Решение задачи 4.1: Осмотическое давление растворов

Задание 4.1 Вопрос: Самое низкое осмотическое давление при одинаковой массовой доле растворенного вещества имеет раствор: 1) NaCl; 2) NaBr; 3) NaI; 4) NaF. Решение: Осмотическое давление (\(P_{осм}\)) для растворов электролитов рассчитывается по закону Вант-Гоффа: \[P_{осм} = i \cdot C \cdot R \cdot T\] где \(i\) — изотонический коэффициент, \(C\) — молярная концентрация вещества, \(R\) — универсальная газовая постоянная, \(T\) — температура. Так как все предложенные вещества являются солями одного типа (сильные электролиты, диссоциирующие на два иона), изотонический коэффициент \(i\) для них будет примерно одинаков. При постоянной температуре \(T\) давление зависит только от молярной концентрации \(C\). Молярная концентрация связана с массовой долей (\(\omega\)) и молярной массой (\(M\)) вещества следующим образом: \[C = \frac{n}{V} = \frac{m}{M \cdot V} = \frac{\omega \cdot \rho}{M}\] Следовательно, при одинаковой массовой доле (\(\omega\)) и плотности (\(\rho\)), осмотическое давление будет обратно пропорционально молярной массе вещества: \[P_{осм} \sim \frac{1}{M}\] Чем больше молярная масса вещества, тем ниже будет осмотическое давление раствора при равной массовой доле. Рассчитаем молярные массы предложенных солей: 1) \(M(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5\) г/моль 2) \(M(NaBr) = 23 + 80 = 103\) г/моль 3) \(M(NaI) = 23 + 127 = 150\) г/моль 4) \(M(NaF) = 23 + 19 = 42\) г/моль Наибольшую молярную массу имеет иодид натрия (NaI). Следовательно, в его растворе будет наименьшее количество частиц на единицу объема, и он будет обладать самым низким осмотическим давлением. Ответ: 3) NaI