Что такое осмотическое давление 1%-ного раствора хлорида алюминия при 18(градусах цельсия)? Какое значение плотности

Sovenok_1691

32

Осмотическое давление 1%-ного раствора хлорида алюминия при 18 градусах Цельсия можно рассчитать, используя формулу Вант-Гоффа:

\[π = i \cdot C \cdot R \cdot T\]

Где:
\(π\) - осмотическое давление раствора,
\(i\) - фактор диссоциации раствора,
\(C\) - концентрация раствора в молях/литр,
\(R\) - универсальная газовая постоянная (\(0.0821\) л * атм / моль * К),
\(T\) - температура в Кельвинах.

Для начала, давайте найдем концентрацию хлорида алюминия в 1%-ном растворе.

1%-ный раствор означает, что в 100 граммах раствора содержится 1 грамм вещества (хлорида алюминия). Таким образом, можем рассчитать массу хлорида алюминия в растворе:

Масса хлорида алюминия = масса раствора × концентрация
Масса хлорида алюминия = 100 г × 0.01 = 1 г

Теперь, чтобы найти концентрацию, мы должны разделить массу хлорида алюминия на его молярную массу.
Молярная масса хлорида алюминия (AlCl3) = масса алюминия + 3 × масса хлора

Молярная масса алюминия = 26,98 г/моль
Молярная масса хлора = 35,45 г/моль

Молярная масса хлорида алюминия = 26,98 г/моль + 3 × 35,45 г/моль = 133,33 г/моль

Теперь, подставим значения в формулу Вант-Гоффа:

\(π = i \cdot C \cdot R \cdot T\)

Мы знаем, что осмотическое давление раствора равно 1 атмосфере (поскольку давление обычно измеряется при атмосферных условиях). Универсальную газовую постоянную \(R\) примем равной \(0.0821\) л * атм / моль * К.
Температуру \(T\) нужно представить в Кельвинах, для этого добавим 273.15 к значению в градусах Цельсия:

Температура = 18 + 273.15 = 291.15 К

Теперь, нам нужно найти фактор диссоциации (\(i\)). Фактор диссоциации зависит от того, какие ионы образуются при диссоциации хлорида алюминия. В случае хлорида алюминия (AlCl3), он распадается на ионы \(Al^{3+}\) и \(3Cl^-\).

Фактор диссоциации равен общему количеству ионов, на которые распадается одна молекула вещества. В данном случае \(AlCl3\) диссоциирует на 4 иона: 1 ион алюминия и 3 иона хлора. Таким образом, \(i = 4\).

Мы можем объединить все эти значения и рассчитать осмотическое давление:

\[π = i \cdot C \cdot R \cdot T\]

\[\Pi = (4) \cdot \left(\frac{1}{133.33 \ г/моль}\right) \cdot \left(0.0821 \ л \cdot \ атм / моль \cdot К\right) \cdot 291.15 \ K\]

После подстановки и вычислений, получим:

\(\Pi \approx 0.0808 \ атм\).

Теперь перейдем к расчету плотности раствора. Плотность раствора - это отношение массы раствора к его объему. В данном случае, мы знаем, что плотность раствора составляет \(1.010 \ г/см^3\).

Подставим полученные значения и найдем массу раствора:

Плотность = Масса раствора / Объем раствора

\(1.010 \ г/см^3 = \text{Масса раствора} / 100 \ см^3\)

Масса раствора = \(1.010 \ г/см^3 \times 100 \ см^3 = 101.0 \ г\)

Теперь, имея массу раствора и массу хлорида алюминия в этом растворе, мы можем рассчитать массовую долю хлорида алюминия в растворе:

Массовая доля = Масса хлорида алюминия / Масса раствора

Массовая доля = \(1 \ г\) / \(101.0 \ г\) = \(0.0099\) (округляем до \(0.01\))

Наконец, чтобы найти кажущуюся степень диссоциации хлорида алюминия, мы используем следующую формулу:

Степень диссоциации = Массовая доля / (Масса хлорида алюминия / его молярная масса)

Степень диссоциации = \(0.01\) / (\(1 \ г\) / \(133.33 \ г/моль\)) = \(0.1333\) (округляем до \(0.13\))

Таким образом, осмотическое давление 1%-ного раствора хлорида алюминия при 18 градусах Цельсия составляет около \(0.0808\) атмосфер. Плотность такого раствора равна \(1.010 \ г/см^3\), а кажущаяся степень диссоциации хлорида алюминия составляет примерно \(0.13\).