной части учебного занятия
Выполните итоговое тестовое задание. Выслушайте преподавателя по оценке деятельности учебной группы и Вас лично. Обратите внимание на анализ преподавателем Вашей предстоящей работы на следующем занятии и нюансы при выполнении домашнего задания.
Рекомендуемая литература:
· Основная литература
1. Общая химия. Учебник для медицинских вузов. (, ), 976 с. –М, ГЭОТАР Медиа, 2009 г.
2. Практикум по общей и биоорганической химии. Учебное пособие для
студентов медицинских вузов ( Ред. ).- М., АКАДЕМИЯ., 3 изд., 235 с., 2008г.
· дополнительная литература:
1. Общая химия. Учебник для медицинских вузов. (, ), 976 с. – М, ГЭОТАР Медиа, 2007 г.
2. Биофизическая и бионеорганическая химия (, , ), М, МИА, 2008, – 416 с
3. «Химия: Основы химии Живого: Учебник для вузов. СПб: Химиздат, 20с.
4. Лабораторный практикум по общей химии: уч. пособие и др. – Ставрополь, 2003 г.
· программное обеспечение: общесистемное и прикладное программное обеспечение
· базы данных, информационно-справочные поисковые системы интернет ресурсы, отвечающие тематике дисциплины, в том числе: –Chemlib.ru, Chemist.ru, ACD Labs, MSU. ru., и др.
Образец билета контроль на «входе»
Билет№5
1. Более сильный термический ожог может быть вызван кипящим сахарным сиропом с массовой долей сахарозы, равный:
1) 2% 2) 5% 3) 8% 4) 10%
2. Осмотическое давление сантимолярного раствора AlCl3 по сравнению с сантимолярным раствором NaCl будет ___________.
3. В закрытом сосуде находятся 2 стакана: с чистой водой (1) и с водным раствором сахара (2). Через некоторое время:
1) уровень жидкости в стакане (1) понизится, в стакане (2) повысится
2) уровень жидкости в стакане (1) повысится, в стакане (2) понизится
3) уровень жидкости в обоих стаканах не изменится
4) уровень жидкости в обоих стаканах понизится
4. Меняется ли температура кипения раствора и чистого растворителя в процессе их кипения?
1) tкип растворителя не меняется, tкип раствора повышается
2) tкип растворителя и раствора повышаются
3) tкип растворителя повышается, tкип раствора не меняется
4) tкип растворителя не меняется, tкип раствора понижается
5. В месте воспаления осмотическое давление __________, поэтому нужно обрабатывать _________ раствором, чтобы вызвать _________ бактерий и микроорганизмов.
№1 Решение:
Согласно II закону Рауля повышение температуры кипения раствора по сравнению с растворителем рассчитывается по формуле:
∆Tкип = Ecm(X),
где cm(X) – моляльная концентрация растворенного вещества.
Между моляльной концентрацией и массовой долей существует математическая зависимость, из которой видно, что чем больше массовая доля растворенного вещества, тем больше и моляльная концентрация этого вещества в растворе
cm(X)=
Таким образом, самую высокую температуру кипения будет иметь раствор с массовой долей сахарозы, равной 10% следовательно, этим раствором можно получить более сильный термический ожог.
Ответ:4
№2. Решение:
NaCl и AlCl3 – электролиты, поэтому осмотическое давление растворов этих веществ рассчитывается по формуле:
Pосм = ic(X)RT.
Между изотоническим коэффициентом i и степенью диссоциации α существует математическая взаимосвязь: i =1 + α(n-1),
где n-число ионов, образующихся при диссоциации электролита.
Для AlCl3 n=4, для NaCl n=2, а т. к. эти вещества – сильные электролиты, то для них можно условно принять, что величина α равна 100%.
С учетом этого очевидно, что i(AlCl3) i(NaCl), следовательно,
Pосм (AlCl3) осм (NaCl).
Ответ: больше.
