В упругую полупроницаемую оболочку, содержащую 20 мл водного раствора глюкозы с концентрацией 0,04 моль/л, из окружающей среды проникло 1,5 г воды. На какую долю изменилось осмотическое давление?
от

1 Ответ

Дано:
- Объем раствора до проникновения воды = 20 мл = 0.02 л
- Концентрация раствора глюкозы = 0.04 моль/л
- Масса воды, проникшей в раствор = 1.5 г
- Температура (не указана в задаче, предположим 25 °С = 298.15 K)
- Универсальная газовая постоянная (R) = 8.314 Дж/(моль·К)
- Молекулярная масса воды = 18 г/моль

Найти:
- Изменение осмотического давления и на какую долю оно изменилось

Решение:

1. Найдем начальное количество молей глюкозы:

   Количество молей глюкозы = концентрация × объем

   Количество молей глюкозы = 0.04 моль/л × 0.02 л = 0.0008 моль

2. Определим начальное осмотическое давление (π₁) до проникновения воды:

   π₁ = nRT / V

   π₁ = 0.0008 моль × 8.314 Дж/(моль·К) × 298.15 K / 0.02 л

   π₁ = 0.0008 × 8.314 × 298.15 / 0.02

   π₁ ≈ 39.8 Па

3. Найдем массу воды, проникшей в раствор, в молях:

   Количество молей воды = масса / молекулярная масса

   Количество молей воды = 1.5 г / 18 г/моль = 0.0833 моль

4. Определим новый объем раствора после добавления воды:

   Новый объем раствора = 0.02 л + 1.5 г / 1000 г/л (плотность воды) = 0.02 л + 0.0015 л = 0.0215 л

5. Определим новое количество молей в растворе (глюкоза + вода):

   Общее количество молей = 0.0008 моль (глюкоза) + 0.0833 моль (вода) = 0.0841 моль

6. Определим новое осмотическое давление (π₂) после добавления воды:

   π₂ = nRT / V

   π₂ = 0.0841 моль × 8.314 Дж/(моль·К) × 298.15 K / 0.0215 л

   π₂ ≈ 115.4 Па

7. Найдем изменение осмотического давления:

   Изменение осмотического давления = π₂ - π₁

   Изменение осмотического давления ≈ 115.4 Па - 39.8 Па = 75.6 Па

8. Найдем на какую долю изменилось осмотическое давление:

   Доля изменения = (π₂ - π₁) / π₁

   Доля изменения = 75.6 Па / 39.8 Па ≈ 1.902

Ответ:
Осмотическое давление изменилось примерно на 1.902, или увеличилось в 1.902 раза.
от