100 вычислите температуру кипения 17%-ного водного раствора метилового спирта, температура кристаллизации которого равна - 2,81*с. криоскопическая константа воды составляет 1,86
Для решения этой задачи нам понадобятся две формулы: формула процента расплава и формула криоскопической константы.
Формула процента расплава выглядит следующим образом:
% расплава = (Ткристаллизации - Траствора) / Ткристаллизации * 100
В данной задаче мы имеем указанную температуру кристаллизации -2,81 °C, поэтому вместо Ткристаллизации мы подставляем -2,81, и у нас есть процент расплава 17%. Значит, мы можем решить эту формулу относительно Траствора:
Траствора = Ткристаллизации - (% расплава / 100) * Ткристаллизации
Теперь нам нужно использовать формулу криоскопической константы:
ΔТ = i * K * molality
Где ΔТ - изменение температуры, i - мольная концентрация вещества, K - криоскопическая константа, и molality - моляльность раствора.
У нас в задаче есть только константа K, равная 1,86. Мы должны вычислить molality, чтобы найти изменение температуры ΔТ.
Моляльность (molality) - это количество молей растворенного вещества, разделенное на массу растворителя (в нашем случае воды). Мы не имеем информации о массе воды в растворе, но мы знаем, что 17% раствора составляет метиловый спирт. Мы можем сделать предположение, что масса воды составляет 83% от общей массы раствора, а масса метилового спирта составляет 17%. Таким образом, мы можем принять, что масса воды в растворе равна 83 г, а масса метилового спирта равна 17 г.
Теперь мы можем вычислить моляльность (molality) следующим образом:
molality = количество молей растворенного вещества / масса растворителя в кг
У нас есть масса метилового спирта, но нам нужно знать количество молей этого вещества. Для вычисления количества молей нам нужно знать молярную массу метилового спирта (CH3OH).
Молярная масса метилового спирта (CH3OH) составляет 32 г/моль за счет углерода (12 г/моль), четырех водородных атомов (4 * 1 г/моль = 4 г/моль) и одного атома кислорода (16 г/моль). Поэтому молярная масса CH3OH равна 32 г/моль.
Теперь мы можем вычислить количество молей метилового спирта:
количество молей = масса / молярная масса
количество молей = 17 г / 32 г/моль
Теперь, когда у нас есть количество молей и масса воды, мы можем вычислить molality:
molality = (количество молей метилового спирта) / (масса воды в кг)
molality = (0.53 моль) / (0.083 кг) = 6.39 м/кг (округляем до двух знаков после запятой)
Теперь у нас есть molality, и мы можем использовать формулу криоскопической константы для вычисления изменения температуры ΔТ:
ΔТ = i * K * molality
Мольная концентрация метилового спирта равна 1, потому что метиловый спирт не диссоциирует. Подставим полученные значения и посчитаем:
ΔТ = 1 * 1,86 * 6.39 м/кг = 11.88 °C (округляем до двух знаков после запятой)
Теперь, чтобы найти температуру кипения раствора, нам нужно вычесть ΔТ из температуры кристаллизации:
Тк = Ткристаллизации - ΔТ
Тк = - 2,81 °C - 11,88 °C = -14.69 °C (округляем до двух знаков после запятой)
Следовательно, температура кипения 17%-ного водного раствора метилового спирта равна -14.69 °C.
Формула процента расплава выглядит следующим образом:
% расплава = (Ткристаллизации - Траствора) / Ткристаллизации * 100
В данной задаче мы имеем указанную температуру кристаллизации -2,81 °C, поэтому вместо Ткристаллизации мы подставляем -2,81, и у нас есть процент расплава 17%. Значит, мы можем решить эту формулу относительно Траствора:
Траствора = Ткристаллизации - (% расплава / 100) * Ткристаллизации
Теперь нам нужно использовать формулу криоскопической константы:
ΔТ = i * K * molality
Где ΔТ - изменение температуры, i - мольная концентрация вещества, K - криоскопическая константа, и molality - моляльность раствора.
У нас в задаче есть только константа K, равная 1,86. Мы должны вычислить molality, чтобы найти изменение температуры ΔТ.
Моляльность (molality) - это количество молей растворенного вещества, разделенное на массу растворителя (в нашем случае воды). Мы не имеем информации о массе воды в растворе, но мы знаем, что 17% раствора составляет метиловый спирт. Мы можем сделать предположение, что масса воды составляет 83% от общей массы раствора, а масса метилового спирта составляет 17%. Таким образом, мы можем принять, что масса воды в растворе равна 83 г, а масса метилового спирта равна 17 г.
Теперь мы можем вычислить моляльность (molality) следующим образом:
molality = количество молей растворенного вещества / масса растворителя в кг
У нас есть масса метилового спирта, но нам нужно знать количество молей этого вещества. Для вычисления количества молей нам нужно знать молярную массу метилового спирта (CH3OH).
Молярная масса метилового спирта (CH3OH) составляет 32 г/моль за счет углерода (12 г/моль), четырех водородных атомов (4 * 1 г/моль = 4 г/моль) и одного атома кислорода (16 г/моль). Поэтому молярная масса CH3OH равна 32 г/моль.
Теперь мы можем вычислить количество молей метилового спирта:
количество молей = масса / молярная масса
количество молей = 17 г / 32 г/моль
Теперь, когда у нас есть количество молей и масса воды, мы можем вычислить molality:
molality = (количество молей метилового спирта) / (масса воды в кг)
molality = (0.53 моль) / (0.083 кг) = 6.39 м/кг (округляем до двух знаков после запятой)
Теперь у нас есть molality, и мы можем использовать формулу криоскопической константы для вычисления изменения температуры ΔТ:
ΔТ = i * K * molality
Мольная концентрация метилового спирта равна 1, потому что метиловый спирт не диссоциирует. Подставим полученные значения и посчитаем:
ΔТ = 1 * 1,86 * 6.39 м/кг = 11.88 °C (округляем до двух знаков после запятой)
Теперь, чтобы найти температуру кипения раствора, нам нужно вычесть ΔТ из температуры кристаллизации:
Тк = Ткристаллизации - ΔТ
Тк = - 2,81 °C - 11,88 °C = -14.69 °C (округляем до двух знаков после запятой)
Следовательно, температура кипения 17%-ного водного раствора метилового спирта равна -14.69 °C.