კითხვები თვითკონტროლისთვის. ნივთიერების მოლური ფრაქციები და წყალი ნივთიერების მოლური მასის განსაზღვრა

2.10.1. ატომებისა და მოლეკულების ფარდობითი და აბსოლუტური მასების გამოთვლა

ატომებისა და მოლეკულების შედარებითი მასები განისაზღვრება ცხრილში მოცემული D.I. მენდელეევის ატომური მასების მნიშვნელობები. ამავდროულად, საგანმანათლებლო მიზნებისთვის გამოთვლების ჩატარებისას, ელემენტების ატომური მასების მნიშვნელობები ჩვეულებრივ მრგვალდება მთელ რიცხვებამდე (გარდა ქლორისა, რომლის ატომური მასა აღებულია 35.5-ის ტოლი).

მაგალითი 1. კალციუმის ფარდობითი ატომური მასა A r (Ca) = 40; პლატინის ფარდობითი ატომური მასა A r (Pt)=195.

მოლეკულის ფარდობითი მასა გამოითვლება, როგორც მოცემული მოლეკულის შემადგენელი ატომების ფარდობითი ატომური მასების ჯამი, მათი ნივთიერების რაოდენობის გათვალისწინებით.

მაგალითი 2. გოგირდმჟავას შედარებითი მოლური მასა:

M r (H 2 SO 4) = 2A r (H) + A r (S) + 4A r (O) = 2 · 1 + 32 + 4· 16 = 98.

ატომებისა და მოლეკულების აბსოლუტური მასები გვხვდება ნივთიერების 1 მოლის მასის ავოგადროს რიცხვზე გაყოფით.

მაგალითი 3. განსაზღვრეთ კალციუმის ერთი ატომის მასა.

გამოსავალი.კალციუმის ატომური მასა არის A r (Ca) = 40 გ/მოლი. კალციუმის ერთი ატომის მასა ტოლი იქნება:

m(Ca)= A r (Ca) : N A =40: 6.02 · 10 23 = 6,64· 10-23 წელი

მაგალითი 4. დაადგინეთ გოგირდმჟავას ერთი მოლეკულის მასა.

გამოსავალი.გოგირდმჟავას მოლური მასა არის M r (H 2 SO 4) = 98. ერთი მოლეკულის m (H 2 SO 4) მასა უდრის:

m(H 2 SO 4) = M r (H 2 SO 4) : N A = 98:6.02 · 10 23 = 16,28· 10-23 წელი

2.10.2. ნივთიერების რაოდენობის გაანგარიშება და ატომური და მოლეკულური ნაწილაკების რაოდენობის გამოთვლა მასისა და მოცულობის ცნობილი მნიშვნელობებიდან

ნივთიერების რაოდენობა განისაზღვრება მისი მასის გაყოფით, გამოხატული გრამებით, მის ატომურ (მოლარულ) მასაზე. ნივთიერების რაოდენობა გაზურ მდგომარეობაში ნულოვან დონეზე ვლინდება მისი მოცულობის გაყოფით 1 მოლი აირის მოცულობაზე (22,4 ლ).

მაგალითი 5. განსაზღვრეთ ნატრიუმის ნივთიერების რაოდენობა n(Na), რომელიც შეიცავს 57,5 ​​გ ნატრიუმის მეტალში.

გამოსავალი.ნატრიუმის ფარდობითი ატომური მასა უდრის A r (Na) = 23. ნივთიერების რაოდენობას ვპოულობთ ლითონის ნატრიუმის მასის ატომურ მასაზე გაყოფით:

n(Na)=57,5:23=2,5 მოლი.

მაგალითი 6. განსაზღვრეთ აზოტის ნივთიერების რაოდენობა, თუ მისი მოცულობა ნორმალურ პირობებში. არის 5,6 ლ.

გამოსავალი.აზოტის ნივთიერების რაოდენობა n(N 2) ვპოულობთ მისი მოცულობის გაყოფით 1 მოლი აირის მოცულობაზე (22,4 ლ):

n(N 2)=5.6:22.4=0.25 მოლი.

ნივთიერების ატომებისა და მოლეკულების რაოდენობა განისაზღვრება ატომებისა და მოლეკულების ნივთიერების რაოდენობის ავოგადროს რიცხვზე გამრავლებით.

მაგალითი 7. დაადგინეთ 1 კგ წყალში შემავალი მოლეკულების რაოდენობა.

გამოსავალი.წყლის ნივთიერების რაოდენობას ვპოულობთ მისი მასის (1000 გ) მოლურ მასაზე (18 გ/მოლ) გაყოფით:

n(H 2 O) = 1000:18 = 55.5 მოლი.

1000 გ წყალში მოლეკულების რაოდენობა იქნება:

N(H 2 O) = 55.5 · 6,02· 10 23 = 3,34· 10 24 .

