Question

Температура кристаллизации водного раствора содержащего 45г нелетучего электролита в 1л раствора (плотность 1.01 г/мл) составляет -0.48°с криоскопическая константа для воды равна 1.86 вычислить для этого раствора : а) давления пара над раствором при 0°с если давление паров воды при этой температуре равно 610.5 па. б) осматическое давление раствора при 0°с

Answer 1

Тут задача проходит на 2 закона Рауля и 1 закон Вант-Гоффа на растворы, в даном случае мы не знаем, что это за растворимое вещество по природе, ее молекулярную масу можна найти.

Сперва нам нужно найти масу воды, как чистого растворителя, для этого опираемся сначала на плотность:

m(раств.)=1,01*1000(перевели 1 л в мл)=1010 (г)

Дальше находим масу растворителя: m(H2O)=1010-45=965 (г)

Чтобы продолжать дальнешие действия по нахождению ответа пункта а) и пункта б) неообходимо нам знать молярную масу растворимого вещетва, воду мы знаем ее молярная маса составляет 18 г/моль

Для этого нужно отталкиваться от второго закона Рауля:

TΔзам=Kкри.*X

где X -молярная концентрация растворимого вещества.X=(m р-в*1000)/mрасворителя.*M(р-в)

Понижение температуры замерзания мы можем найти, для этого у нас есть температура 0 градусов по Цельсию и -0,48°С растворенного вещетва: TΔзам.=0-(-0,48)=0,48(°С)

M(р-р)=(1,86*45*1000)/0,48*965=180,7 (г/моль)

Поскольку молярная маса нам не говрит, какое это вищество, при этом мы будем отталкиваться от того, что это у нас слабый электролит и изотонический коэфициент (i) равен 1

а) 1 Закон рауля говрит: относительное понижение давления чистого растворителя нелетучего вещетва, при добавлении растворимого вещества пропорционально мольной доле растворимого вещетства.

(P₀-P)/P₀=λ

P₀ - давление читого растворителя или раствора ДО добавления раствора, изменяющий его давление

P - давление раствора, полсе добавления растворимого вщества

λ - мольная доля растворимого вещетва (n р-в/ (n раств.(растворителя)+n р-в)

Находим количество вещества растворимого вещества и воды:

n р-в= 45/180,7=0,249 (моль)

n(H2O)=965/18=5,36 (моль)

Находим мольную долю р-в

λ р-в= 0,249/(5,36+0,249)=0,044

Теперь уже можно найти давление раствора, после добавления 45 г раствора:

P=610,5-0,044*610,5=583,638 (Па)

б) Закон Вант-Гоффа для електролитов гласит: осмотическое давление раствора равна осмотическому давлению растворимого вещества, если растворимое вещество занимало такой же объем как раствор, имела такую же температуру и была б ГАЗООБРАЗНОМ состоянии что и сам раствор.

pосм.= iCRT

i= изотонический коэфициент (количество числа частиц, что образовалось под процесом дисоциации, связано со степенью дисоциации)

C= концентрация растворимого вещетсва в моль/л

T - температура  в Кельвинах

R- универсальная газовая постоянная

Тут мы выходим из того, что раствор сам являеться слабым електролитом и его частички не дисоциируют, тогда мы его принимаем за 1, поскольку под время дисоциации у нас из получаеться 1.

Далее находим концентрацию р-в в моль/л:

C р-в= 45/180,7*1=0,249 (моль/л)

Находим по закону Вант-Гоффа осмотическое давление раствора:

Pосм.=1*0,249*8,31=564,88 (Па)