№3. Решение:
Так как давление насыщенного пара растворителя над водным раствором сахара согласно I закона Рауля ниже, чем над чистой водой, то в закрытом сосуде будет происходить диффузия молекул паров воды от стакана с чистой водой к стакану с водным раствором сахара. В результате этого:
а) давление пара растворителя над стаканом с чистой водой уменьшится, равновесие нарушится, поэтому в соответствии принципом Ле-Шателье скорость испарения станет больше скорости конденсации, что приведет к уменьшению уровня жидкости в стакане с чистой водой;
б) давление пара растворителя над стаканом с водным раствором сахара увеличится, равновесие нарушится, поэтому в соответствии с принципом Ле-Шателье скорость конденсации станет больше скорости испарения, что приведет к увеличению уровня жидкости в стакане с водным раствором сахара.
Ответ: 1
№4. Решение:
Температура кипения растворителя не меняется, так как подводимое к нему тепло тратится на эндотермический процесс испарения. Температура кипения раствора будет постепенно повышаться, так как в результате испарения растворителя моляльная концентрация растворенного вещества увеличится и в соответствии со II законом Рауля (∆Ткип =iEcm(X)) температура будет возрастать.
Ответ: 1
№5. Решение:
В месте воспаления в результате повышенного местного обмена веществ усиливается распад макромолекул на более мелкие фрагменты, в результате чего увеличивается количество частиц и, соответственно, осмотическое давление. По этой же причине рану нужно обрабатывать гипертоническим раствором, чтобы вызвать плазмолиз микроорганизмов и бактерий, а также отток (экзосмос) жидкости из раны в гипертонический раствор, что способствует ее очищению.
Ответ: … увеличивается … гипертоническим… плазмолиз.
Образец билета «тест-контроль на выходе»
Билет №5
1. Над раствором какого вещества давление пара растворителя больше, если температура и мольные доли растворенных веществ равны:
а) сахароза; б) CaCl2; в) Al2(SO4)3 ?
Ответ обоснуйте.
2. Ионная сила раствора определяется по формуле:
а) I = CRT; в) I = i – 1 / ν – 1;
б) I = f · C; г) I = ½ Σ Ci Zi2.
3. Как изменяется степень диссоциации слабого электролита при введении одноимённого иона
а) увеличивается; б) уменьшается; в) не изменяется?
Ответ обоснуйте.
Эталон ответа на вопросы билета
№1 Решение:
Согласно I закона Рауля ∆p = p0χB,
где ∆p – давления насыщенного пара растворителя над раствором;
p0 – давление насыщенного пара над чистым растворителем;
χB – молярная доля растворителя.
При образовании раствора концентрация растворителя уменьшается, его мольная доля становится меньше 1, и тем в большей степени, чем больше число кинетически активных частиц растворенного вещества:
а) C12H22O11, =1 (неэлектролит)
б) CaCl2 → Ca2++2Cl- , 3
в) Al2(SO4)3 → 2Al3++3SO42-, =5
Кроме того, растворение нелетучего вещества затрудняет испарение растворителя вследствие:
1) уменьшения подвижности молекул растворителя за счет взаимодействия растворитель – вещество;
2) уменьшения поверхности испарения, т. к. часть поверхности занята молекулами вещества.
Эти факторы приводят к смещению равновесия в сторону жидкости и уменьшению давления насыщенного пара растворителя над раствором.
Ответ: а)
№2 Решение:
В растворах электролитов существует взаимное влияние ионов: одноименные по заряду ионы отталкиваются, а разноименные – притягиваются. В результате электростатического притяжения часть ионов оказывается в связанном состоянии. Это приводит к изменению свойств раствора, эквивалентному уменьшению концентрации кинетически самостоятельных частиц, т. е. как бы снижению ионизации электролита, величина «степень ионизации» сильного электролита называется кажущейся. Взаимное влияние, мешающее ионам принимать участие в тех или иных процессах, усиливается по мере увеличения концентрации раствора.
Для количественного определения этого влияния используют величину ионной силы раствора I:
I=0,5 Ʃ Ci Zi, где
Ci- молярная концентрация иона в растворе, моль/л;
Z – заряд иона.
Ионная сила раствора – величина аддитивная, т. е. каждый электролит вносит свой вклад в величину I независимо от других.
Для каждого иона определенному значению ионной силы соответствует свой коэффициент активности, который показывает, какая часть ионов от общего числа находится в ионизированном состоянии.