მაგალითი 8. განსაზღვრეთ ატომების რაოდენობა, რომელიც შეიცავს 1 ლიტრ (ნ.ს.) ჟანგბადს.

გამოსავალი.ჟანგბადის ნივთიერების რაოდენობა, რომლის მოცულობა ნორმალურ პირობებში 1 ლიტრია, უდრის:

n(O 2) = 1: 22.4 = 4.46 · 10-2 მოლი.

ჟანგბადის მოლეკულების რაოდენობა 1 ლიტრში (ნ.ს.) იქნება:

N(O 2) = 4.46 · 10 -2 · 6,02· 10 23 = 2,69· 10 22 .

აღსანიშნავია, რომ 26.9 · 10 22 მოლეკულა 1 ლიტრ ნებისმიერ აირში იქნება გარემო პირობებში. ვინაიდან ჟანგბადის მოლეკულა დიატომურია, ჟანგბადის ატომების რაოდენობა 1 ლიტრში 2-ჯერ მეტი იქნება, ე.ი. 5.38 · 10 22 .

2.10.3. გაზის ნარევისა და მოცულობითი წილის საშუალო მოლური მასის გამოთვლა
მასში შემავალი აირები

გაზის ნარევის საშუალო მოლური მასა გამოითვლება ამ ნარევის შემადგენელი აირების მოლური მასების და მათი მოცულობითი ფრაქციების საფუძველზე.

მაგალითი 9. თუ დავუშვებთ, რომ ჰაერში აზოტის, ჟანგბადის და არგონის შემცველობა (პროცენტებში მოცულობის მიხედვით) არის 78, 21 და 1, შესაბამისად, გამოთვალეთ ჰაერის საშუალო მოლური მასა.

გამოსავალი.

M ჰაერი = 0,78 · M r (N 2)+0.21 · M r (O 2) + 0.01 · M r (Ar)= 0.78 · 28+0,21· 32+0,01· 40 = 21,84+6,72+0,40=28,96

ან დაახლოებით 29 გ/მოლ.

მაგალითი 10. აირის ნარევი შეიცავს 12 ლ NH 3, 5 l N 2 და 3 l H 2, გაზომილი No. გამოთვალეთ ამ ნარევში გაზების მოცულობითი წილადები და მისი საშუალო მოლური მასა.

გამოსავალი.აირის ნარევის საერთო მოცულობა V=12+5+3=20 ლიტრია. აირების j მოცულობითი წილადები ტოლი იქნება:

φ(NH 3)= 12:20=0.6; φ(N 2)=5:20=0.25; φ(H 2)=3:20=0.15.

საშუალო მოლური მასა გამოითვლება ამ ნარევის შემადგენელი გაზების მოცულობითი წილადებისა და მათი მოლეკულური წონის მიხედვით:

M=0.6 · M(NH 3)+0.25 · M(N 2)+0.15 · M(H2) = 0.6 · 17+0,25· 28+0,15· 2 = 17,5.

2.10.4. ქიმიური ელემენტის მასური წილის გამოთვლა ქიმიურ ნაერთში

ქიმიური ელემენტის მასური წილი ω განისაზღვრება, როგორც მოცემული ელემენტის X ატომის მასის შეფარდება ნივთიერების მოცემულ მასაში ამ ნივთიერების მასასთან m. მასური წილი არის განზომილებიანი სიდიდე. იგი გამოხატულია ერთიანობის ფრაქციებში:

ω(X) = m(X)/m (0<ω< 1);

ან პროცენტულად

ω(X),%= 100 მ(X)/მ (0%<ω<100%),

სადაც ω(X) არის X ქიმიური ელემენტის მასური წილი; m(X) – X ქიმიური ელემენტის მასა; m არის ნივთიერების მასა.

მაგალითი 11. გამოთვალეთ მანგანუმის მასური წილი მანგანუმის (VII) ოქსიდში.

გამოსავალი.ნივთიერებების მოლური მასებია: M(Mn) = 55 გ/მოლი, M(O) = 16 გ/მოლი, M(Mn 2 O 7) = 2M(Mn) + 7M(O) = 222 გ/მოლი . ამრიგად, Mn 2 O 7-ის მასა ნივთიერების ოდენობით 1 მოლი არის:

m(Mn 2 O 7) = M(Mn 2 O 7) · n (Mn 2 O 7) = 222 · 1= 222 გ.

Mn 2 O 7 ფორმულიდან გამომდინარეობს, რომ მანგანუმის ატომების ნივთიერების რაოდენობა ორჯერ მეტია მანგანუმის (VII) ოქსიდის ნივთიერების რაოდენობაზე. ნიშნავს,

n(Mn) = 2n(Mn 2 O 7) = 2 მოლი,

m(Mn)= n(Mn) · M(Mn) = 2 · 55 = 110 გ.

ამრიგად, მანგანუმის მასური წილი მანგანუმის (VII) ოქსიდში უდრის:

ω(X)=m(Mn) : m(Mn 2 O 7) = 110:222 = 0.495 ან 49.5%.

