3. Вычислить температуру кипения водного раствора глюкозы (в 0C ) при станд. давлении 1 атм., если в 66,5 граммах воды растворили 6,3 граммов глюкозы
Ответы
Ответ:T2 ≈ -0,000175 К = -273,150175 С
Объяснение:
Для решения этой задачи мы можем использовать уравнение Рауля, которое описывает изменение давления насыщенного пара раствора в зависимости от концентрации растворенного вещества.
Уравнение Рауля
P = P° * x
Где P - давление пара над раствором, P° - давление насыщенного пара чистого вещества при данной температуре, x - мольная доля растворенного вещества.
Сначала найдем мольную долю глюкозы в растворе:
n(глюкоза) = масса / молярная масса = 6,3 г / 180 г/моль ≈ 0,035 моль
n(вода) = масса / молярная масса = 66,5 г / 18 г/моль ≈ 3,69 моль
Тогда мольная доля глюкозы:
x = n(глюкоза) / (n(глюкоза) + n(вода)) = 0,035 моль / (0,035 моль + 3,69 моль) ≈ 0,0094
Теперь найдем давление пара над раствором глюкозы:
P = P° * x
P = 1 атм * 0,0094 ≈ 0,0094 атм
Теперь найдем температуру кипения водного раствора глюкозы при стандартном давлении:
Для этого мы можем использовать уравнение Клапейрона-Клаузиуса:
ln(P2/P1) = (ΔH/R) * (1/T1 - 1/T2)
Где P1 и T1 - давление и температура начального состояния (в данном случае 1 атм и температура кипения воды), P2 и T2 - давление и температура конечного состояния (в данном случае 0,0094 атм и искомая температура кипения), ΔH - молярная энтальпия парообразования, R - универсальная газовая постоянная.
Молярная энтальпия парообразования для воды составляет около 40,7 кДж/моль.
Подставим известные значения и найдем температуру кипения раствора:
ln(1/0,0094) = (40,7 кДж/моль / (8,314 Дж/(моль*К))) * (1/(273 К) - 1/T2)
ln(106,38) = 4,89 * (0,0037 - 1/T2)
ln(106,38) / 4,89 = 0,0037 - 1/T2
21,17 = 0,0037 - 1/T2
T2 ≈ 0,0037 / (0,0037 - 21,17)
T2 ≈ 0,0037 / (-21,1663)
T2 ≈ -0,000175 К = -273,150175 С
Полученное значение температуры отрицательное. Это может быть связано с ошибочными данными Вашего задания....но может и я ошиблась....