Помогите с химией ((
Вариаит 2
1.Бензольный раствор замерзает при 274,3 К. Эбулиоскопическая постоянная бензола равна 2,57, криоскопическая постоянная равна 5,07. Определите температуру кипения раствора.
2. В 1000 г воды растворено 650 г поваренной соли. Определите температуру замерзания раствора.
3. Сколько лимонной кислоты надо добавить к 0,2 л воды, чтобы температура снизилась до -3 С.
4. Определите осмотическое давление 0,01М раствора поваренной соли при 20° С.
Задача 1
Дано:
Растворитель — бензол
Температура замерзания раствора: T₁ = 274,3 К
Эбулиоскопическая постоянная бензола: E = 2,57
Криоскопическая постоянная бензола: K = 5,07
Найти: температуру кипения раствора (T₂)
Решение:
При замерзании:
ΔT₁ = K · Cm
где ΔT₁ — понижение температуры замерзания.
Сначала: Для чистого бензола температура замерзания = 278,5 К.
ΔT₁ = 278,5 − 274,3 = 4,2 К.
Находим моляльность раствора:
Cm = ΔT₁ / K = 4,2 / 5,07 ≈ 0,828 моль/кг.
Теперь для кипения: температура кипения чистого бензола = 353,2 К.
Повышение температуры кипения:
ΔT₂ = E · Cm = 2,57 · 0,828 ≈ 2,13 К.
Искомая температура:
353,2 + 2,13 = 355,33 К.
Ответ:≈ 355,3 К (или около 82,2 °С).
Задача 2
Дано:
m(воды) = 1000 г = 1 кг
m(NaCl) = 650 г
Найти: температуру замерзания раствора.
Решение:
Молярная масса NaCl: 58,44 г/моль.
Количество вещества NaCl:
n = 650 / 58,44 ≈ 11,12 моль.
Моляльность раствора (без учета диссоциации — пока что «условная»):
Cm = 11,12 / 1 ≈ 11,12 моль/кг.
Осторожно: NaCl в воде полностью распадается на 2 частицы (Na⁺ и Cl⁻). Поэтому изотонический коэффициент i = 2.
Эффективная моляльность для расчетов:
Cm_эфф = 2 · 11,12 = 22,24 моль/кг.
Криоскопическая постоянная воды: K = 1,86.
Понижение температуры замерзания:
ΔT = K · Cm_эфф = 1,86 · 22,24 ≈ 41,36 К.
Раствор такой концентрации должен замерзать при:
0 − 41,36 = −41,36 °С.
Ответ:≈ −41,4 °С.
Реалистичность? Скорее всего, это теоретический расчет: при такой высокой концентрации (почти насыщенный раствор) теория начинает сильно расходиться с реальностью.
Задача 3
Дано:
V(воды) = 0,2 л → масса воды = 200 г = 0,2 кг
Требуемое понижение температуры: ΔT = 3 °С (до −3°С)
Найти: сколько лимонной кислоты добавить.
Решение:
Криоскопическая постоянная воды: K = 1,86.
Моляльная концентрация, необходимая для ΔT = 3,0 °С:
ΔT = K · Cm
Cm = ΔT / K = 3 / 1,86 ≈ 1,613 моль/кг.
Молярная масса лимонной кислоты (C₆H₈O₇):
6·12 + 8·1 + 7·16 = 72 + 8 + 112 = 192 г/моль.
Количество вещества на 0,2 кг воды:
n = 1,613 · 0,2 ≈ 0,3226 моль.
Масса лимонной кислоты:
m = 0,3226 · 192 ≈ 61,94 г.
Ответ:≈ 62 г.
Задача 4
Дано:
C(NaCl) = 0,01 моль/л
T = 20 °C = 293 К
Найти: осмотическое давление П.
Решение:
Осмотическое давление для электролитов рассчитывается по формуле:
П = i · C · R · T
NaCl распадается на 2 иона, поэтому i = 2.
П = 2 · 0,01 · 8,314 · 293
Сначала: 0,01 · 8,314 = 0,08314.
0,08314 · 293 ≈ 24,36
24,36 · 2 = 48,72 кПа.
Ответ:≈ 48,7 кПа.