Versione italiana
Esercizi sulla Legge di Van't Hoff
Concetti Chiave
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Legge di Van't Hoff: Relaziona la variazione della pressione osmotica di una soluzione alla concentrazione del soluto e alla temperatura. Essa è utile per descrivere il comportamento delle soluzioni ideali.
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Pressione osmotica: La pressione necessaria per fermare il flusso di solvente attraverso una membrana semipermeabile da una soluzione diluita a una soluzione più concentrata.
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Costante di Van't Hoff: In una soluzione ideale, la pressione osmotica (\Pi) è data dalla formula:
\Pi = i \cdot C \cdot R \cdot T
Dove:
- \Pi = pressione osmotica (in atm)
- i = fattore di Van't Hoff (numero di particelle in cui il soluto si dissocia)
- C = concentrazione molare del soluto (in mol/L)
- R = costante dei gas (0.0821 L·atm/(K·mol))
- T = temperatura assoluta (in Kelvin)
Esercizi
Esercizio 1: Calcolo della pressione osmotica
Calcola la pressione osmotica di una soluzione contenente 0.5 mol/L di NaCl a 25 °C. Considera che NaCl si dissocia completamente in Na^+ e Cl^-, quindi i = 2.
Passaggi:
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Converti la temperatura in Kelvin:
T = 25 + 273.15 = 298.15 \, K
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Usa la formula della pressione osmotica:
\Pi = i \cdot C \cdot R \cdot T
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Sostituisci i valori:
\Pi = 2 \cdot 0.5 \, \text{mol/L} \cdot 0.0821 \, \text{L*atm/(K*mol)} \cdot 298.15 \, K
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Calcola:
\Pi \approx 24.6 \, \text{atm}
Esercizio 2: Determinazione della concentrazione
Se la pressione osmotica di una soluzione è 10 atm a 30 °C e il soluto non si dissocia, qual è la concentrazione molare del soluto?
Passaggi:
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Converti la temperatura in Kelvin:
T = 30 + 273.15 = 303.15 \, K
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Usa la formula della pressione osmotica:
\Pi = C \cdot R \cdot T \Rightarrow C = \frac{\Pi}{R \cdot T}
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Sostituisci i valori:
C = \frac{10 \, \text{atm}}{0.0821 \, \text{L*atm/(K*mol)} \cdot 303.15 \, K}
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Calcola:
C \approx 0.39 \, \text{mol/L}
English version
Van't Hoff's Law Exercises
Key Concepts
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Van't Hoff's Law: Relates the change in osmotic pressure of a solution to the concentration of the solute and temperature. It is useful for describing the behavior of ideal solutions.
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Osmotic Pressure: The pressure required to stop the flow of solvent through a semipermeable membrane from a dilute solution to a more concentrated solution.
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Van't Hoff constant: In an ideal solution, the osmotic pressure (\Pi) is given by the formula:
\Pi = i \cdot C \cdot R \cdot T
Where:
- \Pi = osmotic pressure (in atm)
- i = Van't Hoff factor (number of particles into which the solute dissociates)
- C = molar concentration of the solute (in mol/L)
- R = gas constant (0.0821 L atm/(K mol))
- T = absolute temperature (in Kelvin)
Exercises
Exercise 1: Calculating osmotic pressure
Calculate the osmotic pressure of a solution containing 0.5 mol/L of NaCl at 25 °C. Consider that NaCl completely dissociates into Na^+ and Cl^-, so i = 2.
Steps:
- Convert the temperature to Kelvin:
T = 25 + 273.15 = 298.15 \, K
- Use the osmotic pressure formula:
\Pi = i \cdot C \cdot R \cdot T
- Substitute the values:
\Pi = 2 \cdot 0.5 \, \text{mol/L} \cdot 0.0821 \, \text{L*atm/(K*mol)} \cdot 298.15 \, K
- Calculate:
\Pi \approx 24.6 \, \text{atm}
Exercise 2: Determining the concentration
If the osmotic pressure of a solution is 10 atm at 30 °C and the solute does not dissociate, what is the molar concentration of the solute?
Steps:
- Convert the temperature to Kelvin:
T = 30 + 273.15 = 303.15 \, K
- Use the osmotic pressure formula:
\Pi = C \cdot R \cdot T \Rightarrow C = \frac{\Pi}{R \cdot T}
- Substitute the values:
C = \frac{10 \, \text{atm}}{0.0821 \, \text{L*atm/(K*mol)} \cdot 303.15 \, K}
- Calculate:
C \approx 0.39 \, \text{mol/L}
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