眼圧検査計算は、不揮発性溶質を溶媒に添加したときに溶媒の最大蒸気圧がどの程度低下するかを決定することを目的として実行される数学的操作です。
たとえば、密閉された貯水池に 500 L の水がある場合、その蒸気は容器の壁に最大蒸気圧 p 2を及ぼします。しかし、この水に 100 g の塩化ナトリウムを加えると、液体の蒸発が少なくなり、その結果、新しい蒸気圧 p が生じます。
.jpg)
溶媒の溶質が多いほど、蒸気圧は低くなります。
眼圧検査の計算から、これらの圧力の値を個別に決定することができます。また、次のこともできます。
最大蒸気圧の変化。
圧力を変化させるのに必要な溶質の質量。
圧力を変更するために使用される溶質のモル質量。
使用される液体の定数。
容器内に存在する溶媒の質量。
眼圧検査の計算に使用される公式
→ 絶対的な低下（Δp）
Δp = pp 2
p = 溶液中の溶媒の最大蒸気圧。
p 2 = 溶媒の最大蒸気圧。
→ モル分率を伴う相対的な低下
Δp = X 1
p2
X 1 =溶質のモル分率。
→ モル濃度に関わる相対的低下
Δp = Kt.W
p2
Kt = 眼圧定数。
W =モル濃度(mol/kg 単位の濃度)。
モル濃度は、溶質のモル質量 (M 1 ) と溶媒の質量 (m 2 ) の積に対する溶質の質量 (m 1 ) の比であるため、相対低下の式は次のように書き換えることができます。
Δp = Kt.m 1
p 2 M 1 .m 2
注:溶液にイオン溶質 (解離またはイオン化する) が含まれている場合は、次の式でVan’t Hoff 係数(溶液中に存在する粒子の数を補正する) を決定することが重要です。
i = 1 + α.(q-1)
i = ヴァント・ホフ係数
α = イオン化または解離の度合い
q = 粒子の数
眼圧検査計算の応用例
1番目の例: 360 g の水に 80 g の溶質を含む非電解質溶液の蒸気圧は 80 °C で 315 mmHg であることがわかっているので、溶液の調製に使用した溶質のモル質量を計算します。データ: 80 °C における水の最大蒸気圧は 355 mmHg、kt = 1.8 です。 10 -2 。
このステートメントでは次のデータが提供されます。
溶質の質量 (m 1 ) = 80 g
溶媒の質量 (m 2 ) = 360 g または 0.36 kg (溶媒の質量単位はキログラムで計算する必要があるため、1000 で割った後)
最大溶媒蒸気圧 (p 2 ) = 315 mmHg
溶液中の溶媒の最大蒸気圧 (p) = 355 mmHg
Kt = 1.8.10 -2 または0.018
溶質のモル質量 (M 1 ) = ?
提供されたデータに従って溶質のモル質量を決定するには、次のようにモル濃度要素 (M 1 、m 1 in 2 ) を含む相対還元式を使用する必要があります。
Δp = Kt.m 1
p 2 M 1 .m 2
2ページ = Kt.m 1
p 2 M 1 .m 2
355-315 = 0.018.80
355 M1.0.36
40 = 1.44
355 M1.0.36
40.M 1 .0.36 = 355.1.44
14.4.M1 = 511.2
M1 = 511.2
14.4
M 1 = 35.5 g/mol
第２実施例： ９０℃の水０．８Ｌを入れた容器にＮａＣｌ１８０ｇを加え、完全に可溶化した。この塩が水性媒体中で完全に解離すると仮定した場合（解離度100％）、促進される最大蒸気圧の相対的な減少の値はいくらですか?データ: kt = 0.018。
演習によって提供されるデータ:
イオン化度 = 100% または 1 (100 で割った後)
溶質の質量 = 190 g
溶媒量 (V 2 ) = 0.8 L または 800 mL (1000 倍後)
kt = 0.018
蒸気圧の相対的な減少 = ?
