Question

Вычислить температуру замерзания и кипения водного раствора глюкозы, массовая доля которой составляет 15%. Помогите пожалуйстааааа Осталось 2 часа

Answer 1

Температура замерзания и кипения водного раствора глюкозы зависит от его молальной концентрации. Молальная концентрация (m) определяется как количество моль растворенного вещества, деленное на массу растворителя в килограммах.

Массовая доля глюкозы в растворе составляет 15%, что означает, что в 100 г раствора содержится 15 г глюкозы. Молекулярная масса глюкозы составляет примерно 180 г/моль,

поэтому количество молей глюкозы в растворе составляет 15 г / 180 г/моль = 0,083 моль.

Масса воды в растворе составляет

100 г - 15 г = 85 г, или 0,085 кг.

Таким образом, молальная концентрация раствора составляет

0,083 моль / 0,085 кг = 0,976 моль/кг.

Температура замерзания водного раствора определяется как Tф = Tф0 - Kфm, где Tф0 - температура замерзания чистой воды (0°C), Kф - криоскопическая константа воды (1,86°C·кг/моль), а m - молальная концентрация раствора.

Подставив известные значения, получаем

Tф = 0°C - 1,86°C·кг/моль * 0,976 моль/кг = -1,8°C.

Температура кипения водного раствора определяется как Tb = Tb0 + Kb*m, где Tb0 - температура кипения чистой воды (100°C), Kb - эбуллиоскопическая константа воды (0,512°C·кг/моль), а m - молальная концентрация раствора. Подставив известные значения, получаем

Tb = 100°C + 0,512°C·кг/моль * 0,976 моль/кг = 100,5°C.

Таким образом, температура замерзания водного раствора глюкозы с массовой долей 15% составляет примерно -1,8°C, а температура кипения - примерно 100,5°C.

Answer 2

Calculation of Freezing and Boiling Points of Glucose Solution

To calculate the freezing and boiling points of a glucose solution, we can use the concept of colligative properties. Colligative properties depend on the number of solute particles in a solution, rather than the nature of the solute itself.

The freezing point depression and boiling point elevation formulas can be used to calculate the changes in freezing and boiling points, respectively, for a given concentration of solute.

Freezing Point Depression Formula:

The freezing point depression (∆Tf) is given by the formula:

∆Tf = Kf * m

Where: - ∆Tf is the change in freezing point - Kf is the cryoscopic constant (a constant specific to the solvent) - m is the molality of the solution (moles of solute per kilogram of solvent)

Boiling Point Elevation Formula:

The boiling point elevation (∆Tb) is given by the formula:

∆Tb = Kb * m

Where: - ∆Tb is the change in boiling point - Kb is the ebullioscopic constant (a constant specific to the solvent) - m is the molality of the solution (moles of solute per kilogram of solvent)

Calculation Steps:

1. Determine the molality (m) of the glucose solution. Molality is defined as the moles of solute per kilogram of solvent. 2. Find the cryoscopic constant (Kf) and ebullioscopic constant (Kb) for water. 3. Calculate the change in freezing point (∆Tf) and boiling point (∆Tb) using the formulas mentioned above. 4. Add or subtract the calculated changes from the normal freezing and boiling points of water to obtain the freezing and boiling points of the glucose solution.

Calculation Example:

Let's calculate the freezing and boiling points of a glucose solution with a mass fraction of 15%.

Given: - Mass fraction of glucose (w) = 15% - Mass of water (m_water) = 1000 g (1 kg)

1. Calculate the mass of glucose (m_glucose) in the solution: - m_glucose = w * m_water = 0.15 * 1000 g = 150 g

2. Calculate the molality (m) of the glucose solution: - m = moles of solute / mass of solvent - The molar mass of glucose (C6H12O6) is approximately 180 g/mol. - moles of glucose = m_glucose / molar mass of glucose = 150 g / 180 g/mol = 0.833 mol - m = 0.833 mol / 1 kg = 0.833 mol/kg

3. Find the cryoscopic constant (Kf) and ebullioscopic constant (Kb) for water: - Kf for water = 1.86 °C/m - Kb for water = 0.512 °C/m

4. Calculate the change in freezing point (∆Tf) and boiling point (∆Tb): - ∆Tf = Kf * m = 1.86 °C/m * 0.833 mol/kg = 1.547 °C - ∆Tb = Kb * m = 0.512 °C/m * 0.833 mol/kg = 0.426 °C

5. Calculate the freezing and boiling points of the glucose solution: - Freezing point of water = 0 °C - Boiling point of water = 100 °C - Freezing point of glucose solution = 0 °C - ∆Tf = 0 °C - 1.547 °C = -1.547 °C - Boiling point of glucose solution = 100 °C + ∆Tb = 100 °C + 0.426 °C = 100.426 °C

Therefore, the freezing point of the glucose solution is approximately -1.547 °C and the boiling point is approximately 100.426 °C.

Please note that the above calculations assume ideal behavior and do not take into account any other factors that may affect the freezing and boiling points of the solution.