1. Какое давление над 3%-ным раствором анилина в этиловом эфире (С2Н5)2О при 293° К, если давление пара эфира при этой

Сергей

26

1. Давление над раствором анилина в этиловом эфире можно определить с помощью закона Рауля, который гласит, что парциальное давление каждого компонента в идеальном растворе пропорционально его молярной доли в растворе.

Молярная доля анилина в растворе может быть вычислена по формуле:
\[x_{анилина} = \frac{m_{анилина}}{m_{анилина} + m_{эфир}}\]
где \(m_{анилина}\) - масса анилина, \(m_{эфир}\) - масса эфира.

Масса анилина может быть определена с помощью его молярной массы и молярной доли:
\[m_{анилина} = M_{анилина} \cdot x_{анилина}\]
где \(M_{анилина}\) - молярная масса анилина.

Молярная масса анилина равна 93,13 г/моль.

Теперь мы можем определить парциальное давление анилина с использованием закона Рауля:
\[P_{анилина} = x_{анилина} \cdot P_{эфир}\]
где \(P_{анилина}\) - давление над раствором анилина, \(P_{эфир}\) - давление пара эфира.

Теперь мы можем подставить значения и рассчитать давление над раствором анилина:

\[m_{анилина} = 0.03 \cdot (48.053 + 2 \cdot 16.043) = 1.92 \text{ г}\]
\[x_{анилина} = \frac{1.92}{1.92 + 55.188} \approx 0.033\]
\[P_{анилина} = 0.033 \cdot 5.89 \times 10^4 = 1.941 \times 10^3 \text{ Па}\]

Таким образом, давление над 3%-ным раствором анилина в этиловом эфире при 293 К составляет примерно 1941 Па.

2. Чтобы определить при какой температуре раствор может замерзать, мы можем использовать зависимость температуры замерзания от концентрации растворимого вещества, которая описывается эмпирической формулой Рауля-Вант-Гоффа:
\[\Delta T = K_f \cdot m\]
где \(\Delta T\) - изменение температуры замерзания, \(K_f\) - константа замерзания, \(m\) - моляльность растворенного вещества.

Моляльность растворенного вещества может быть вычислена по формуле:
\[m = \frac{n_{глюкоза}}{m_{вода}}\]
где \(n_{глюкоза}\) - количество вещества глюкозы (в молях), \(m_{вода}\) - масса воды.

Количество вещества глюкозы может быть определено с использованием его молярной массы:
\[n_{глюкоза} = \frac{m_{глюкоза}}{M_{глюкоза}}\]
где \(m_{глюкоза}\) - масса глюкозы, \(M_{глюкоза}\) - молярная масса глюкозы.

Подставляя значения и решая уравнения, мы можем вычислить моляльность растворенного вещества:
\[n_{глюкоза} = \frac{48}{180.156} \approx 0.266 \text{ моль}\]
\[m_{вода} = 100 \text{ г}\]
\[m = \frac{0.266}{0.1} = 2.66 \text{ моль/кг}\]

Теперь мы можем рассчитать изменение температуры замерзания:
\[\Delta T = 1.8 \times 2.66 = 4.788 \text{ °C}\]

Температура замерзания раствора будет равна:
\[T_{замерзания} = 0 - \Delta T = -4.788 \text{ °C}\]

Таким образом, раствор, содержащий 100 г воды и 48 г глюкозы, может замерзать при температуре примерно -4.788 °C.

3. Молекулярный вес растворенного вещества можно определить с использованием уравнения Коллойда-Генри:
\[\pi = M \cdot C \cdot R \cdot T\]
где \(\pi\) - осмотическое давление, \(M\) - молекулярный вес растворенного вещества, \(C\) - концентрация растворенного вещества (в моль/л), \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T\) - температура (в К).

Теперь мы можем рассчитать молекулярный вес растворенного вещества:
\[C = \frac{n}{V}\]
где \(n\) - количество вещества (в молях), \(V\) - объем раствора.

Количество вещества можно вычислить с использованием массы и молярной массы:
\[n = \frac{m}{M}\]
где \(m\) - масса растворенного вещества, \(M\) - молярная масса растворенного вещества.

Подставляя значения и решая уравнения, мы можем вычислить концентрацию растворенного вещества:
\[m = 9 \text{ г}\]
\[V = 250 \text{ см}^3 = 0.25 \text{ л}\]
\[n = \frac{9}{M}\]
\[C = \frac{n}{V} = \frac{9}{0.25 \cdot M}\]

Теперь мы можем рассчитать молекулярный вес растворенного вещества:
\[M = \frac{\pi}{C \cdot R \cdot T}\]
\[M = \frac{4.56 \times 10^5}{\frac{9}{0.25 \cdot M} \cdot R \cdot 273.15}\]

Решая уравнение, мы можем найти молекулярный вес растворенного вещества:
\[\frac{M}{M} = \frac{4.56 \times 10^5}{\frac{9}{0.25} \cdot 8.314 \cdot 273.15}\]
\[M^2 = (4.56 \times 10^5) \cdot \frac{0.25}{9} \cdot 8.314 \cdot 273.15\]
\[M \approx 418.8 \text{ г/моль}\]

Таким образом, молекулярный вес растворенного вещества в растворе, содержащем 9 г растворенного вещества в 250 см3 раствора при 0°C, составляет примерно 418.8 г/моль.