Для расчета осмотического давления нам понадобится использовать формулу van 't Hoff:
π = i * C * R * T,
где:
π - осмотическое давление,
i - ионизационная способность электролита,
C - мольная концентрация раствора,
R - универсальная газовая постоянная (R = 0,0821 л*атм/(моль*К)),
T - температура в Кельвинах.
Давайте начнем с рассчета мольной концентрации раствора хлорида натрия (NaCl):
Молярная масса NaCl = 58,44 г/моль.
Чтобы рассчитать количество вещества (натрия и хлора) в граммах, нужно разделить массу растворенного вещества на его молярную массу:
Теперь мы знаем количество вещества NaCl в молях. Однако, раствор содержит и воду, поэтому мы должны учесть это.
Количество воды также можно выразить в молях, используя молярную массу воды (H2O = 18,02 г/моль):
n(H2O) = m(H2O) / M(H2O) = 850 г / 18,02 г/моль.
Общее количество вещества в растворе будет суммой количества вещества NaCl и воды:
n(общее) = n(NaCl) + n(H2O).
Теперь мы можем рассчитать мольную концентрацию раствора (C) как отношение количества вещества к объему раствора:
C = n(общее) / V,
где V - объем раствора в литрах. Здесь нам не дан сам объем раствора, поэтому мы не можем рассчитать точное значение мольной концентрации. Однако, мы можем пренебречь объемом раствора, предположив, что он равен 1 литру.
Теперь нам нужно рассчитать ионизационную способность электролита (i). Здесь нам дан изотонический коэффициент (i = 1,95). Данный коэффициент показывает, насколько ионы электролита активно воздействуют на свойство раствора. Для простоты рассмотрим, что NaCl полностью ионизируется в растворе, поэтому i = 2 для нашего случая.
Итак, у нас есть все необходимые данные для расчета осмотического давления. Универсальная газовая постоянная, R, известна (0,0821 л*атм/(моль*К)), а температуру, T, нам не указали в вопросе, поэтому предположим, что она равна комнатной температуре, т.е. 25 градусам Цельсия или 298 Кельвинам.
Теперь можем приступить к решению:
π = i * C * R * T
π = 2 * C * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 298 К.
Далее заменяем n(NaCl) и n(H2O) на соответствующие значения:
π = 2 * ((150 г / 58,44 г/моль) + (850 г / 18,02 г/моль)) / 1 л * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 298 К.
Рассчитываем значения в скобках:
π = 2 * (2,57 моль + 47,2 моль) / 1 л * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 298 К.
Выполняем арифметические действия:
π = 2 * 49,77 моль / 1 л * 0,0821 л*атм/(моль*К) * 298 К.
π = 2 * 49,77 * 0,0821 л*атм/л*г*°К * 298 К.
π = 2 * 49,77 * 0,0821 л*атм/(л*г*°К) * 298 К.
π = 2 * 49,77 * 0,0821 л*атм/(л*г*°К) * 298 К.
Выполнив требуемые действия, получим:
π ≈ 243,59 л*атм/(л*г).
Таким образом, осмотическое давление раствора, содержащего 150 г хлорида натрия в 850 г воды при изотоническом коэффициенте электролита 1,95, равно примерно 243,59 л*атм/(л*г).
Чтобы решить эту задачу, мы сначала должны узнать молекулярную массу каждого вещества.
Молекулярная масса (M) выражается в единицах г/моль и равна сумме атомных масс каждого атома в молекуле.
Для C5H12 (н-пентана) мы можем найти молекулярную массу, сложив атомные массы атомов углерода (С) и водорода (Н):
M(C5H12) = (5 * M(C)) + (12 * M(H))
= (5 * 12.01 г/моль) + (12 * 1.01 г/моль)
= 60.05 г/моль + 12.12 г/моль
= 72.17 г/моль
Далее, у нас есть мольные количества C5H12 и H2O, обозначенные как N(C5H12) и N(H2O) соответственно.
Теперь мы можем использовать закон сохранения массы, согласно которому масса продуктов реакции равна массе реагентов. Это означает, что масса воды, образующейся при горении н-пентана, будет равна его массе.
m(H2O) = M(H2O) * N(H2O)
Подставляя известные значения, получим:
m(H2O) = 18.02 г/моль * N(H2O)
На данный момент у нас нет информации о мольном количестве воды, поэтому нам нужно знать баланс реакции горения н-пентана:
C5H12 + 8O2 → 5CO2 + 6H2O
Из уравнения видно, что каждая молекула C5H12 порождает 6 молекул H2O. Таким образом, связь между мольными количествами C5H12 и H2O может быть записана как:
N(H2O) = (6/5) * N(C5H12)
Теперь мы можем перейти к выражению для массы воды:
à. 0,125 моль
b. 0,125 моль
c. 0,125 моль