Свойства растворов температура кипения и замерзания растворов

Раствор кипит при более высокой и замерзает при более низкой температуре, чем растворитель. Повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания растворов прямо пропорционально их моляльной концентрации:

∆t⁰_кип = ЕС_m; ∆t⁰_зам = КС_m, (1)

где

∆t⁰_кип - повышение температуры кипения;

∆t⁰_зам - понижение температуры замерзания;

Е - эбуллиоскопическая константа;

К - криоскопическая константа;

С_m - моляльная концентрация раствора.

С_m =

где m - масса растворенного вещества в 1000 г растворителя;

M - молекулярная масса растворенного вещества;

m₁ - масса растворителя.

Подставив С_m в уравнение (I), получим:

∆t⁰_кип = Е (I)

∆t⁰_зам = К (II)

Зная t⁰_кип или t⁰_зам можно найти молекулярную массу растворенного вещества (М), эбуллиоскопическую (Е) или криоскопическую (К) константы.

Например. Определить температуру кипения 10% - го растворы глюкозы в воде. Е = 0,52⁰.

Решение. В 10% - ом растворе глюкозы в 100г раствора содержится 10г глюкозы и 90 г растворителя. Подставив конкретные значения:

Е = 0,52⁰, m = 10г; m₁ = 90г

М = 180 в уравнение (II) , получим

t⁰_кип = 0,52 = 0,320⁰

Вода кипит при р = 760 мм.рт.ст. при 100⁰С, поэтому температура кипения раствора равна 100 + 0,32 = 100,32⁰С.

Контрольные вопросы

87. Вычислите процентную концентрацию водного раствора глицерина С₃Н₅(ОН)₃, зная, что этот раствор кипит при 100,39⁰С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52⁰,

Ответ: 6,45%.

88. Раствор, содержащий 25,65г некоторого неэлектролита в 300г воды, кристаллизуется при – 0,465⁰С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86⁰С.

Ответ: 342г/моль.

89. При растворении 4,86г серы в 60г бензола температура кипения его повысилось на 0,81⁰, Сколько атомов содержит молекула серы в этом растворе. Эбуллиоскопическая константа бензола 2,57⁰.

Ответ: 8.

90. Вычислите температуру кристаллизации 2% - ного раствора этилового спирта С₂Н₅ОН, Криоскопическая константа воды 1,86⁰,

Ответ: -0,82⁰С.

91. Вычислите процентную концентрацию водного раствора глюкозы С₆Н₁₂О₆, зная, что этот раствор кипит при 100,26⁰С.

Ответ: 8,25%.

92. Вычислите процентную концентрацию водного раствора метанола СН₃ОН, температура кристаллизации которого –2,79⁰С. Криоскопическая константа воды 1,86⁰.

Ответ: 4,58%.

93. Раствор, содержащий 0,512г неэлектролита в 100г бензола, кристаллизуется при 5,296⁰С. Температура кристаллизации бензола 5,5⁰С. Криоскопическая константа 5,1⁰. Вычислите мольную массу растворенного вещества.

Ответ: 128г/моль.

94. Сколько граммов фенола С₆Н₅ОН следует растворить в 125г бензола, чтобы температура кристаллизации раствора была ниже температуры кристаллизации бензола на 1,7⁰? Криоскопическая константа бензола 5,1⁰.

Ответ: 3,91г.

95. Вычислите процентную концентрацию водного раствора сахара С₁₂Н₂₂О₁₁, зная, что температура кристаллизации раствора -0,93⁰С. Криоскопическая константа воды 1,86⁰.

Ответ: 14,6%

96. Сколько граммов мочевины (NH₂)₂CO следует растворить в 250г воды, чтобы температура кипения повысилась на 0,26⁰? Эбуллиоскопическая константа воды 0,52⁰.

Ответ: 7,5г.

97. Вычислите мольную массу неэлектролита, зная, что раствор, содержащий 2,25г этого вещества в 250г воды, кристаллизуется при –0,279⁰С. Криоскопическая константа воды 1,86⁰.

Ответ: 60г/моль.

98. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3г некоторого неэлектролита в 500г воды, равна –0,558⁰С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86⁰.

Ответ: 442г/моль.

99. Вычислите температуру кристаллизации раствора мочевины (NH₂)₂CO, содержащего 5г мочевины в 150г воды. Криоскопическая константа воды 1,86⁰.

Ответ: -1,03⁰.

100. Вычислите температуру кипения 5% - ного раствора нафталина С₁₀Н₈ в бензоле. Температура кипения бензола 80,2⁰С. Эбуллиоскопическая константа его 2,57⁰.

Ответ: 81,25⁰.

101. Раствор, содержащий 3,04г камфоры С₁₀Н₁₆О в 100г бензола, кипит при 80,714⁰С. Температура кипения бензола 80,2⁰С. Вычислите эбуллиоскопическую константу бензола.

Ответ: 2,57⁰.

102. Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий 4,25г антрацена С₁₄Н₁₀ в 100г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15,718⁰.Температура кристаллизации уксусной кислоты 16,65⁰.

Ответ: 3,9⁰.

103. Вычислите температуру кипения 15% - ного водного раствора пропилового спирта С₃Н₇ОН. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52⁰.

Ответ: 101,52⁰С.

104.Сколько граммов мочевины (NH₂)₂CO следует растворить в 75 г воды, чтобы температура кристаллизации понизилась на 0,465⁰? Криоскопическая константа воды 1,86⁰С.

Ответ: 1,12г.

105. Какую массу анилина С₆Н₅NH₂ следует растворить в 50г этилового эфира, чтобы температура кипения была выше температуры кипения этилового эфира на 0,53⁰. Эбуллиоскопическая константа этилового эфира 2,12⁰.

Ответ: 1,16г.

106. При растворении 2,3г некоторого неэлектролита в 125г воды температура кристаллизации понижается на 0,372⁰. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86⁰.

Ответ: 92г/моль.