Ответ: г)
№3 Решение:
Степень ионизации (диссоциации)- количественная характеристика ионизации слабого электролита
α=
Введение одноименного иона в раствор электролита, согласно принципу Ле-Шателье, способствует смещению равновесия процесса ионизации в сторону ассоциации (моляризации) ионов и увеличению общего числа недиссоциированных молекул. Степень диссоциации (ионизации) при этом уменьшается.
Ответ: б)
Источник
Добавил:
Upload
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:
Скачиваний:
1781
Добавлен:
21.05.2015
Размер:
4.47 Mб
Скачать
туры кипения помещѐнной в него воды, поэтому в этом случае вода закипит.
Задача № 4
Давление насыщенного пара над раствором, содержащим 5,2 г некоторого вещества в 117 г воды, равно при 70оС 307 кПа (р). Давление насыщенного пара над водой при той же температуре равно 312 кПа (ро). Определите молярную массу вещества.
Решение:
Согласно I закону Рауля
Ро Р | n(X) | ; | ||
P | n(X) n(Н | О) | ||
o | 2 | |||
117 г | = 6,5 моль. | |||
18 г/моль | ||||
Подставим данные в математическое выражение I закона Рауля и вычис-
лим n(X):
312 307 | n(X) | ||||||
; отсюда n(X) = 0,106 моль, соответственно, | |||||||
312 | n(X) 6,5 | ||||||
М(Х) = | m(Х) | 5,2 г | = 49 г/моль. | ||||
M (Х) | 0,106 моль | ||||||
Ответ: М(Х) = 49 г/моль.
Задача № 5
Вычислите давление насыщенного пара над раствором, содержащим 6,4 г нафталина (С10Н8) в 90 г бензола (С6Н6) при 20оС. Давление насыщенного пара над бензолом при данной температуре 9953,82 Па.
Решение:
По I-му закону Рауля относительное понижение давления насыщенного пара над раствором равно молярной доле растворенного вещества:
Po
где Ро – давление насыщенного пара над растворителем; Р – давление насыщенного пара над раствором;
N(X) – молярная доля вещества (Х), которая определяется по формуле:
n X | n(С10 | Н8 ) | ||||||||
N(X) = n X | nр ля ; | N(С10Н8) = | ; | |||||||
n(С Н | ) | n(С Н ) | ||||||||
10 | 8 | 6 | 6 | |||||||
n(C10Н8) = | m | 6,4 г | = 0,05 | моль; | ||||||
M | 128 г/моль | |||||||||
n(C6Н6) = | 90 г | = 1,15 моль; | ||||||||
78 г/моль | ||||||||||
30
N(С10Н8) = | 0,05 | 0,042; | |||||
1,15 0,05 | |||||||
Po | P | = 0,042; | 9953,82 Р | = 0,042; Р = 9521 Па Ро. | |||
Po | 9953,82 | ||||||
Давление насыщенного пара над раствором всегда меньше, чем над чистым растворителем.
Ответ: давление насыщенного пара над раствором равно 9521 Па.
Задача № 6
Вычислите температуру кипения и замерзания водного раствора фруктозы
( (С6Н12О6) = 5%).
Решение:
По II-му закону Рауля:
Ткип. = Е(Н2О) сm(X); Тзам. = K(Н2О) сm(X),
где Ткип – повышение температуры кипения раствора; Тзам – понижение температуры замерзания раствора;
Е(Н2О) – эбулиоскопическая константа для воды, справочная величина, равна 0,52 град кг/моль;
K(Н2О) – криоскопическая константа для воды, справочная величина, равна 1,86 град кг/моль;
сm(X) – моляльная концентрация вещества (Х).
сm(X) = | ω(X) 1000 | ; |
(100 ω(X)) M (X) |
5 1000
сm(С6Н12О6) = (100 5) 180 = 0,29 моль/кг;
Ткип = 0,52 град кг/моль 0,29 моль/кг = 0,15 град. tкип = 100оС + 0,15оС = 100,15оС.
Тзам =1,86 град кг/моль 0,29 моль/кг = 0,54 град. tзам = 0оС 0,54оС = 0,54оС
Ответ: 5%-ный раствор фруктозы закипит при 100,15оС, а замерзнет при
–0,54оС.
Задача № 7
Рассчитайте молярную массу неэлектролита, если его массовая доля в водном растворе 1,96%, а раствор замерзает при – 0,248оС.
