Примери питања која се баве колигативним својствима решења
Колигативна својства раствора су својства која зависе само од броја честица растворене супстанце у раствору, а не од врсте или природе растворене супстанце. Постоје четири главна типа колигативних својстава: снижавање притиска паре, повишење тачке кључања, снижавање тачке смрзавања и осмотски притисак. У овом чланку ћемо размотрити неколико примера проблема и размотрити свако колигативно својство раствора.
1. Смањење притиска паре (Раултов закон)
Пример проблема:
Растворити 18 грама урее (NH2CONH2) у 200 грама воде. Колико је смањење напона паре раствора ако је напон паре чисте воде на одређеној температури 23.8 mmHg? (Моларна маса урее = 60 g/mol)
пембахасан:
Да бисмо израчунали смањење притиска паре, морамо израчунати молски удео растворене супстанце.
1. Израчунајте број молова урее:
\[
\text{Број молова урее} = \frac{18 \text{ g}}{60 \text{ g/mol}} = 0.3 \text{ mol}
\]
2. Израчунајте број молова воде:
\[
\text{Моларна маса воде} = 18 \text{ г/мол}
\]
\[
\text{Број молова воде} = \frac{200 \text{ g}}{18 \text{ g/mol}} = 11.11 \text{ mol}
\]
3. Израчунајте молски удео растворене супстанце:
\[
x_{\text{уреа}} = \frac{0.3 \text{ mol}}{0.3 \text{ mol} + 11.11 \text{ mol}} = 0.0265
\]
4. Смањење притиска паре:
\[
ΔP = P_0 x уреа = 23.8 mmHg x 0.0265 = 0.63 mmHg
\]
2. Повишење тачке кључања
Пример проблема:
Колика је тачка кључања раствора који садржи 1 mol NaCl/kg воде? Kf за воду је 0.52 °C/m.
пембахасан:
NaCl у раствору дисоцира на 2 јона (Na+ и Cl-), тако да је ван 'т Хофов фактор (i) једнак 2.
1. Израчунајте молалност раствора (m):
\[
m = \frac{1 \text{ mol}}{1 \text{ kg}} = 1 \text{ m}
\]
2. Повишење тачке кључања:
\[
ΔT_b = i K_b m = 2 0.52 °C/m 1 m = 1.04 °C
\]
Дакле, повећање тачке кључања раствора је 1.04 °C.
3. Депресија тачке смрзавања
Пример проблема:
Израчунајте снижење тачке смрзавања раствора који садржи 0.5 mol глукозе (C6H12O6)/kg воде. Kf за воду је 1.86 °C/m.
пембахасан:
Глукоза се не дисоцира у раствору, тако да је ван 'т Хофов фактор (i) једнак 1.
1. Израчунајте молалност раствора (m):
\[
m = \frac{0.5 \text{ mol}}{1 \text{ kg}} = 0.5 \text{ m}
\]
2. Снижење тачке смрзавања:
\[
ΔT_f = i K_f m = 1 1.86 °C/m 0.5 m = 0.93 °C
\]
Дакле, снижење тачке смрзавања раствора је 0.93 °C.
4. Осмотски притисак
Пример проблема:
Израчунајте осмотски притисак 0.1 M раствора урее на 27 °C. (R = 0.0821 L·atm/K·mol)
пембахасан:
Осмотски притисак (\(\пи\)) се може израчунати помоћу формуле:
\[
\пи = МРТ
\]
1. Претворите температуру у Келвине:
\[
Т = 27 °C + 273.15 = 300.15 K
\]
2. Израчунајте осмотски притисак:
\[
π = 0.1 M × 0.0821 L·atm/K·mol} × 300.15 K
\]
\[
\пи = 2.461 \текст{ атм}
\]
Дакле, осмотски притисак раствора је 2.461 атм.
Закључак
Колигативна својства раствора пружају једноставан, али моћан увид у то како се раствори понашају на основу броја честица растворене супстанце. Кроз горње примере можемо разумети како да израчунамо снижавање притиска паре, повишење тачке кључања, снижавање тачке смрзавања и осмотски притисак раствора. Надамо се да су ова објашњења и примери корисни у разумевању концепта колигативних својстава раствора и њихове примене у свакодневном животу, индустријским процесима и научним истраживањима.
