Question

рассчитайте температуру кипения и замерзания 5% раствора NaCl, если Ккр=1,86 и Кэб=0,52

Answer 1

1) Находим молярные массы натрия хлорида и воды:

M(NaCl) = 23 + 35,5 =58,5 г/моль

М(Н₂О) = 2*1 + 16 = 18 г/моль

2) Находим постоянную Вант-Гоффа для натрия хлорида по формуле:

i = 1 + α(n - 1)

α - степень диссоциации, т.к. натрия хлорид ролностью диссоциирует в растворе, α = 1

n - число ионов, на которое диссоциирует натрия хлорид

NaCl = Na⁺ + Cl⁻    -  2 иона

i = 1 + 1(2 - 1) = 2

3) Возьмем 100 г раствора, понятие 5% раствор означает, что в 100 г раствора содержится 5 г натрия хлорида. То есть на 95 г воды приходится 5 г натрия хлорида.

4) Повышение температуры кипения раствора по сравнению с температурой кипения растворителя находят по формуле:

ΔТкип = i * Kэб * m(NaCl) * 1000 / (m(H₂O) * M(NaCl) ) = 2 *0,52 * 5*1000 / (95*58,5) = 0,94°

Значит температура кипения равна:

100 + 0,94 = 100,94°С

5) Понижение температуры замерзания по сравнению с температурой замерзания растворителя находят по формуле:

ΔТзам =  i * Kкр * m(NaCl) * 1000 / (m(H₂O) * M(NaCl) ) = 2 * 1,86 *5 * 1000 / (95 * 58,5) = 3,35°

Значит температура замерзания раствора равна минус 3,35°С

Answer 2

Для решения этой задачи используем формулы коллигативных свойств:

Температура кипения: ΔTкип = Kкип · i · m

Температура замерзания: ΔTзам = Kзам · i · m

где ΔT - изменение температуры, K - константы эбулиоскопической и криоскопической постоянных (Кэб и Ккр соответственно), i - молярность (для ионных растворов i равно количеству ионов), m - моляльность раствора (количество вещества растворенного в 1 кг растворителя).

Для NaCl имеем один катион Na+ и один анион Cl-, поэтому i = 2.

Для расчета моляльности сначала найдем массовую долю растворенного вещества:

w(NaCl) = 5% = 0,05

Далее рассчитаем массу раствора:

m(раствора) = 1 кг + 0,05 кг = 1,05 кг

Массовая доля растворенного вещества - это отношение массы NaCl к массе раствора:

w(NaCl) = m(NaCl) / m(раствора)

m(NaCl) = w(NaCl) * m(раствора) = 0,05 * 1,05 кг = 0,0525 кг

Теперь можем рассчитать моляльность:

m = n(NaCl) / m(растворителя)

n(NaCl) = m(NaCl) / M(NaCl)

где M(NaCl) - молярная масса NaCl (58,44 г/моль)

n(NaCl) = 0,0525 кг / 58,44 г/моль = 9,0 ммоль

m = 9,0 ммоль / 1 кг = 0,009 моль/кг

Используя данные из условия задачи, подставляем значения в формулы:

ΔTкип = 1,86 К/м · 2 · 0,009 моль/кг = 0,03348 К

ΔTзам = 0,52 К/м · 2 · 0,009 моль/кг = 0,00936 К

Температура кипения раствора будет выше, чем температура кипения воды на 0,03348 К, а температура замерзания ниже, чем температура замерзания воды на 0,00936 К.

Температура кипения воды при нормальных атмосферных условиях равна 100 градусов Цельсия, а температура замерзания - 0 градусов Цельсия.

Таким образом, температура кипения 5% раствора NaCl будет равна 100,03348 градусов Цельсия, а температура замерзания будет равна -0,00936 градусов Цельсия.