Дано:
Объем и концентрация исходного раствора сахарозы: 100 мл, 0,5 М
Добавленный объем воды: 300 мл
Температура: 25°C
Найти:
Осмотическое давление полученного раствора
Решение с расчетом:
1. Сначала найдем количество вещества (молей) сахарозы в исходном растворе.
Количество молей = концентрация * объем / 1000 (переводим миллилитры в литры)
Количество молей = 0,5 М * 100 мл / 1000 = 0,05 моль
2. Теперь найдем общий объем раствора после добавления воды.
Итоговый объем = 100 мл + 300 мл = 400 мл = 0,4 л
3. Далее вычислим конечную мольность сахарозы в растворе.
Мольность сахарозы = количество молей / итоговый объем в литрах
Мольность сахарозы = 0,05 моль / 0,4 л = 0,125 М
4. Расчет осмотического давления с использованием уравнения Вант-Гоффа:
Π = iMRT
где:
Π - осмотическое давление
i - коэффициент ионизации (для сахарозы i ≈ 1, так как она не ионизируется)
M - мольность раствора в моль/литр
R - универсальная газовая постоянная (0,0821 L·атм/(K·моль))
T - температура в Кельвинах
Преобразуем температуру в Кельвины:
Т(°C) = 25°C
Т(K) = Т(°C) + 273 = 25 + 273 = 298 K
Π = 1 * 0,125 М * 0,0821 L·атм/(K·моль) * 298 K
Π ≈ 3,69 атм
Ответ:
Осмотическое давление полученного раствора при 25°C составляет приблизительно 3,69 атм.