在37℃时,0.100molcdot (L)^-1, NaCl溶液的渗透压为( )A. 44.8kPaB. 258kPaC. 515PaD. 515kPa
A. 44.8kPa
B. 258kPa
C. 515Pa
D. 515kPa
题目解答
答案
解析
本题考查稀溶液的依数性中渗透压的计算。解题思路是先明确渗透压的计算公式,再根据$NaCl$在溶液中的解离情况确定其粒子总浓度,最后将温度和浓度代入公式计算出渗透压。
步骤一:明确渗透压计算公式
稀溶液的渗透压$\Pi$与溶液的浓度$c$、温度$T$之间的关系可以用范特霍夫公式表示:$\Pi = cRT$,其中$R$为摩尔气体常数,$R = 8.314\space J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}$。
步骤二:确定$NaCl$溶液的粒子总浓度
$NaCl$是强电解质,在水溶液中会完全解离:$NaCl = Na^{+}+Cl^{-}$,即$1$个$NaCl$分子会解离出$1$个$Na^{+}$和$1$个$Cl^{-}$,所以溶液中粒子的总浓度是$NaCl$浓度的$2$倍。
已知$NaCl$溶液的浓度$c(NaCl)=0.100\space mol\cdot L^{-1}$,则粒子总浓度$c = 2\times c(NaCl)=2\times0.100\space mol\cdot L^{-1}=0.200\space mol\cdot L^{-1}$。
步骤三:将温度和浓度代入公式计算渗透压
题目中给出的温度$t = 37^{\circ}C$,需要将其转化为热力学温度$T$,根据$T=t + 273.15$,可得$T=(37 + 273.15)\space K=310.15\space K$。
将$c = 0.200\space mol\cdot L^{-1}$、$R = 8.314\space J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}$、$T = 310.15\space K$代入范特霍夫公式$\Pi = cRT$,可得:
$\Pi=0.200\space mol\cdot L^{-1}\times8.314\space J\cdot mol^{-1}\cdot K^{-1}\times310.15\space K$
$=0.200\times8.314\times310.15\space J\cdot L^{-1}$
$=515.7\space J\cdot L^{-1}$
因为$1\space J\cdot L^{-1}=1\space Pa$,所以$\Pi = 515.7\space Pa\approx515\space kPa$。