Question

Раствор, содержащий 6 граммов мочевины в 50 граммах воды, замерзает при температуре минус 3,72 °С. Вычислить молекулярную массу мочевины.

Answer 1

1. Согласно закону Рауля понижение температуры замерзания раствора по сравнению с водой прямо пропорционально моляльной концентрации раствора.
3,72=1,86*6/(0,05*М), где 1,86- криоскопическая константа воды, 6 - масса мочевины, г, 0,05 - масса растворителя, кг, М- молярная масса мочевины СО(NH2)2. Решая , получаем М=60 г/моль

Answer 2

Для вычисления молекулярной массы мочевины (CO(NH2)2) сначала найдем мольную концентрацию мочевины в растворе. Мольная концентрация (также известная как молярность) определяется как количество молей вещества, растворенного в 1 литре растворителя.

Масса мочевины в растворе: 6 граммов Масса воды в растворе: 50 граммов

Сначала переведем массы в моли, используя молярную массу мочевины (CO(NH2)2). Молярная масса мочевины равна сумме масс атомов в ее молекуле:

Молярная масса C: 12.01 г/моль Молярная масса O: 16.00 г/моль Молярная масса N: 14.01 г/моль Молярная масса H: 1.01 г/моль

Молярная масса мочевины = 12.01 + 2 * 16.00 + 2 * (14.01 + 1.01) = 60.04 г/моль

Теперь найдем количество молей мочевины в растворе:

Количество молей мочевины = Масса мочевины / Молярная масса мочевины = 6 г / 60.04 г/моль ≈ 0.0999 моль

Теперь найдем мольную концентрацию мочевины:

Мольная концентрация = Количество молей мочевины / Объем раствора (в литрах)

Масса воды в растворе не влияет на мольную концентрацию мочевины, поэтому нам необходимо знать только объем раствора. Мы можем использовать данную температуру замерзания, чтобы найти объем:

Температура замерзания мочевины (Tf) = -3.72 °C Температура замерзания воды (Tf0) = 0 °C

Теперь мы можем использовать уравнение Кристи-Молльера для расчета изменения температуры:

ΔTf = Kf * m

Где: ΔTf - изменение температуры (Tf0 - Tf) Kf - константа криоскопии для воды (1.86 °C·кг/моль) m - мольная концентрация мочевины в растворе (в моль/кг)

ΔTf = (0 - (-3.72)) = 3.72 °C Kf = 1.86 °C·кг/моль

Теперь мы можем выразить мольную концентрацию m:

3.72 = 1.86 * m

m = 3.72 / 1.86 = 2 моль/кг

Теперь, чтобы найти объем раствора, нужно знать массу раствора. Масса раствора = масса мочевины + масса воды:

Масса раствора = 6 г + 50 г = 56 г

Теперь переведем массу раствора в килограммы (1 кг = 1000 г):

Масса раствора = 56 г / 1000 = 0.056 кг

Теперь мы можем найти объем раствора:

m = 2 моль/кг Масса раствора (в кг) = 0.056 кг

Количество молей мочевины = m * Масса раствора = 2 моль/кг * 0.056 кг = 0.112 моль

Теперь у нас есть количество молей мочевины и мольная масса мочевины. Мы можем использовать это, чтобы найти количество граммов мочевины в растворе:

Масса мочевины = Количество молей мочевины * Молярная масса мочевины = 0.112 моль * 60.04 г/моль ≈ 6.72 г

Итак, в растворе содержится приближенно 6.72 г мочевины. Молекулярная масса мочевины составляет 60.04 г/моль.