Решение:
По II-му закону Рауля Тзам = K сm(Х),
где Kкр – криоскопическая константа воды, равная 1,86 град/(кг моль), сm(Х) – моляльная концентрация неэлектролита;
31
сm(Х) = | Tзам | 0,248 | 0,133 моль/кг . | |
Kкр | 1,86 | |||
По условию задачи в 100 г раствора содержится 1,96 г неэлектролита в
98,04 г воды:
сm(Х) = | m(X) | М(Х) = | m(X) | 1,96 | 150,4 г/моль . |
c | Х m | 0,133 0,098 | |||
M (X) mр | ля | m | р-ля | ||
Ответ: молярная масса неэлектролита равна 150,4 г/моль
Задача № 8
Определите, из скольких атомов состоит молекула серы, если температура кипения раствора 4,455 г серы в 50 г бензола на 0,905оС выше температуры кипения чистого бензола. (Е(С6Н6) = 2,60 град кг/моль)
Решение:
Согласно II закону Рауля:
Ткип. = Е(С6Н6) сm(SХ) или
Ткип. = Е(С6 | Н6 ) | m(SX ) 1000 | , отсюда | ||||||||||||
M (S | X | ) m(С | Н | ) | |||||||||||
6 | 6 | ||||||||||||||
М(SX). = | Е(С6Н6 ) m(SX ) 1000 | ; | |||||||||||||
Ткип. m(С6Н6 ) | |||||||||||||||
М(SX). = | 2,60 град кг/моль | 4,455 г 1000 | 256 г/моль ; | ||||||||||||
0,905 град 50 г | |||||||||||||||
х = | М (SX ) | 256 | 8 . | ||||||||||||
M (S) | 32 | ||||||||||||||
Ответ: Молекула серы состоит из 8 атомов.
Задача № 9
Температура замерзания 10%-ного водного раствора серной кислоты равна –5,5оС. Вычислите степень ионизации кислоты в этом растворе.
(K(Н2О) = 1,86 град кг/моль)
Решение:
Согласно II закону Рауля: Тзам. = i K сm(H2SO4). Рассчитаем сm(H2SO4) по формуле:
сm(H2SO4) = | ω(H2SO4) 1000 | ; | ||
(100 | ω(H2SO4)) M (H2SO4) | |||
сm(H2SO4) = | 10 1000 | = 1,134 моль/кг; | ||
(100 | 10) 98 | |||
tзам = tзам.(Н2О) – tзам.(р-ра) = 0 – (–5,5) = 5,5оС.
tзам = Тзам .
32
= 0,804 или 80,4%.
i = | Тзам. | 5,5 | 2,608 . | ||
K c | m | (H SO | ) | 1,86 1,134 | |
2 4 | |||||
i 1
= n 1 , где n – число ионов, образующихся при диссоциации H2SO4.
= 2,608 1 3 1
Ответ: = 80,4%.
Задача № 10
Раствор, содержащий 0,85 г хлорида цинка в 125 г воды, кристаллизуется при – 0,23оС. Рассчитайте кажущуюся степень диссоциации хлорида цинка в данном растворе.
Решение:
Моляльная концентрация соли в растворе равна:
сm (ZnCl2) = 0,85 г/136 г/моль 0,125 кг = 0,05 моль/кг;
По закону Рауля понижение температуры кристаллизации без учета диссоциации электролита составляет:
Ткр = Kкр сm = 1,86 град/кг моль 0,05 моль/кг = 0,093 град.
Сравнивая найденное значение с экспериментально определенным понижением температуры кристаллизации, определяем изотонический коэффициент i:
i = Ткр.эксп. / Ткр.выч. = 0,23/0,093 = 2,47.
Зная изотонический коэффициент, можно найти кажущуюся степень диссоциации соли:
i | 1 | 2,47 | 1 | 0,735 | |
= n | 1 | 3 | 1 | ||
Ответ: = 0,735
Задача № 11
Какую массу сахарозы следует растворить в 250 г воды, чтобы получить раствор, кипящий при 100,2оС ?
Решение:
По II-му закону Рауля Ткип = Е сm(Х),
где Е – эбулиоскопическая константа воды, равная 0,52 град кг/моль, сm – моляльная концентрация неэлектролита сахарозы.
