Seuraa 
Viestejä8
Liittynyt17.9.2015

Kaipaisin apua näihin tehtäviin:

Merivesi on suolaliuos, joka sisältää 35 g suolaa (NaCl) kilossa vettä (H2O). Liouksessa suola
hajoaa ioneiksi. Ionin keskimääräinen moolimassa on 29 g/mol. Meriveden tiheys on n. 103 kg/m3.

(a) Kuinka monta moolia ioneja on kilossa merivettä?
(b) Merivettä ja suolatonta vettä erottaa puoliläpäisevä kalvo. Laske osmoottinen paine.
(c) Jos meriveteen kohdistetaan hieman osmoottista painetta suurempi paine, tapahtuu käänteinen
osmoosi: vettä puristuu pois liuoksesta. Kuinka paljon työtä pitää tehdä, jotta suuresta
määrästä merivettä saadaan puristettua yksi kilo puhdasta vettä?

Sivut

Kommentit (24)

PPo
Seuraa 
Viestejä12672
Liittynyt10.12.2008

kati1234 kirjoitti:
Kaipaisin apua näihin tehtäviin:

Merivesi on suolaliuos, joka sisältää 35 g suolaa (NaCl) kilossa vettä (H2O). Liouksessa suola
hajoaa ioneiksi. Ionin keskimääräinen moolimassa on 29 g/mol. Meriveden tiheys on n. 103 kg/m3.

(a) Kuinka monta moolia ioneja on kilossa merivettä?
(b) Merivettä ja suolatonta vettä erottaa puoliläpäisevä kalvo. Laske osmoottinen paine.
(c) Jos meriveteen kohdistetaan hieman osmoottista painetta suurempi paine, tapahtuu käänteinen
osmoosi: vettä puristuu pois liuoksesta. Kuinka paljon työtä pitää tehdä, jotta suuresta
määrästä merivettä saadaan puristettua yksi kilo puhdasta vettä?

a)35g (NaCl)<—>2mol ioneja

17,5 g(NaCl)<—>1 mol ioneja

17,5g/29g/mol=0,6034...=0,6 moi

l

b) Löytyi tällainen määritelmä. En tiedä, onko oikea.

Kemiassa osmoottinen paine ilmaistaan matemaattisesti

π=iMRT

jossa π on osmoottinen paine atmosfääreinä, i on van 't Hoffin kerroin, M on liuoksen molaarisuus, R on kaasuvakio ja T on lämpötila kelvineinä.

M=n/V=0,603mol/(1kg/1,03kg/l)=0,621..mol/l

Tarvitaan van 't Hoffin kerroin. Ei löytynyt googlettamalla.

Lämpötilaa ei ollut tehtävässä annettu??????

PPo
Seuraa 
Viestejä12672
Liittynyt10.12.2008

PPo kirjoitti:
kati1234 kirjoitti:
Kaipaisin apua näihin tehtäviin:

Merivesi on suolaliuos, joka sisältää 35 g suolaa (NaCl) kilossa vettä (H2O). Liouksessa suola
hajoaa ioneiksi. Ionin keskimääräinen moolimassa on 29 g/mol. Meriveden tiheys on n. 103 kg/m3.

(a) Kuinka monta moolia ioneja on kilossa merivettä?
(b) Merivettä ja suolatonta vettä erottaa puoliläpäisevä kalvo. Laske osmoottinen paine.
(c) Jos meriveteen kohdistetaan hieman osmoottista painetta suurempi paine, tapahtuu käänteinen
osmoosi: vettä puristuu pois liuoksesta. Kuinka paljon työtä pitää tehdä, jotta suuresta
määrästä merivettä saadaan puristettua yksi kilo puhdasta vettä?

a)35g (NaCl)<—>2mol ioneja

17,5 g(NaCl)<—>1 mol ioneja

17,5g/29g/mol=0,6034...=0,6 moi

l

b) Löytyi tällainen määritelmä. En tiedä, onko oikea.

Kemiassa osmoottinen paine ilmaistaan matemaattisesti

π=iMRT

jossa π on osmoottinen paine atmosfääreinä, i on van 't Hoffin kerroin, M on liuoksen molaarisuus, R on kaasuvakio ja T on lämpötila kelvineinä.