2.10.5. ქიმიური ნაერთის ფორმულის დადგენა მისი ელემენტარული შემადგენლობის მიხედვით

ნივთიერების უმარტივესი ქიმიური ფორმულა განისაზღვრება ამ ნივთიერების შემადგენლობაში შემავალი ელემენტების მასობრივი ფრაქციების ცნობილი მნიშვნელობების საფუძველზე.

ვთქვათ, არსებობს ნივთიერების ნიმუში Na x P y O z მასით m o g. მოდით განვიხილოთ, როგორ განისაზღვრება მისი ქიმიური ფორმულა, თუ ელემენტების ატომების ნივთიერების რაოდენობა, მათი მასები ან მასური წილადები ნივთიერების ცნობილი მასა ცნობილია. ნივთიერების ფორმულა განისაზღვრება მიმართებით:

x: y: z = N(Na) : N(P) : N(O).

ეს თანაფარდობა არ იცვლება, თუ თითოეული წევრი იყოფა ავოგადროს რიცხვზე:

x: y: z = N(Na)/N A: N(P)/N A: N(O)/N A = ν(Na) : ν(P) : ν(O).

ამრიგად, ნივთიერების ფორმულის საპოვნელად აუცილებელია ვიცოდეთ კავშირი ნივთიერების იმავე მასაში ატომების ნივთიერებების რაოდენობას შორის:

x: y: z = m(Na)/M r (Na) : m(P)/M r (P) : m(O)/M r (O).

თუ ბოლო განტოლების თითოეულ წევრს გავყოფთ m o ნიმუშის მასაზე, მივიღებთ გამონათქვამს, რომელიც საშუალებას გვაძლევს განვსაზღვროთ ნივთიერების შემადგენლობა:

x: y: z = ω(Na)/M r (Na) : ω(P)/M r (P) : ω(O)/M r (O).

მაგალითი 12. ნივთიერება შეიცავს 85,71 ვტ. % ნახშირბადი და 14,29 wt. % წყალბადი. მისი მოლური მასა არის 28 გ/მოლი. დაადგინეთ ამ ნივთიერების უმარტივესი და ნამდვილი ქიმიური ფორმულა.

გამოსავალი.ურთიერთობა C x H y მოლეკულაში ატომების რაოდენობას შორის განისაზღვრება თითოეული ელემენტის მასური წილადების ატომურ მასაზე გაყოფით:

x:y = 85.71/12:14.29/1 = 7.14:14.29 = 1:2.

ამრიგად, ნივთიერების უმარტივესი ფორმულა არის CH 2. ნივთიერების უმარტივესი ფორმულა ყოველთვის არ ემთხვევა მის ნამდვილ ფორმულას. ამ შემთხვევაში, ფორმულა CH2 არ შეესაბამება წყალბადის ატომის ვალენტობას. ნამდვილი ქიმიური ფორმულის საპოვნელად, თქვენ უნდა იცოდეთ მოცემული ნივთიერების მოლური მასა. ამ მაგალითში ნივთიერების მოლური მასა არის 28 გ/მოლი. 28-ის 14-ზე გაყოფით (ატომური მასების ჯამი, რომელიც შეესაბამება ფორმულის ერთეულს CH 2), მივიღებთ ნამდვილ ურთიერთობას მოლეკულაში ატომების რაოდენობას შორის:

ჩვენ ვიღებთ ნივთიერების ნამდვილ ფორმულას: C 2 H 4 - ეთილენი.

აირისებრი ნივთიერებებისა და ორთქლების მოლური მასის ნაცვლად, პრობლემის განცხადება შეიძლება მიუთითებდეს ზოგიერთი გაზის ან ჰაერის სიმკვრივეს.

განსახილველ შემთხვევაში გაზის სიმკვრივე ჰაერში არის 0,9655. ამ მნიშვნელობიდან გამომდინარე, აირის მოლური მასა შეიძლება მოიძებნოს:

M = M ჰაერი · D ჰაერი = 29 · 0,9655 = 28.

ამ გამონათქვამში M არის გაზის მოლური მასა C x H y, M ჰაერი არის ჰაერის საშუალო მოლური მასა, D ჰაერი არის C x H y აირის სიმკვრივე ჰაერში. მიღებული მოლური მასის მნიშვნელობა გამოიყენება ნივთიერების ჭეშმარიტი ფორმულის დასადგენად.

პრობლემის განცხადება შეიძლება არ მიუთითებდეს ერთ-ერთი ელემენტის მასურ ნაწილზე. იგი გვხვდება ყველა სხვა ელემენტის მასური წილადების ერთიანობას (100%) გამოკლებით.