По условию Ткип = 100,2 – 100 = 0,2 град;
сm = | Tкип | 0,2 | 0,385 моль/кг ; |
Kэб | 0,52 | ||
33
сm(С12Н22О11) = | m(X) |
M (X) mр ля | |
m(сахарозы) = 0,385 моль/кг342 г/моль 0,25 кг = 32,9 г
Ответ: m(сахарозы) = 32,9 г
Задача № 12
Какова массовая доля глицерина в водном растворе, если он замерзает при
–0,52оС?
Решение:
Понижение температуры замерзания раствора
Тзам. = Тзам. р-ля Тзам. р-ра Тзам. = 0оС ( 0,52оС) = 0,52оС.
По II-му закону Рауля Тзам = K(Н2О)сm(Х), тогда
cm = | Tзам | 0,52 град | = 0,28 моль/кг. |
K (H2O) | 1,86 кг град/моль | ||
Переход от моляльной концентрации к массовой доле осуществляется по формуле:
сm(Х) = | 1000 | = | cm (X) | (100 | ω) | M (X) | ; | |||||||
(100 | ω) | M (X) | 1000 | |||||||||||
0,28 (100 | ) 92 | 25,76 (100 ) | ; | |||||||||||
1000 | 1000 | |||||||||||||
= | 2576 25,76 | ; | 1000 | = 2576 – 25,76 | ; | = 2,51%. | ||||||||
1000 | ||||||||||||||
Ответ: массовая доля глицерина в водном растворе 2,51%.
Задача № 13
Рассчитайте осмотическое давление при 310 К 20%-ного водного раствора глюкозы ( = 1,08 г/мл), применяемого для внутривенного введения, например, при отеке легкого. Каким будет этот раствор (гипо-, гипер-, изотоническим) по отношению к крови, если учесть, что Росм крови равно
740–780 кПа?
Решение:
По закону Вант-Гоффа: Росм = с(Х)RT,
где с(Х) – молярная концентрация раствора; R –газовая постоянная, 8,31 Дж/(моль К); Т – абсолютная температура.
Переход от массовой доли к молярной концентрации осуществляется по формуле:
c(X) | ω ρ 10 | ; с(С6Н12О6) = | 20 1,08 10 | = 1,2 моль/л. |
M (X) | 180 | |||
Росм=1,2 103 моль/м3 8,31 Дж/моль 310 К = 3 091 320 Па = 3091,3 кПа.
34
Ответ: так как 3091,3 кПа Росм крови, то 20%-ный раствор глюкозы является гипертоническим.
Задача № 14
Что произойдет с эритроцитами при 310 К в 2%-ном растворе глюкозы
( = 1,006 г/мл)?
Решение:
Эритроциты в гипотонических растворах за счет эндоосмоса лопаются, происходит гемолиз, а в гипертонических растворах – сморщиваются (плазмолиз).
Осмотическое давление 2%-ного раствора глюкозы определяется по закону Вант-Гоффа:
Росм. = с(Х)RT, где c(X) | ω ρ 10 | ; | |||||
M (X) | |||||||
Pосм. | ω С6Н12О6 | ρ 10 | R Т | ||||
M С6Н12 | О6 | ||||||
Росм. | = | 2 1,006 10 | 103 моль/м3 8,31 Дж/(моль К) 310 К = 287951 Па = | ||||
180 | |||||||
287,951 кПа
Ответ: Росм 2%-ного раствора глюкозы меньше осмотического давления крови, поэтому с эритроцитами в таком растворе произойдет гемолиз.
Задача № 15
Осмотическое давление крови равно в норме 740-780 кПа. Вычислите осмолярность крови при 310 К.
Решение:
По уравнению Вант-Гоффа: Росм = с(Х) R T.
Pосм.
сосм(Х) = R T ,
где сосм – осмолярная концентрация – это суммарное молярное количество всех кинетически активных, т.е. способных к самостоятельному движению, частиц, содержащихся в 1 литре раствора, независимо от их формы, размера и природы.
сосм1 | = | 740000 Па | = 287,3 моль/м3 | = 0,287 осмоль/л; |
8,31 Дж/моль К 310 К | ||||
сосм2 | = | 780000 Па | = 302,8 моль/м3 | 0,303 осмоль/л. |
8,31 Дж/моль К 310 К
Ответ: осмолярность крови составляет 0,287–0,303 осмоль/л.