M=n/V=0,603mol/(1kg/1,03kg/l)=0,621..mol/l

Tarvitaan van 't Hoffin kerroin. Ei löytynyt googlettamalla.

Lämpötilaa ei ollut tehtävässä annettu??????

 

Korjaus a)- kohtaan.😡

n=m/M=35g/29g/mol=1,2 mol

M=1,207mol/(1/1,03*l)=1,24mol/l

hmk
Seuraa 
Viestejä925
Liittynyt31.3.2005

kati1234 kirjoitti:
(c) Jos meriveteen kohdistetaan hieman osmoottista painetta suurempi paine, tapahtuu käänteinen
osmoosi: vettä puristuu pois liuoksesta. Kuinka paljon työtä pitää tehdä, jotta suuresta
määrästä merivettä saadaan puristettua yksi kilo puhdasta vettä?

Päättele, mikä on vesikilon tilavuus, ja laske sitten tilavuudenmuutostyö [1] (pressure-volume work [2]), kun meriveden tilavuutta muutetaan tällä määrällä tekemällä työtä osmoottista painetta vastaan. Paineen voidaan olettaa pysyvän vakiona, kunhan prosessi tehdään hitaasti (reversiibelisti) ja merivettä on niin paljon, ettei sen väkevyys merkittävästi muutu prosessin aikana.

[1] http://www.kurssit.lut.fi/040301000/main/1_4_22.html

[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Work_%28thermodynamics%29#Pressure-volume_...

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

PPo
Seuraa 
Viestejä12672
Liittynyt10.12.2008

hmk kirjoitti:
PPo kirjoitti:
Tarvitaan van 't Hoffin kerroin. Ei löytynyt googlettamalla.

https://en.wikipedia.org/wiki/Van_%27t_Hoff_factor

NaCl on vahva elektrolyytti, sen voidaan olettaa dissosioituvan täydellisesti (laimeassa) vesiliuoksessa.

Linkistä löytyi. että

" For most ionic compounds dissolved in water, the van 't Hoff factor is equal to the number of discrete ions in a formula unit of the substance°

Tämän mukaan i=2, jos oikein ymmärsin.

PPo
Seuraa 
Viestejä12672
Liittynyt10.12.2008

kati1234 kirjoitti:
Kiitos näistä. :) mutta miten siis tuo osmoottinen paine lasketaan? Lämpötilaa kun tehtävässö ei ollut annettu..
Tuotahan minäkin ihmettelin.

Jos lämpötila on vahingossa jäänyt tehtävän laatijalta ilmoittamatta, niin useinhan se tällaisissa esimerkeissä on 20 °C.

Laske vaikkapa tuolla arvolla, niin saat jonkin vastauksen.

Toisaalta, jos sinulla on tiedossa oikea vastaus, niin silloin voit laskea, mikä lämpötilan tulisi olla

T=π/iMR

hmk
Seuraa 
Viestejä925
Liittynyt31.3.2005

PPo kirjoitti:
hmk kirjoitti:
PPo kirjoitti:
Tarvitaan van 't Hoffin kerroin. Ei löytynyt googlettamalla.

https://en.wikipedia.org/wiki/Van_%27t_Hoff_factor

NaCl on vahva elektrolyytti, sen voidaan olettaa dissosioituvan täydellisesti (laimeassa) vesiliuoksessa.

Linkistä löytyi. että

" For most ionic compounds dissolved in water, the van 't Hoff factor is equal to the number of discrete ions in a formula unit of the substance°

Tämän mukaan i=2, jos oikein ymmärsin.

Jep. NaCl(s) --> Na+(aq) + Cl-(aq), joten yhdestä moolista NaCl:ää tulee liuokseen 2 moolia liuenneita lajikkeita (Na+ & Cl-), ja siten i = 2. NaCl:n moolimassa on 58 g/mol, joten kiloon merivettä on liuennut 35g / 58 g/mol = 0.60 mol NaCl:ää eli kilossa merivettä on i*0.60 mol = 1.21 mol liuenneita ioneja. Tehtävässä oli annettu suoraan NaCl:n ionien keskimääräinen moolimassa 29 g/mol, joten sama tulos saadaan suoraan 35g / 29 g/mol = 1.21 mol, ilman että van't Hoffin i:tä tarvitsee edes miettiä.