მაგალითი 13. ორგანული ნაერთი შეიცავს 38,71 wt. % ნახშირბადი, 51,61 wt. % ჟანგბადი და 9,68 wt. % წყალბადი. განსაზღვრეთ ამ ნივთიერების ნამდვილი ფორმულა, თუ მისი ორთქლის სიმკვრივე ჟანგბადისთვის არის 1,9375.

გამოსავალი.ჩვენ ვიანგარიშებთ თანაფარდობას ატომების რაოდენობას შორის მოლეკულაში C x H y O z:

x: y: z = 38.71/12: 9.68/1: 51.61/16 = 3.226: 9.68: 3.226= 1:3:1.

ნივთიერების მოლური მასა M უდრის:

M = M(O2) · D(O2) = 32 · 1,9375 = 62.

ნივთიერების უმარტივესი ფორმულაა CH 3 O. ამ ფორმულის ერთეულის ატომური მასების ჯამი იქნება 12 + 3 + 16 = 31. გაყავით 62 31-ზე და მიიღეთ ჭეშმარიტი თანაფარდობა მოლეკულაში ატომების რაოდენობას შორის:

x:y:z = 2:6:2.

ამრიგად, ნივთიერების ნამდვილი ფორმულა არის C 2 H 6 O 2. ეს ფორმულა შეესაბამება დიჰიდრული სპირტის - ეთილენგლიკოლის შემადგენლობას: CH 2 (OH) - CH 2 (OH).

2.10.6. ნივთიერების მოლური მასის განსაზღვრა

ნივთიერების მოლური მასა შეიძლება განისაზღვროს მისი ორთქლის სიმკვრივის მნიშვნელობის საფუძველზე ცნობილი მოლური მასის მქონე აირში.

მაგალითი 14. გარკვეული ორგანული ნაერთის ორთქლის სიმკვრივე ჟანგბადთან მიმართებაში არის 1,8125. განსაზღვრეთ ამ ნაერთის მოლური მასა.

გამოსავალი.უცნობი ნივთიერების M x მოლური მასა უდრის ამ ნივთიერების D ფარდობითი სიმკვრივის ნამრავლს M ნივთიერების მოლური მასით, საიდანაც განისაზღვრება ფარდობითი სიმკვრივის მნიშვნელობა:

M x = D · M = 1.8125 · 32 = 58,0.

ნაპოვნი მოლური მასის მნიშვნელობის მქონე ნივთიერებები შეიძლება იყოს აცეტონი, პროპიონდეჰიდი და ალილის სპირტი.

გაზის მოლური მასა შეიძლება გამოითვალოს მისი მოლური მოცულობის გამოყენებით მიწის დონეზე.

მაგალითი 15. 5,6 ლიტრი აირის მასა მიწის დონეზე. არის 5,046 გ გამოთვალეთ ამ აირის მოლური მასა.

გამოსავალი.გაზის მოლური მოცულობა ნულზე არის 22,4 ლიტრი. ამიტომ სასურველი აირის მოლური მასა უდრის

M = 5.046 · 22,4/5,6 = 20,18.

სასურველი გაზი არის ნეონი.

კლაპეირონ-მენდელეევის განტოლება გამოიყენება გაზის მოლური მასის გამოსათვლელად, რომლის მოცულობა მოცემულია სხვა პირობებში, გარდა ნორმალურისა.

მაგალითი 16. 40 o C ტემპერატურაზე და 200 კპა წნევაზე 3,0 ლიტრი აირის მასა უდრის 6,0 გ-ს, განსაზღვრეთ ამ აირის მოლური მასა.

გამოსავალი.ცნობილი რაოდენობების ჩანაცვლებით კლაპეირონ-მენდელეევის განტოლებაში მივიღებთ:

M = mRT/PV = 6.0 · 8,31· 313/(200· 3,0)= 26,0.

განსახილველი გაზი არის აცეტილენი C 2 H 2 .

მაგალითი 17. 5,6 ლიტრი (ნ.ს.) ნახშირწყალბადის წვის შედეგად წარმოიქმნა 44,0 გ ნახშირორჟანგი და 22,5 გ წყალი. ნახშირწყალბადის ფარდობითი სიმკვრივე ჟანგბადთან არის 1,8125. განსაზღვრეთ ნახშირწყალბადის ნამდვილი ქიმიური ფორმულა.

გამოსავალი.ნახშირწყალბადების წვის რეაქციის განტოლება შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:

C x H y + 0.5 (2x+0.5y)O 2 = x CO 2 + 0.5y H 2 O.