Задача № 16
35
При несахарном диабете выделяются большие объемы разбавленной мочи, осмолярность которой снижается до 0,06 осмоль/л. Вычислите осмотическое давление такой мочи при 310 К.
Решение:
Росм = с(Х) R T = 0,06 103 осмоль/м3 8,31 Дж/моль К 310 К=154566 Па = = 154,6 кПа.
Ответ: осмотическое давление разбавленной мочи значительно ниже осмотического давления плазмы крови.
Задача № 17
Рассчитайте осмотическое давление 0,01 М раствора KCl, при Т = 310 К, если изотонический коэффициент (i) равен 1,96. Каким будет этот раствор по отношению к плазме крови?
Решение:
Для растворов электролитов в уравнение Вант-Гоффа вводится изотонический коэффициент (i) для учета электролитической диссоциации:
Росм = i с(Х) R T
Росм = 1,96 с(KCl) R T = 1,96 0,01 103 моль/м3 8,31 Дж/моль К 310 К = 50491,56 Па = 50,5 кПа.
Ответ: 0,01 М раствор гипотоничен плазме крови.
Задача № 18
В качестве слабительного средства взрослым назначают принимать натощак 0,5 стакана(100 мл) раствора глауберовой соли, содержащего 20 г Na2SO4 10H2O. Рассчитайте осмотическое давление этого раствора при 25 С и поясните механизм его действия (i = 2,75).
Решение:
По закону Вант – Гоффа для растворов электролитов
Росм(Х) = i с(Х) R T= i | m(Na 2SO 4 | 10H 2O) 1000 | RT ; | ||
M (Na 2SO 4 | 10H 2O) Vp pa | ||||
Росм= 2,75 | 20 1000 8,314 298 | =4231,88 кПа. | |||
322 100 | |||||
Ответ: раствор гипертоничен, т.к. его Росм больше 760 кПа, поэтому осмотическое давление в просвете кишечника повышается, вызывая тем самым поступление большого количества воды и послабляющее действие.
Задача № 19
При внутренних кровоизлияниях (легочных, желудочно-кишечных), а также для усиления диуреза внутривенно вводят от 5 до 20 мл 10%-ного раствора NaCl ( = 1,071 г/мл, i = 1,87). Рассчитайте осмотическое давле-
36
ние этого раствора и определите, каким он будет по отношению к плазме крови. (t = 37 С).
Решение:
с(NaCl) | 10 | 10 1,071 10 | = 1,83 моль/л | |
М | 58,5 | |||
Росм = iсRT = 1,87 1,83 8,314 310 = 8819,92 кПа
Ответ: раствор будет гипертоничен по отношению к плазме крови.
Задача № 20
Какова степень электролитической диссоциации ( ) дихлоруксусной кислоты в ее 0,01 М растворе, если при 300 К этот раствор создает осмотическое давление в 43596,4 Па?
Решение:
Так как СНСl2СООН – электролит, используется уравнение Вант-Гоффа в виде: Росм = i с(Х) R T.
Из этого уравнения i | с(X) R T ; | ||||||
Pосм | |||||||
i | 43596,4 Па | = 1,75. | |||||
0,01 103 моль/м3 | 8,31 Дж/моль К 300 К | ||||||
Степень диссоциации электролита определяется по формуле: | i | 1 | , | ||||
n | 1 | ||||||
где i – изотонический коэффициент;
n – число ионов, на которое распадается данный электролит;
1,75 1 = 0,75.
2 1
Ответ: степень диссоциации дихлоруксусной кислоты равна 0,75.
Обучающие тесты
1.Более сильный термический ожог может быть вызван кипящим сахарным сиропом с массовой долей сахарозы, равной:
1) 2% 2) 5% 3) 8% 4) 10%
Решение:
Согласно II закону Рауля повышение температуры кипения раствора по сравнению с растворителем рассчитывается по формуле:
Ткип = Е сm(Х),
где сm(Х)-моляльная концентрация растворѐнного вещества.
