Какова молекулярная масса неизвестного неэлектролита, если его растворено 5 г в 500 г воды, и снижение температуры

Якорь

44

Чтобы решить эту задачу, нам понадобится применить формулу Криштьяна-Рауля, которая связывает снижение температуры замерзания раствора с количеством вещества в растворе и молекулярной массой растворителя.

Формула Криштьяна-Рауля имеет вид:
\[\Delta T = K_f \cdot m \cdot i\]
где:
\(\Delta T\) - снижение температуры замерзания раствора,
\(K_f\) - криоскопическая постоянная растворителя,
\(m\) - мольная концентрация растворенного вещества,
\(i\) - коэффициент ионизации неэлектролита.

В нашем случае, растворены 5 г неизвестного неэлектролита в 500 г воды. Чтобы выразить мольную концентрацию, нам нужно знать молярную массу неизвестного неэлектролита.

Мы можем выразить мольную концентрацию растворенного вещества следующим образом:
\[m = \frac{n}{V}\]
где:
\(n\) - количество вещества,
\(V\) - объем раствора.

Следовательно,
\[n = \frac{m}{M}\]
где:
\(M\) - молярная масса неизвестного неэлектролита.

В данной задаче, объем раствора равен 500 г, поскольку раствор состоит только из воды. Теперь мы можем выразить мольную концентрацию:
\[m = \frac{5\, \text{г}}{500\, \text{г}} = 0.01\]

Теперь мы можем подставить известные значения в формулу Криштьяна-Рауля:
\[0.102 = K_f \cdot 0.01 \cdot i\]

Нам известно, что снижение температуры замерзания для воды составляет 1.86 °C·kg/mol. Подставляя это значение, получаем:
\[0.102 = 1.86 \cdot 0.01 \cdot i\]

Решая уравнение относительно \(i\), получаем:
\[i = \frac{0.102}{1.86 \cdot 0.01} = 0.549\]

Теперь, исходя из определения неэлектролита (вещества, не ионизирующегося в растворе), мы знаем, что \(i\) для неэлектролитов равно 1. Подставляя это значение, получаем:
\[1 = 0.549\]

Это противоречие. Значит, наше предположение о том, что неизвестный неэлектролит неионизирован в растворе, неверно.

Таким образом, нам понадобится другой подход к решению задачи, учитывающий ионизацию неизвестного неэлектролита. Такое решение может потребовать дополнительной информации о химическом составе и реактивности вещества.