ნახშირწყალბადის რაოდენობაა 5,6:22,4=0,25 მოლი. რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება 1 მოლი ნახშირორჟანგი და 1,25 მოლი წყალი, რომელიც შეიცავს 2,5 მოლ წყალბადის ატომს. როდესაც ნახშირწყალბადს წვავენ ნივთიერების 1 მოლი რაოდენობით, მიიღება 4 მოლი ნახშირორჟანგი და 5 მოლი წყალი. ამრიგად, 1 მოლი ნახშირწყალბადი შეიცავს 4 მოლ ნახშირბადის ატომს და 10 მოლ წყალბადის ატომს, ე.ი. ნახშირწყალბადის ქიმიური ფორმულა არის C 4 H 10. ამ ნახშირწყალბადის მოლური მასაა M=4 · 12+10=58. მისი ფარდობითი ჟანგბადის სიმკვრივე D=58:32=1,8125 შეესაბამება პრობლემის დებულებაში მოცემულ მნიშვნელობას, რომელიც ადასტურებს ნაპოვნი ქიმიური ფორმულის სისწორეს.

პრობლემა 427.
გამოთვალეთ ალკოჰოლისა და წყლის მოლური ფრაქციები ეთილის სპირტის 96% (წონის) ხსნარში.
გამოსავალი:
მოლური ფრაქცია(N i) – გახსნილი ნივთიერების (ან გამხსნელის) რაოდენობის თანაფარდობა ყველა ოდენობის ჯამს.
ნივთიერებები ხსნარში. ალკოჰოლისა და წყლისგან შემდგარ სისტემაში წყლის მოლური წილი (N 1) უდრის

და ალკოჰოლის მოლური ფრაქცია , სადაც n 1 არის ალკოჰოლის რაოდენობა; n 2 - წყლის რაოდენობა.

გამოვთვალოთ 1 ლიტრ ხსნარში შემავალი ალკოჰოლისა და წყლის მასა, იმ პირობით, რომ მათი სიმკვრივე ერთ-ერთი პროპორციის ტოლია:

ა) ალკოჰოლის მასა:

ბ) წყლის მასა:

ნივთიერებების რაოდენობას ვპოულობთ ფორმულის გამოყენებით: , სადაც m(B) და M(B) არის ნივთიერების მასა და რაოდენობა.

ახლა მოდით გამოვთვალოთ ნივთიერებების მოლური ფრაქციები:

უპასუხე: 0,904; 0,096.

პრობლემა 428.
666 გ KOH გახსნილი 1 კგ წყალში; ხსნარის სიმკვრივეა 1,395 გ/მლ. იპოვეთ: ა) KOH-ის მასური წილი; ბ) მოლარულობა; გ) მოლალობა; დ) ტუტესა და წყლის მოლური ფრაქციები.
გამოსავალი:
ა) მასური წილი– გახსნილი ნივთიერების მასის პროცენტი ხსნარის მთლიან მასაზე განისაზღვრება ფორმულით:

სად

m (ხსნარი) = m(H 2 O) + m(KOH) = 1000 + 666 = 1666 გ.

ბ) მოლური (მოცულობით-მოლარული) კონცენტრაცია გვიჩვენებს ხსნარის მოლების რაოდენობას, რომელიც შეიცავს 1 ლიტრ ხსნარში.

ვიპოვოთ KOH-ის მასა 100 მლ ხსნარზე ფორმულის გამოყენებით: m = გვ V, სადაც p არის ხსნარის სიმკვრივე, V არის ხსნარის მოცულობა.

m(KOH) = 1.395 . 1000 = 1395 გ.

ახლა გამოვთვალოთ ხსნარის მოლარულობა:

ჩვენ ვპოულობთ რამდენი გრამი HNO 3 არის 1000 გ წყალზე პროპორციის მიხედვით:

დ) მოლური ფრაქცია (Ni) – გახსნილი ნივთიერების (ან გამხსნელის) რაოდენობის თანაფარდობა ხსნარში არსებული ყველა ნივთიერების რაოდენობასთან. სპირტისა და წყლისგან შემდგარ სისტემაში წყლის მოლური წილი (N 1) ტოლია ალკოჰოლის მოლური ფრაქციის, სადაც n 1 არის ტუტის რაოდენობა; n 2 - წყლის რაოდენობა.

ამ ხსნარის 100გრ შეიცავს 40გ KOH და 60გ H2O.

უპასუხე: ა) 40%; ბ) 9,95 მოლ/ლ; გ) 11,88 მოლ/კგ; დ) 0,176; 0.824.

პრობლემა 429.
15% (მასობრივი) H 2 SO 4 ხსნარის სიმკვრივეა 1,105 გ/მლ. გამოთვალეთ: ა) ნორმალურობა; ბ) მოლარულობა; გ) ხსნარის მოლალობა.
გამოსავალი:
ვიპოვოთ ხსნარის მასა ფორმულის გამოყენებით: m = გვ V, სადაც გვ- ხსნარის სიმკვრივე, V - ხსნარის მოცულობა.

m(H2SO4) = 1.105 . 1000 = 1105 გ.

1000 მლ ხსნარში შემავალი H 2 SO 4 მასა გვხვდება პროპორციიდან:

მოდით განვსაზღვროთ H 2 SO 4 ეკვივალენტის მოლური მასა ურთიერთობიდან:

ME (V) - მჟავას ეკვივალენტის მოლური მასა, გ/მოლი; M(B) არის მჟავის მოლური მასა; Z(B) - ეკვივალენტური რიცხვი; Z (მჟავები) უდრის H+ იონების რაოდენობას H 2 SO 4 → 2-ში.

