Дано:
Концентрация раствора хлорида натрия: 5 %
Плотность раствора: 1,04 г/см³
Температура: 17°C
Степень диссоциации: 95 %
Найти:
Осмотическое давление раствора хлорида натрия в воде
Решение с расчетом:
1. Переведем концентрацию раствора из процентов в мольную долю.
Для раствора NaCl 5% массовая доля NaCl равна 5 г на 100 г раствора.
Массовая доля NaCl = 5 г / 100 г = 0,05
Теперь найдем мольную долю NaCl:
Молярная масса NaCl = масса атома Na + масса атома Cl
= 23 г/моль + 35,5 г/моль = 58,5 г/моль
Масса NaCl в 100 г раствора = 0,05 * 100 г = 5 г
Количество молей NaCl = масса / молярная масса = 5 г / 58,5 г/моль ≈ 0,0855 моль
2. Расчет осмотического давления с использованием уравнения Вант-Гоффа:
Π = iMRT
где:
Π - осмотическое давление
i - кажущаяся степень диссоциации (в данном случае 95 %, поэтому i = 1 + 0,95)
M - молярность раствора в моль/литр
R - универсальная газовая постоянная (0,0821 L·атм/(K·моль))
T - температура в Кельвинах
Молярность раствора M = количество молей / объем раствора = 0,0855 моль / (1 дм³) = 0,0855 моль/л
Преобразуем температуру в Кельвины:
Т(°C) = 17°C
Т(K) = Т(°C) + 273 = 17 + 273 = 290 K
Π = (1 + 0,95) * 0,0855 моль/л * 0,0821 L·атм/(K·моль) * 290 K
Π ≈ 22,5 атм
Ответ:
Осмотическое давление раствора хлорида натрия в воде составляет приблизительно 22,5 атм.