Osmoottinen paine Π aiheutuu liuenneiden lajikkeiden yhteenlasketusta ainemäärästä (tässä 1.21 mol) kaavan

ΠV = nRT

mukaan, missä V on (suola)liuoksen tilavuus (tässä merivesikilon tilavuus), n liuenneiden lajikkeiden yhteenlaskettu ainemäärä (tässä 1.21 mol), ja T lämpötila (täytyy tietää). Kaava on muodollisesti sama kuin ideaalikaasun tilanyhtälö pV = nRT. Se voidaan myös esittää i:n ja liuenneen aineen kaavayksikön ainemäärän n(NaCl) avulla

ΠV = i*n(NaCl)*RT

sillä n = i*n(NaCl) = 2*0.60 mol = 1.21 mol. Jakamalla puolittain tilavuudella ja huomaamalla, että lajikkeiden yhteenlaskettu konsentraatio c = n/V, saadaan myös esitystapa

Π = cRT

tai ekvivalentisti Π = i*c(NaCl)*RT.

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

PPo
Seuraa 
Viestejä12672
Liittynyt10.12.2008

hmk kirjoitti:
PPo kirjoitti:
hmk kirjoitti:
PPo kirjoitti:
Tarvitaan van 't Hoffin kerroin. Ei löytynyt googlettamalla.

https://en.wikipedia.org/wiki/Van_%27t_Hoff_factor

NaCl on vahva elektrolyytti, sen voidaan olettaa dissosioituvan täydellisesti (laimeassa) vesiliuoksessa.

Linkistä löytyi. että

" For most ionic compounds dissolved in water, the van 't Hoff factor is equal to the number of discrete ions in a formula unit of the substance°

Tämän mukaan i=2, jos oikein ymmärsin.

Jep. NaCl(s) --> Na+(aq) + Cl-(aq), joten yhdestä moolista NaCl:ää tulee liuokseen 2 moolia liuenneita lajikkeita (Na+ & Cl-), ja siten i = 2. NaCl:n moolimassa on 58 g/mol, joten kiloon merivettä on liuennut 35g / 58 g/mol = 0.60 mol NaCl:ää eli kilossa merivettä on i*0.60 mol = 1.21 mol liuenneita ioneja. Tehtävässä oli annettu suoraan NaCl:n ionien keskimääräinen moolimassa 29 g/mol, joten sama tulos saadaan suoraan 35g / 29 g/mol = 1.21 mol, ilman että van't Hoffin i:tä tarvitsee edes miettiä.

Osmoottinen paine Π aiheutuu liuenneiden lajikkeiden yhteenlasketusta ainemäärästä (tässä 1.21 mol) kaavan

ΠV = nRT

mukaan, missä V on (suola)liuoksen tilavuus (tässä merivesikilon tilavuus), n liuenneiden lajikkeiden yhteenlaskettu ainemäärä (tässä 1.21 mol), ja T lämpötila (täytyy tietää). Kaava on muodollisesti sama kuin ideaalikaasun tilanyhtälö pV = nRT. Se voidaan myös esittää i:n ja liuenneen aineen kaavayksikön ainemäärän n(NaCl) avulla

ΠV = i*n(NaCl)*RT

sillä n = i*n(NaCl) = 2*0.60 mol = 1.21 mol. Jakamalla puolittain tilavuudella ja huomaamalla, että lajikkeiden yhteenlaskettu konsentraatio c = n/V, saadaan myös esitystapa

Π = cRT

tai ekvivalentisti Π = i*c(NaCl)*RT.

Boldattu on tosi jännä havainto!

hmk
Seuraa 
Viestejä925
Liittynyt31.3.2005

PPo kirjoitti:
Boldattu on tosi jännä havainto!