ა) მოლარის ეკვივალენტური კონცენტრაცია (ან ნორმალურობა) გვიჩვენებს ხსნარის ეკვივალენტთა რაოდენობას, რომელიც შეიცავს 1 ლიტრ ხსნარში.

ბ) მოლალის კონცენტრაცია

ახლა გამოვთვალოთ ხსნარის მოლილობა:

გ) მოლალის კონცენტრაცია (ან მოლალობა) გვიჩვენებს 1000 გ გამხსნელში შემავალი გამხსნელის მოლების რაოდენობას.

ჩვენ ვპოულობთ რამდენ გრამ H 2 SO 4 შეიცავს 1000 გ წყალში, შეადგენთ პროპორციას:

ახლა გამოვთვალოთ ხსნარის მოლილობა:

უპასუხე: ა) 3.38n; ბ) 1,69 მოლ/ლ; 1,80 მოლ/კგ.

პრობლემა 430.
9% (წონის) საქაროზას ხსნარის C 12 H 22 O 11 სიმკვრივეა 1,035 გ/მლ. გამოთვალეთ: ა) საქაროზის კონცენტრაცია გ/ლ-ში; ბ) მოლარულობა; გ) ხსნარის მოლალობა.
გამოსავალი:
M(C 12 H 22 O 11) = 342 გ/მოლი. ვიპოვოთ ხსნარის მასა ფორმულის გამოყენებით: m = p V, სადაც p არის ხსნარის სიმკვრივე, V არის ხსნარის მოცულობა.

m(C 12 H 22 O 11) = 1.035. 1000 = 1035 გ.

ა) ჩვენ ვიანგარიშებთ ხსნარში შემავალი C 12 H 22 O 11 მასას ფორმულის გამოყენებით:

სად
- გახსნილი ნივთიერების მასური ფრაქცია; მ (ინ-ვა) - გახსნილი ნივთიერების მასა; მ (ხსნარი) - ხსნარის მასა.

ნივთიერების კონცენტრაცია გ/ლ-ში გვიჩვენებს 1 ლიტრ ხსნარში შემავალი გრამების (მასის ერთეულების) რაოდენობას. აქედან გამომდინარე, საქაროზის კონცენტრაცია შეადგენს 93,15 გ/ლ.

ბ) მოლური (მოცულობით-მოლარული) კონცენტრაცია (CM) გვიჩვენებს გახსნილი ნივთიერების მოლების რაოდენობას, რომელიც შეიცავს 1 ლიტრ ხსნარს.

V) მოლალის კონცენტრაცია(ან მოლალობა) გვიჩვენებს 1000 გ გამხსნელში შემავალი ხსნარის მოლის რაოდენობას.

ჩვენ ვპოულობთ რამდენ გრამ C 12 H 22 O 11 შეიცავს 1000 გრ წყალში, რაც შეადგენს პროპორციას:

ახლა გამოვთვალოთ ხსნარის მოლილობა:

უპასუხე: ა) 93,15 გ/ლ; ბ) 0,27 მოლ/ლ; გ) 0,29 მოლ/კგ.

განზავებული ხსნარების თვისებები, რომლებიც დამოკიდებულია მხოლოდ არაასტაბილური ხსნარის რაოდენობაზე, ეწოდება კოლიგატიური თვისებები. მათ შორისაა გამხსნელის ორთქლის წნევის დაქვეითება ხსნარის ზემოთ, დუღილის მატება და ხსნარის გაყინვის წერტილის დაქვეითება, აგრეთვე ოსმოსური წნევა.

გაყინვის წერტილის შემცირება და ხსნარის დუღილის გაზრდა სუფთა გამხსნელთან შედარებით:

თმოადგილე = = კ TO. მ 2 ,

თკიპ. = = კე. მ 2 .

სად მ 2 - ხსნარის მოლილობა, კკ და კ E - კრიოსკოპიული და ბულიოსკოპიული გამხსნელის მუდმივები, X 2 – გახსნილი ნივთიერების მოლური ფრაქცია, ჰ pl. და ჰესპანური - გამხსნელის დნობის და აორთქლების ენთალპია, თ pl. და თკიპ. - გამხსნელის დნობის და დუღილის წერტილები, მ 1 – გამხსნელის მოლური მასა.

განზავებულ ხსნარებში ოსმოსური წნევა შეიძლება გამოითვალოს განტოლების გამოყენებით

სად X 2 არის გამხსნელის მოლური ფრაქცია და არის გამხსნელის მოლური მოცულობა. ძალიან განზავებულ ხსნარებში ეს განტოლება ხდება ვან ჰოფის განტოლება:

სად C- ხსნარის მოლარულობა.