Между моляльной концентрацией и массовой долей существует математическая зависимость, из которой видно, что чем больше массовая доля
37
растворѐнного вещества, тем больше и моляльная концентрация этого вещества в растворе
сm(Х) = | 1000 |
(100 ω) M (X) . | |
Таким образом, самую высокую температуру кипения будет иметь раствор с массовой долей сахарозы, равной 10%, следовательно, этим раствром можно получить более сильный термический ожог.
Ответ: 4
2.Осмотическое давление сантимолярного раствора АlCl3 по сравнению с сантимолярным раствором NaCl будет ____________.
Решение:
NaCl и АlCl3 – электролиты, поэтому осмотическое давление растворов этих веществ рассчитывается по формуле
Росм = i с(Х) R T.
Между изотоническим коэффициентом i и степенью диссоциации существует математическая взаимосвязь: i = 1+ (n–1),
где n-число ионов, образующихся при диссоциации электролита.
Для АlCl3 n = 4, для NaCl n = 2, а т.к. эти вещества – сильные электролиты, то для них можно условно принять, что величина равна 100%.
С учѐтом этого очевидно, что i(АlCl3) > i(NaCl), следовательно,
Росм(АlCl3) > Росм (NaCl).
Ответ: больше.
3.В закрытом сосуде находятся 2 стакана: с чистой водой (1) и с водным раствором сахара (2). Через некоторое время:
1)уровень жидкости в стакане (1) понизится, в стакане (2) повысится
2)уровень жидкости в стакане (1) повысится, в стакане (2) понизится
3)уровень жидкости в обоих стаканах не изменится
4)уровень жидкости в обоих стаканах понизится
Решение:
Так как давление насыщенного пара растворителя над водным раствором сахара согласно I закону Рауля ниже, чем над чистой водой, то в закрытом сосуде будет происходить диффузия молекул паров воды от стакана с чистой водой к стакану с водным раствором сахара. В результате этого:
а) давление пара растворителя над стаканом с чистой водой уменьшится, равновесие нарушится, поэтому в соответствии с принципом Ле Шателье скорость испарения станет больше скорости конденсации, что приведѐт к уменьшению уровня жидкости в стакане с чистой водой; б) давление пара растворителя над стаканом с водным раствором сахара
увеличится, равновесие нарушится, поэтому в соответствии с принципом
38
Ле Шателье скорость конденсации станет больше скорости испарения, что приведѐт к увеличению уровня жидкости в стакане с водным раствором сахара.
Ответ: 1.
4.Меняется ли температура кипения раствора и чистого растворителя в процессе их кипения?
1)tкип растворителя не меняется, tкип раствора повышается
2)tкип растворителя и раствора повышаются
3)tкип растворителя повышается, tкип раствора не меняется
4)tкип растворителя не меняется, tкип раствора понижается
Решение:
Температура кипения растворителя не меняется, так как подводимое к не-
му тепло тратится на эндотермический процесс испарения. Температура кипения раствора будет постепенно повышаться, так как в результате испарения растворителя моляльная концентрация растворенного вещества увеличивается и в соответствии со II законом Рауля ( Tкип = iEcm(X)) температура кипения будет возрастать.
Ответ: 1
5.В месте воспаления осмотическое давление _________ , поэтому рану нужно обрабатывать __________ раствором, чтобы вызвать ________
бактерий и микроорганизмов.
Решение:
В месте воспаления в результате повышенного местного обмена веществ усиливается распад макромолекул на более мелкие фрагменты, в результате чего увеличивается количество частиц и, соответственно, осмотическое давление. По этой же причине рану нужно обрабатывать гипертоническим раствором, чтобы вызвать плазмолиз микроорганизмов и бактерий, а также отток (экзосмос) жидкости из раны в гипертонический раствор, что способствует ее очищению.
Ответ: … увеличивается … гипертоническим … плазмолиз.
Задачи и упражнения для самостоятельного решения
1.Являются ли изотоническими: а) 5%-ные растворы глюкозы и фруктозы; б)5%-ные растворы глюкозы и сахарозы; в) 0,01М растворы глюкозы и хлорида натрия?
2.Зачем посыпают солью дороги зимой? Является ли солѐным лѐд на берегу северных морей?
3.Рассчитайте молярную массу неэлектролита, если 28,5 г этого вещества, растворенного в 785 г воды, вызывают понижение давления пара
39
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Источник