第一章 溶液和胶体
Solution and Colloid
一 习题答案
1. 求0.01㎏NaOH、0.10㎏(?Ca2+)、0.10㎏(?Na2CO3)的物质的量。 解 NaOH、?Ca2+和?Na2CO3的摩尔质量分别为:
M(NaOH)= 40g·mol-1 M(?Ca2+)= 20g·mol-1 M(?Na2CO3)= 53g·mol-1 所以,它们的物质的量分别为: n(NaOH)=
mol
2. 将5.0g NaOH、NaCl、CaCl2分别置于水中,配成500ml溶液,试求溶液物质的量浓度c(NaOH)、c(NaCl)、c(?CaCl2) 。
解 NaOH、NaCl和?CaCl2的摩尔质量分别为:
M(NaOH)=40g·mol-1;M(NaCl)=58.5g·mol-1;M(?CaCl2)=55.5g·mol-1 所以,它们的物质的量浓度分别为: c(NaOH)=
5.0/40500/10000.01?100040=0.25mol;n(?Ca2+)=
0.10?100020=5.0mol;n(?Na2CO3)=
0.10?100053=1.9
=0.25(mol·L
-1
5.0/58.5);c(NaCl) =500/1000=0.17(mo·L-1)
5.0/55.5c(?CaCl2) =500/1000= 0.18 (mol·L-1)
3. 1 Each00K contains plasma blood ml+ of 20Cl and mg - of366 of amount mg .Count their mmol unit the concentration , with substace··L-1 .
Key: of amount The K of concentration substace+ Cl and - are :
20/39c(K+) =0.100= 5.13 (mmol·L-1) 366/35.5c(Cl -) =0.100= 103 (mmol·L-1)
4. 试将30.0g蔗糖(C12H22O11)试样,配成下列各种溶液:
(1)ρ(C12H22O11) = 105g·L-1 (2) c(C12H22O11) = 0.10mol·L-1 (3) b(C12H22O11) = 0.10mol·㎏-1
(4) x(C12H22O11) = 0.0186 应怎样配制?
解 M(C12H22O11) = 342g·mol-1
30.0(1)V =105= 0.286 (L) = 286 (ml)
准确称取30.0g蔗糖,用适量蒸馏水溶解后,加水稀释至286ml,混匀,即可配制成105g·L-1的蔗糖溶液。
30.0/342 (2)V =0.10= 0.877 (L) = 877 (ml)
准确称取30.0g蔗糖,用适量蒸馏水溶解后,加水稀释至877ml,混匀,即可配制成0.10mol·L-1的蔗糖溶液。
30.0/342(3)m(H2O) =0.10= 0.877 (kg) = 877 (g)
准确称取30.0g蔗糖,溶于877g蒸馏水中,混匀,即可配制成0.10mol·kg -1的蔗糖溶液。
30.0/342(4)x(C12H22O11) =[30.0/342]?[m(H2O)/18.0]= 0.0186
m(H2O) = 83.22 (g)
准确称取30.0g蔗糖,溶于83.22g蒸馏水中,混匀,即可配制成x(C12H22O11) = 0.0186的蔗糖溶液。
5. 质量分数为3%的某Na2CO3溶液,密度为1.05g·ml-1 ,试求溶液的c(Na2CO3)、x(Na2CO3)和b(Na2CO3)。
解 M(Na2CO3) = 106g·mol-1
1.05?1000?0.03106 c(Na2CO3) == 0.297 (mol·L-1)
3/106x(Na2CO3) =(3/106)?(97/18)= 0.005
3/106b(Na2CO3) =97/1000= 0.292 (mol·kg –1)
6 .什么叫稀溶液的依数性?难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间有什么联系?
