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:
$$\mathrm{\Delta }T=K_f\cdot m$$
где $\mathrm{\Delta }T$ - 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:
$$\mathrm{\Delta }T=1.8\times 2.66=4.788\text{ °C}$$

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

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.