Jep, ja se on myös erinomainen muistisääntö :)

Ideaalisen laimeassa liuoksessa liuenneet aineet eivät juuri vuorovaikuta keskenään, joten tilanne on siinä mielessä analoginen ideaalikaasun kanssa. Niinpä tuossa kaavojen samankaltaisuudessa on jotain syvempääkin taustalla kuin pelkkä sattuma. Toisaalta, samoin kuin ideaalikaasun tilanyhtälö, osmoottisen paineen yhtälökin on vain likiarvo reaalisten liuosten käyttäytymiselle (pätee parhaiten erittäin laimeille liuoksille).

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

PPo
Seuraa 
Viestejä12672
Liittynyt10.12.2008

hmk kirjoitti:
PPo kirjoitti:
Boldattu on tosi jännä havainto!

Jep, ja se on myös erinomainen muistisääntö :)

Ideaalisen laimeassa liuoksessa liuenneet aineet eivät juuri vuorovaikuta keskenään, joten tilanne on siinä mielessä analoginen ideaalikaasun kanssa. Niinpä tuossa kaavojen samankaltaisuudessa on jotain syvempääkin taustalla kuin pelkkä sattuma. Toisaalta, samoin kuin ideaalikaasun tilanyhtälö, osmoottisen paineen yhtälökin on vain likiarvo reaalisten liuosten käyttäytymiselle (pätee parhaiten erittäin laimeille liuoksille).

Boldatun panin minäkin merkille.

Luulisi kaasuhiukkasten ja nesteessä uiskentevien ionien ympäristön poikkeavan aika paljon toisitaan. Siitä huolimatta molempien kuvaamiseen (likimääräisesti) sopii samanlainen yhtälö. Onhan se R kaasuvakio.

kati1234
Seuraa 
Viestejä8
Liittynyt17.9.2015

Kiitos paljon näistä vinkeistä. :) Sitten jos tähän ongelmaan saisin vielä vähän apua..

Tarkastellaan halkaisijaltaan 5 nm:n ja 50 µm:n kokoisia pisaroita 25 ◦C:n lämpötilassa. Laske veden tasapainohöyrynpaine näiden pisaroiden pinnan yläpuolella, kun

(a) pisarat koostuvat puhtaasta vedestä,

(b) pisarat koostuvat vesi-rikkihappoliuoksesta, jossa rikkihapon H2SO4 massaosuus on 2%.

hmk
Seuraa 
Viestejä925
Liittynyt31.3.2005

kati1234 kirjoitti:
Kiitos paljon näistä vinkeistä. :) Sitten jos tähän ongelmaan saisin vielä vähän apua..

Tarkastellaan halkaisijaltaan 5 nm:n ja 50 µm:n kokoisia pisaroita 25 ◦C:n lämpötilassa. Laske veden tasapainohöyrynpaine näiden pisaroiden pinnan yläpuolella, kun

(a) pisarat koostuvat puhtaasta vedestä,

(b) pisarat koostuvat vesi-rikkihappoliuoksesta, jossa rikkihapon H2SO4 massaosuus on 2%.

Mitä olet tähän mennessä tehnyt? Missä vaiheessa tulee stoppi?

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

PPo
Seuraa 
Viestejä12672
Liittynyt10.12.2008

kati1234 kirjoitti:
Kiitos paljon näistä vinkeistä. :) Sitten jos tähän ongelmaan saisin vielä vähän apua..

Tarkastellaan halkaisijaltaan 5 nm:n ja 50 µm:n kokoisia pisaroita 25 ◦C:n lämpötilassa. Laske veden tasapainohöyrynpaine näiden pisaroiden pinnan yläpuolella, kun

(a) pisarat koostuvat puhtaasta vedestä,

(b) pisarat koostuvat vesi-rikkihappoliuoksesta, jossa rikkihapon H2SO4 massaosuus on 2%.

Valistumaton arvaus a)-kohtaan.

Tasapainohöyrynpaine=kylläisen vesihöyryn paine????

Ko lämpötilassa se on 31,66 mbar (MAOL:n taulukkoarvo

b)- kohtaa en tässä vaiheessa lähde arvailemaan.

Sivut

Suosituimmat

Uusimmat

Uusimmat

Suosituimmat