Вычислите температуру кристаллизации и кипения 1% водного раствора глюкозы.

Температура кристаллизации и кипения водных растворов зависит от количества растворенного вещества. В данном случае у нас глюкоза растворена в воде в концентрации 1%.

Итак, для вычисления температуры кристаллизации и кипения раствора нам понадобится учитывать величину криоскопической и эбуллиоскопической постоянной воды (Kf и Kb соответственно).

Криоскопическая постоянная показывает, на сколько градусов понижается температура замерзания воды при растворении 1 моляля растворенного вещества в 1 кг воды. Для воды Kf = 1.86 °C/mol.

Эбуллиоскопическая постоянная показывает, на сколько градусов повышается температура кипения воды при растворении 1 моляля растворенного вещества в 1 кг воды. Для воды Kb = 0.512 °C/mol.

Теперь рассчитаем, на сколько градусов изменится температура кристаллизации и кипения для нашего 1% раствора глюкозы.

1% раствор глюкозы означает, что в 100 г воды содержится 1 г глюкозы.

Сначала рассчитаем количество молей глюкозы в 1 г:

Молярная масса глюкозы (C6H12O6) = 6*12.01 + 12*1.01 + 6*16.00 = 180.18 г/моль

Количество молей глюкозы = масса глюкозы / молярная масса глюкозы = 1 г / 180.18 г/моль ≈ 0.00555 моль

Теперь рассчитаем изменение температуры для кристаллизации и кипения:

Изменение температуры для кристаллизации (ΔTкр) = Kf * molality = Kf * (моль глюкозы / масса растворителя в кг)

molality = количество молей глюкозы / масса воды в кг = 0.00555 моль / (100 г / 1000) = 0.0555 моль/кг

ΔTкр = 1.86 °C/mol * 0.0555 моль/кг = 0.103 °C

Изменение температуры для кипения (ΔTкип) = Kb * molality = Kb * (моль глюкозы / масса растворителя в кг)

ΔTкип = 0.512 °C/mol * 0.0555 моль/кг = 0.0284 °C

Теперь полученные значения можно использовать для определения температур кристаллизации и кипения:

Температура кристаллизации водного раствора глюкозы = Тc - ΔTкр

Температура кипения водного раствора глюкозы = Тb + ΔTкип

где Тc - температура замерзания воды, и равна 0 °C, а Тb - температура кипения воды, и равна 100 °C.

Температура кристаллизации = 0 °C - 0.103 °C = -0.103 °C

Температура кипения = 100 °C + 0.0284 °C = 100.0284 °C

Итак, температура кристаллизации 1% водного раствора глюкозы составляет приблизительно -0.103 °C, а температура кипения составляет приблизительно 100.0284 °C.