Каков будет эффект на клетку с внутренним осмотическим давлением 7 атм, при ее помещении в раствор сульфата железа

Снегирь

49

Для решения этой задачи, нам нужно применить закон Рауля о понижении парциального давления.

Согласно закону Рауля, понижение парциального давления компонента в растворе пропорционально его мольной доле и давлению насыщенного пара этого компонента. Формула для этого закона имеет вид:

\[\Delta P = P_{соль} - P_{чистого растворителя} = X_{соль} \cdot P_{растворителя}\]

Где:
\(\Delta P\) - понижение парциального давления
\(P_{соль}\) - парциальное давление растворенного вещества
\(P_{чистого растворителя}\) - парциальное давление чистого растворителя (растворителя без растворенного вещества)
\(X_{соль}\) - мольная доля растворенного вещества
\(P_{растворителя}\) - парциальное давление чистого растворителя (например, воды)

Давайте рассчитаем понижение парциального давления сульфата железа (III) в растворе с помощью формулы Рауля.

Для начала, нам нужно определить мольную долю растворенного сульфата железа (III) в растворе.

Массовое содержание раствора сульфата железа (III) составляет 2%, что означает, что в 100 г раствора содержится 2 г сульфата железа (III). Для удобства расчетов, допустим, что мы имеем 100 г раствора.

Математический расчет мольной доли растворенного вещества выглядит следующим образом:

\[X_{соль} = \frac{\text{масса растворенного вещества}}{\text{масса раствора}} = \frac{\text{масса сульфата железа (III)}}{\text{масса раствора}}\]

Мы знаем, что плотность раствора составляет 1,12 г/мл. Поэтому, масса 100 г раствора будет равной объему раствора.

Масса сульфата железа (III) равна 2 г.

Теперь, мы можем рассчитать мольную долю:

\[X_{соль} = \frac{2 \, \text{г}}{100 \, \text{мл}} = 0.02\, \text{г/мл}\]

Мы также знаем, что степень ионизации сульфата железа (III) равна 86%. Это означает, что только 86% сульфата железа (III) ионизируется в растворе, а остальные 14% остаются в неионизированной форме.

Теперь, когда у нас есть мольная доля растворенного вещества, мы можем рассчитать понижение парциального давления сульфата железа (III) в растворе с помощью формулы Рауля.

Понижение парциального давления (\(\Delta P\)) равно произведению мольной доли растворенного вещества (\(X_{соль}\)) и парциального давления чистого растворителя (\(P_{растворителя}\)).

В данной задаче предполагается, что стандартная температура, при которой проводится измерение, является комнатной температурой около 25°C.

Парциальное давление чистого растворителя зависит только от его температуры и может быть получено из таблиц парциальных давлений. Для воды при указанной температуре, это значение равно 23.8 мм рт. ст.

Теперь мы можем рассчитать понижение парциального давления сульфата железа (III) в растворе следующим образом:

\[\Delta P = X_{соль} \cdot P_{растворителя} = 0.02 \cdot 23.8 \, \text{мм рт. ст.}\]

\[\Delta P = 0.476 \, \text{мм рт. ст.}\]

Таким образом, эффект на клетку с внутренним осмотическим давлением 7 атм, при ее помещении в раствор сульфата железа (III) составит понижение парциального давления величиной 0.476 мм рт. ст.