განტოლებები, რომლებიც აღწერს არაელექტროლიტების კოლიგაციურ თვისებებს, ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ელექტროლიტური ხსნარების თვისებების აღსაწერად Van't Hoff-ის კორექტირების ფაქტორის შემოღებით. მე, Მაგალითად:

= iCRTან თმოადგილე = ვიცი TO. მ 2 .

იზოტონური კოეფიციენტი დაკავშირებულია ელექტროლიტების დისოციაციის ხარისხთან:

i = 1 + ( – 1),

სადაც არის ერთი მოლეკულის დისოციაციის დროს წარმოქმნილი იონების რაოდენობა.

მყარი ნივთიერების ხსნადობა იდეალურ ხსნარში ტემპერატურაზე თაღწერილი შრედერის განტოლება:

,

სად X- ხსნარის მოლური ფრაქცია ხსნარში, თ pl. – დნობის ტემპერატურა და ჰ pl. – ხსნარის დნობის ენთალპია.

მაგალითები

მაგალითი 8-1. გამოთვალეთ ბისმუტის ხსნადობა კადმიუმში 150 და 200 o C ტემპერატურაზე. ბისმუტის შერწყმის ენთალპია დნობის ტემპერატურაზე (273 o C) არის 10,5 კჯ. მოლი – 1. დავუშვათ, რომ იდეალური ხსნარი იქმნება და შერწყმის ენთალპია არ არის დამოკიდებული ტემპერატურაზე.

გამოსავალი. მოდით გამოვიყენოთ ფორმულა .

150 o C-ზე , სადაც X = 0.510

200 o C-ზე , სადაც X = 0.700

ხსნადობა იზრდება ტემპერატურასთან ერთად, რაც დამახასიათებელია ენდოთერმული პროცესისთვის.

მაგალითი 8-2. 20 გ ჰემოგლობინის ხსნარს 1 ლიტრ წყალში აქვს ოსმოსური წნევა 7,52 10 –3 ატმ 25 o C-ზე. განსაზღვრეთ ჰემოგლობინის მოლური მასა.

65 კგ. მოლი – 1.

ᲓᲐᲕᲐᲚᲔᲑᲔᲑᲘ

1. გამოთვალეთ თირკმელების მიერ შესრულებული მინიმალური ოსმოსური სამუშაო შარდოვანას გამოსაყოფად 36,6 o C ტემპერატურაზე, თუ შარდოვანას კონცენტრაცია პლაზმაში არის 0,005 მოლი. ლ –1, ხოლო შარდში 0,333 მოლი. ლ – 1.
2. 1 ლიტრ ბენზოლში იხსნება 10 გრ პოლისტიროლი. ხსნარის სვეტის სიმაღლე (სიმკვრივე 0,88 გ სმ–3) ოსმომეტრში 25 o C-ზე არის 11,6 სმ. გამოთვალეთ პოლისტიროლის მოლური მასა.
3. ადამიანის შრატის ალბუმინის ცილას აქვს მოლური მასა 69 კგ. მოლი – 1. გამოთვალეთ ოსმოსური წნევა 2 გ ცილის ხსნარში 100 სმ 3 წყალში 25 o C ტემპერატურაზე Pa-ში და ხსნარის სვეტის მმ-ებში. დავუშვათ, რომ ხსნარის სიმკვრივეა 1,0 გ სმ–3.
4. 30 o C ტემპერატურაზე, საქაროზის წყალხსნარის ორთქლის წნევა არის 31,207 მმ Hg. Ხელოვნება. სუფთა წყლის ორთქლის წნევა 30 o C ტემპერატურაზე არის 31,824 მმ Hg. Ხელოვნება. ხსნარის სიმკვრივეა 0,99564 გ სმ–3. რა არის ამ ხსნარის ოსმოსური წნევა?
5. ადამიანის სისხლის პლაზმა იყინება -0,56 o C-ზე. როგორია მისი ოსმოსური წნევა 37 o C-ზე, გაზომილი მხოლოდ წყლისთვის გამტარი მემბრანის გამოყენებით?
6. *ფერმენტის მოლური მასა განისაზღვრა წყალში გახსნით და ხსნარის სვეტის სიმაღლის გაზომვით ოსმომეტრში 20 o C ტემპერატურაზე, შემდეგ კი მონაცემების ექსტრაპოლაცია ნულოვანი კონცენტრაციით. მიღებული იქნა შემდეგი მონაცემები:

C, მგ. სმ -3
თ, სმ

7. ლიპიდის მოლური მასა განისაზღვრება დუღილის წერტილის ზრდით. ლიპიდი შეიძლება გაიხსნას მეთანოლში ან ქლოროფორმში. მეთანოლის დუღილის წერტილი არის 64,7 o C, აორთქლების სითბო 262,8 კალორიაა. გ –1. ქლოროფორმის დუღილის წერტილი არის 61,5 o C, აორთქლების სითბო 59,0 კალორიაა. გ –1. გამოთვალეთ მეთანოლისა და ქლოროფორმის ბულიოსკოპიული მუდმივები. რომელი გამხსნელი არის საუკეთესო გამოსაყენებლად მოლური მასის მაქსიმალური სიზუსტით დასადგენად?
8. გამოთვალეთ წყალხსნარის გაყინვის წერტილი, რომელიც შეიცავს 50,0გრ ეთილენგლიკოლს 500გრ წყალში.
9. ხსნარი, რომელიც შეიცავს 0,217 გ გოგირდს და 19,18 გ CS 2-ს, დუღს 319,304 კ ტემპერატურაზე. სუფთა CS 2-ის დუღილის წერტილი არის 319,2 კ. CS 2-ის ელულიოსკოპიური მუდმივი არის 2,37 კ.კგ. მოლი – 1. რამდენი გოგირდის ატომია CS 2-ში გახსნილ გოგირდის მოლეკულაში?
10. 1000გ წყალში გახსნილი 68,4გრ საქაროზა. გამოთვალეთ: ა) ორთქლის წნევა, ბ) ოსმოსური წნევა, გ) გაყინვის წერტილი, დ) ხსნარის დუღილის წერტილი. სუფთა წყლის ორთქლის წნევა 20 o C ტემპერატურაზე არის 2314,9 Pa. კრიოსკოპიული და ბულიოსკოპიული მუდმივი წყლებია 1,86 და 0,52 კგ. მოლი – 1 შესაბამისად.
11. ხსნარი, რომელიც შეიცავს 0,81 გ ნახშირწყალბადს H(CH 2) nH და 190 გ ეთილის ბრომიდს, იყინება 9,47 o C-ზე. ეთილის ბრომიდის გაყინვის წერტილი არის 10,00 o C, კრიოსკოპიული მუდმივი 12,5 K. კგ. მოლი – 1. გამოთვალეთ n.
12. როდესაც 1,4511 გ დიქლოროძმარმჟავა იხსნება 56,87 გ ნახშირბადის ტეტრაქლორიდში, დუღილის წერტილი იზრდება 0,518 გრადუსით. დუღილის წერტილი CCl 4 76,75 o C, აორთქლების სითბო 46,5 კალ. გ –1. რა არის მჟავის აშკარა მოლური მასა? რა ხსნის შეუსაბამობას ნამდვილ მოლურ მასასთან?
13. 100 გ ბენზოლში გახსნილი ნივთიერების გარკვეული რაოდენობა ამცირებს მის გაყინვის წერტილს 1,28 o C-ით. 100 გ წყალში გახსნილი ნივთიერების იგივე რაოდენობა ამცირებს გაყინვის წერტილს 1,395 o C-ით. ნივთიერებას აქვს ნორმალური მოლური მასა ბენზოლი და წყალში მთლიანად დაშლილი. რამდენ იონში იშლება ნივთიერება წყალხსნარში? ბენზოლისა და წყლის კრიოსკოპიული მუდმივებია 5,12 და 1,86 კ.კგ. მოლი – 1.
14. გამოთვალეთ ანტრაცენის იდეალური ხსნადობა ბენზოლში 25 o C ტემპერატურაზე მოლარობის ერთეულებში. ანტრაცენის დნობის ენთალპია დნობის წერტილში (217 o C) არის 28,8 კჯ. მოლი – 1.
15. გამოთვალეთ ხსნადობა პ-დიბრომობბენზოლი ბენზოლში 20 და 40 o C ტემპერატურაზე, იმ ვარაუდით, რომ იდეალური ხსნარი იქმნება. დნობის ენთალპია პ-დიბრომობენზოლი დნობის წერტილში (86,9 o C) არის 13,22 კჯ. მოლი – 1.
16. გამოთვალეთ ნაფტალინის ხსნადობა ბენზოლში 25 o C ტემპერატურაზე, იმ ვარაუდით, რომ წარმოიქმნება იდეალური ხსნარი. ნაფთალინის დნობის ენთალპია მისი დნობის ტემპერატურაზე (80,0 o C) არის 19,29 კჯ. მოლი – 1.
17. გამოთვალეთ ანტრაცენის ხსნადობა ტოლუოლში 25 o C ტემპერატურაზე, იმ ვარაუდით, რომ წარმოიქმნება იდეალური ხსნარი. ანტრაცენის დნობის ენთალპია დნობის წერტილში (217 o C) არის 28,8 კჯ. მოლი – 1.
18. გამოთვალეთ ტემპერატურა, რომლის დროსაც სუფთა კადმიუმი წონასწორობაშია Cd-Bi ხსნართან, Cd-ის მოლური წილი, რომელშიც არის 0,846. კადმიუმის დნობის ენთალპია დნობის წერტილში (321,1 o C) არის 6,23 კჯ. მოლი – 1.