答 溶液的蒸气压下降、沸点升高、凝固点降低和渗透压力等性质只与溶质、溶剂微粒数的比值有关,而与溶质的本性无关,因为这类性质的变化规律只适用于稀溶液,所以统称为稀溶液的依数性。
难挥发性非电解质稀溶液的四种依数性之间关系密切,知道一种依数性则可以求出另一种依数性:
?p?Tb?Tf?K=Kb=Kf=R?T= bB
7. 293K时水的饱和蒸气压为2.338kPa,在100g水中溶解18g葡萄糖(C6H12O6,M = 180g·mol-1),求此溶液的蒸气压。
解 葡萄糖溶液中水的摩尔分数为:
100/18 x (H2O) =(18/180)?(100/18)= 0.982
葡萄糖溶液的蒸气压为:
p = p0 x (H2O) = 2.338×0.982 = 2.30 (kPa)
8. 有两种溶液在同一温度时结冰,已知其中一种溶液为1.5g尿素[CO(NH2)2]溶于200g水中,另一种溶液为42.8g某未知物溶于1000g水中,求该未知物的摩尔质量(尿素的摩尔质量为60 g·mol-1)。
解 由于两溶液在同一温度下结冰,则△T f(尿素)= △T f(未知物)
1.5/6042.8/MK f×200/1000= K f×1000/1000
M(未知物)= 342.4 (g·mol-1)
即该未知物的摩尔质量为342.4 g·mol-1。
9. 测得人体血液的凝固点降低值△T f = 0.56K,求在310 K时人体血液的渗透压。
?Tf解 查表知K f(H2O)= 1.86 K·㎏·mol-1 ,由于Kf0.56Π1.86=8.314?310
Π=R?T,则
Π= 776kPa
10. 排出下列稀溶液在310 K时,渗透压由大到小的顺序 (1) c(C6H12O6) = 0.20mol·L-1 (2) c(NaCl) = 0.20mol·L-1 (3) c(Na2CO3) = 0.20mol·L-1
解 在相同温度下,溶液的渗透压力与渗透浓度成正比,因此,可以通过比较溶液渗透浓度的大小,确定溶液渗透压力的大小。 三种溶液的渗透浓度分别为:
cos(C6H12O6) = c(C6H12O6) = 0.20 (mol·L-1) cos (NaCl) = 2c(NaCl) = 2×0.20= 0.40 (mol·L-1) cos (Na2CO3) = 3c(Na2CO3) = 3×0.20= 0.60 (mol·L-1)
所以,溶液的渗透压力由大到小的顺序为(3)>(2)>(1)。
11. 生理盐水、50g·L-1的葡萄糖(C6H12O6)溶液、12.5g·L-1的碳酸氢钠(NaHCO3)溶液和18.7g·L-1的乳酸钠(NaC3H5O3)溶液均为临床上常用的等渗溶液。现取其体积,按下列配方配成三种混合液:
11(1) 2(50g·L-1C6H12O6) +2(生理盐水) 12(2) 3(18.7g·L-1NaC3H5O3) +3(生理盐水) 12(3) 3(12.5g·L-1NaHCO3) +3(生理盐水)
试通过计算回答上述三种混合液是等渗、低渗还是高渗溶液?
11解 (1) 2(50g·L-1C6H12O6) +2(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为: 15019.0 cos =2×180+2×2×58.5
= 0.293 (mol ·L-1 ) = 293 (mmol·L-1)
所以该混合溶液为等渗溶液。
12(2) 3(18.7g·L-1NaC3H5O3) +3(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为:
118.729.0cos =3×2×112+3×2×58.5
= 0.316 (mol·L-1) = 316 (mmol·L-1)
所以该混合溶液为等渗溶液。
12(3) 3(12.5g·L-1NaHCO3) +3(生理盐水)混合溶液的渗透浓度为: 112.529.0cos =3×2×84+3×2×58.5
= 0.304 (mol·L-1) = 304 (mmol·L-1)
所以该混合溶液为等渗溶液。
12. 将1.01g胰岛素溶于适量水中配制成100ml溶液,测得298K时该溶液的渗透压力为4.34kPa,试问该胰岛素的分子量为多少?
m1.01解 M(胰岛素)= ?VRT =4.34?0.1× 8.314×298
=5.77×103 (g·mol-1)
所以胰岛素的分子量为5.77×103。
13. 将0.02 mol·L-1的KCl溶液12ml和0.05 mol·L-1的AgNO3溶液100ml混合以制备AgCl溶胶,试写出此溶胶的胶团结构式。
解 用KCl溶液和AgNO3溶液制备AgCl溶胶的反应式为:
AgNO + K3C l= AgC +l KNO3
其中KCl和AgNO3的物质的量分别为:
n (KCl) = 0.02×0.012 = 2.4×10-4 (mol) n (AgNO3) = 0.05×0.100 = 5.0×10-3 (mol)
由于AgNO3过量,因此生成的AgCl溶胶为正溶胶,其胶团结构式为:
[(AgCl)m·nAg +·(n-x)NO3-]x+·x NO3-
14. 溶胶具有稳定性的原因有哪些?用什么方法可破坏其稳定性。 答 溶胶具有相对稳定性的原因是:
(1) 胶团双电层中的吸附离子和反离子都是溶剂化的,胶粒被溶剂化离子所包围,形成了一层溶剂化保护膜。溶剂化膜既可以降低胶粒的表面能,
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