| Предыдущая задача | Содержание | Следующая задача | 38-ая Международная Химическая Олимпиада Тренировочные задачи |
Введение
В 19 веке для определения молекулярной массы газообразных веществ использовали точные измерения их плотности. Для жидких и твердых веществ измерения основывались на коллигативных свойствах растворов. Данный эксперимент продемонстрирует вам, как в 19 веке определяли молекулярные массы неизвестных веществ и устанавливали их молекулярные формулы по известной брутто-формуле. Коллигативные свойства растворов также можно использовать для проверки теории электролитической диссоциации Аррениуса.
Реагенты
Лед, хлорид натрия, неизвестное вещество А (глюкоза), неизвестное вещество В (сахароза)
Приборы
Цифровой термометр или термометр Бекмана с точностью не ниже 0.1 oС, химический стакан, пробирка, проволока.
Методика
1. В стакане смешайте достаточное количество хлорида натрия со льдом, так, чтобы температура смеси составляла -8 ~ - 100С. Если необходимо, добавьте еще льда или соли.
2. В пробирку (диаметр 2-3 см) прилейте немного воды. Поместите в пробирку термометр и проволоку для перемешивания. Поместите нижнюю половину пробирки в смесь соли и льда и в течение десяти минут следите за показаниями термометра, энергично перемешивая воду проволокой. Температура сначала резко упадет, а потом постепенно поднимется до температуры замерзания, после чего перестанет изменяться. Откалибруйте термометр по температуре замерзания воды в пробирке (0 оС).
3. Приготовьте растворы хлорида натрия с концентрациями 1.00 М и 2.00 М. Определите температуры их замерзания как описано выше. По трем точкам (вода и два раствора соли с различной концентрацией) постройте график зависимости температуры замерзания раствора от концентрации. Определите криоскопическую константу воды Kf и изотонический коэффициент Вант-Гоффа i для хлорида натрия.
- ΔTf = Kfmi
4. Приготовьте растворы неизвестных веществ А и В в воде (20 г / 80 мл). Определите температуру замерзания этих растворов и рассчитайте их молярные концентрации.
5. Зная молярные концентрации и массы растворенных веществ, рассчитайте молекулярные массы веществ.
6. Элементный и химический анализы соединений А и В показали, что они являются углеводами и имеют одинаковый (в пределах ошибки эксперимента) элементный состав: C: 40~42%, H: 6~7%, O: 51~54%. Предложите молекулярные формулы этих соединений.