第 1 ステップ: Van’t Hoff 係数を決定します。
これを行うには、次の式でイオン化度 (1) と粒子の数 (2、Na +カチオンと 1 Cl -1アニオンがあるため) を使用する必要があります。
i = 1 + α.(q-1)
i = 1 + 0.13.(2-1)
i = 1 + 0.13.1
i = 1 + 0.13
i = 1.13
第 2 ステップ:溶質のモル質量を計算します。
これを行うには、各元素の原子数と原子量を掛けて、その結果を加算する必要があります。
M1 = 1.23 + 1.35.5
M1 = 23 + 35.5
M 1 = 58.5 g/mol
第 3 ステップ:水の質量を計算します。
この演習では、水の体積 0.8 L が示されました。水の密度は 1 Kg/L であるため、次のようになります。
d2 = m2
V2
1 =平方メートル
0.8
m2 = 1.0.8
m2 = 0.8kg
第 4 ステップ:提供されたデータと前のステップで計算された質量を、次のようにモル濃度要素 (M 1 、m 1 in 2 ) を含む相対低下式で使用します。
Δp = Kt.m 1 。私
p 2 M 1 .m 2
Δp = 0.018.190 .2
p2 58.5.0.8
Δp = 6.84
p2 46.8
Δp = 0.146
p2
3番目の例: 質量濃度 16% のリン酸水溶液 H 3 PO 4(aq)は、13% イオン化されています。この溶液の最大蒸気圧は相対的にどれだけ減少しますか?
演習によって提供されるデータ:
イオン化度 = 13% または 0.13 (100 で割った後)
質量パーセント = 16%
溶質のモル分率 (X 1 ) = 0.16 (質量パーセントを 100 で割った結果です)
蒸気圧の相対的な減少 = ?
演習で提供されたデータによると、相対圧力損失の値を決定するには、次の手順が必要です。
第 1 ステップ: Van’t Hoff 係数を決定します。
これを行うには、次の式でイオン化度 (0.03) と粒子の数 (3) を使用する必要があります。
i = 1 + α.(q-1)
i = 1 + 0.13.(2-1)
i = 1 + 0.13.1
i = 1 + 0.13
i = 1.13
第 2 ステップ:演習で提供されたデータと、溶質のモル分率と係数を含む相対低下式の最初のステップで見つかったヴァント ホフ係数を使用します。
Δp = X 1 .i
p2
Δp = 0.16.1.13
p2
Δp = 0.18
p2
4番目の例: 最大蒸気圧が 0.008 に相対的に減少するのに十分な、1200 g の水に溶解したスクロース (C 12 H 22 O 11 ) の質量を測定します。
演習によって提供されたデータは次のとおりです。
最大蒸気圧の相対的な低下 = 0.008
水の質量 (m 2 ) = 1200 g または 1.2 kg (溶媒の単位質量はキログラムで計算する必要があるため、1000 で割った後)
溶質の質量 (m 1 ) = ?
溶質の質量を決定するには、次の手順を実行する必要があります。
第 1 ステップ:溶質のモル質量を計算します。
これを行うには、各元素の原子数と原子量を掛けて、その結果を加算する必要があります。
M1 = 12.12 + 22.1 + 11.16
M1 = 144 + 22 +176
M 1 = 342 g/mol
第 2 ステップ:水のモル質量を計算します。
M2 = 2.1 + 1.16
M2 = 2 + 16
M2 = 18 g/mol
第 3 ステップ:水の kt を決定します。
これを行うには、2 番目のステップで求めた水のモル質量を 1000 で割るだけです。
kt = M 2
1000
Kt = 18
1000
kt = 0.018
第 4 ステップ:提供されたデータと最初のステップで計算された質量を、次のようにモル濃度要素 (M 1 、m 1 in 2 ) を含む相対低下式で使用します。
Δp = Kt.m 1
p 2 M 1 .m 2
0.008 = 0.018。メートル1
342.1,2
0.008.342.1.2 = 0.018.m 1
3.2832 = 0.018.m 1
3.2832 = m1
0.018
m1 = 182.4g