Question

Экспериментальное значение степени диссоциации cacl2 и alcl3 в 0,1 m растворах приблизительно одинаково и равно 75 %. как различаются температуры кипения данных растворов?

Answer 1

Дано: С(СаCl₂) = C(AlCl₃) = 0,1M
α(CaCl₂) = α(AlCl₃) = 75 %
Найти: t°кип р-ра(CaCl₂);  t°кип р-ра(AlCl₃)
Решение.
    Вследствие диссоциации растворенных веществ температуры фазовых переходов в растворах отличаются от температур чистого растворителя, Присутствующие в растворе частицы мешают кристаллизации и снижают парциальное давление паров. Из-за коллигативности приходится учитывать изотонический коэффициент, зависящий от свойств растворенного вещества.
    Повышение температуры кипения рассчитывается по формуле:
ΔТкип. = i*E*1000*mв-ва/(Mв-ва*mр-ля), где i - изотонический коэффициент, Е - эбулиоскопическая постоянная (табл.), для воды Е=0,516град*/моль, m - массы вещества и растворителя, М - молярная масса вещества.
     Изотонический коэффициент i связан со степенью диссоциации α формулой:
i = 1 + α(n - 1), где n - число частиц, на которые диссоциирует молекула.
СаCl₂ = Са²⁺ + 2Cl⁻     n=3    i(СаCl₂) = 1 + 0,75*(3-1) = 1+1,5 = 2,5
AlCl₃ = Al³⁺ + 3Cl⁻        n=4    i(AlCl₃) = 1 + 0,75*(4-1) = 2+2,25 = 3,25
    Найдем повышение температуры для хлорида кальция(примем, что объем раствора 1л=1000мл)
М(СaСl₂) = 40+35,5*2 = 111 (г/моль)
m(CaCl₂) = См*М*V = 0,1*111*1 = 11,1(г)
mр-ра (CaCl₂) = ρ*V = 1,0073*1000 = 1007,3(г)
mр-ля = 1007,3 - 11,1 =  996,2 (г)
ΔТкип.(СаСl₂) = 2,5*0,516*1000**11,1/(111*996,2) ≈ 0,1295 ≈0,13°
     Найдем повышение температуры кипения для хлорида алюминия.
М(АlCl₃) = 27+35,5*3 =133,5 (г/моль)
m(AlCl₃) = 0,1*133,5 ≈ 13,4 (г)
mр-ра(АlCl₃) = 1,010*1000 = 1010(г)
mр-ля = 1010 -13,4 = 996,6 (г)
ΔТкипAlCl₃) = 3,25*0,516*1000*13,4/(133,5*996,6) ≈ 0,1689 ≈ 0,17°
t°кип.р-ра(Саcl₂) = 100°+0,13° = 100,13°C
t°кип.р-ра(АlCl₃) = 100° + 0,17° = 100,17°С
ответ: 100,13°С для р-ра СаCl₂; 100,17°С для р-ра AlCl₃