Требуется установить, происходит ли диссоциация трихлоруксусной кислоты в бензольном растворе. При этом известно, что раствор, содержащий 1,632×10-3 кг трихлоруксусной кислоты в 0,1 кг бензола, кристаллизуется при температуре, которая на 0,35 К ниже, чем температура кристаллизации чистого бензола. Криоскопическая константа бензола равна 5,16 К×кг×моль-1.
Известно, что температура кристаллизации раствора трихлоруксусной кислоты в бензольном растворе на 0,35 К ниже, чем температура кристаллизации чистого бензола. Это изменение температуры связано с осмотическим давлением, которое возникает в растворе из-за наличия растворенного вещества.
Мы можем использовать формулу для расчета изменения температуры кристаллизации по криоскопической константе:
ΔT = Kb * m * i,
где ΔT - изменение температуры кристаллизации, Kb - криоскопическая константа бензола, m - молярная концентрация растворенного вещества (в данном случае, трихлоруксусной кислоты), i - вантовое число диссоциации растворенного вещества.
Из условия задачи, мы знаем массу трихлоруксусной кислоты (1,632×10-3 кг) и массу бензола (0,1 кг). Нам нужно найти молярную концентрацию трихлоруксусной кислоты.
Молярная концентрация (с) рассчитывается следующим образом:
с = n / V,
где n - количество вещества (в данном случае, моль трихлоруксусной кислоты), V - объем раствора.
Масса вещества (m) связана с его количеством следующим образом:
m = n * M,
где M - молярная масса трихлоруксусной кислоты.
Преобразуем выражения, чтобы найти количество вещества:
n = m / M.
Подставим это выражение в формулу для молярной концентрации:
c = (m / M) / V.
Мы можем найти объем раствора, используя следующее выражение:
V = m1 + m2,
где m1 - масса трихлоруксусной кислоты, m2 - масса бензола.
В нашем случае, m1 = 1,632×10-3 кг, m2 = 0,1 кг. Подставим эти значения и значения массы и молярной массы трихлоруксусной кислоты в выражение для молярной концентрации, чтобы найти ее значение.
Теперь, зная молярную концентрацию трихлоруксусной кислоты, мы можем использовать формулу для расчета изменения температуры кристаллизации:
ΔT = Kb * m * i.
Из условия задачи известна криоскопическая константа бензола (5,16 К×кг×моль-1).
Подставим все известные значения и найденную молярную концентрацию трихлоруксусной кислоты в эту формулу, чтобы найти изменение температуры кристаллизации раствора.
Если полученное изменение температуры кристаллизации (ΔT) отрицательное, то можно сделать вывод, что диссоциация трихлоруксусной кислоты не происходит в бензольном растворе. Если ΔT равно нулю или положительное число, то диссоциация происходит.