Каково осмотическое давление, температура кипения и замерзания раствора хлорида кальция в уксусной кислоте

Solnce

31

Осмотическое давление (\(П\)) в растворе можно вычислить с использованием формулы:

\[П = cRT\]

где \(c\) - концентрация раствора в молях на литр (моль/л), \(R\) - универсальная газовая постоянная (0.0821 атм·л/моль·К), \(T\) - абсолютная температура в Кельвинах.

Чтобы найти температуру кипения (\(tк\)) раствора, мы можем использовать формулу:

\[tк = tк^0 + \frac{{i \cdot c \cdot m}}{{e}}\]

где \(tк^0\) - температура кипения чистого растворителя (в данном случае уксусной кислоты) в Кельвинах, \(i\) - молекулярное число, \(m\) - мольная масса растворителя (в данном случае хлорид кальция), \(e\) - эбуллиоскопическая постоянная.

Чтобы найти температуру замерзания (\(tз\)) раствора, мы можем использовать формулу:

\[tз = tз^0 - \frac{{i \cdot c \cdot m}}{{e}}\]

где \(tз^0\) - температура замерзания чистого растворителя (в данном случае уксусной кислоты) в Кельвинах.

Теперь давайте вычислим все значения.

Для начала нужно перевести концентрацию уксусной кислоты из процентов в моль/литр:

\[
c = \frac{{11.1}}{{1000}}
\]

\(c\) примерно равно \(0.0111\) моль/л.

Осмотическое давление (\(П\)):

\[
П = c \cdot R \cdot T
\]

В данном случае мы не знаем точное значение температуры, поэтому предположим, что она равна комнатной температуре 25°C (\(298.15\) К):

\[
П = 0.0111 \cdot 0.0821 \cdot 298.15
\]

\[
П \approx 0.276 \text{ атм}
\]

Температура кипения (\(tк\)):

Молекулярное число \(i\) для хлорида кальция равно 2 (потому что хлорид кальция - электролит, разделяющийся на ионы Ca²⁺ и Cl⁻ в растворе).

Мольная масса хлорида кальция (\(m\)) равна примерно 110.98 г/моль.

\[
tк = 118.50 + \frac{{2 \cdot 0.0111 \cdot 110.98}}{{3.1}}
\]

\[
tк \approx 121.86°C
\]

Температура замерзания (\(tз\)):

\[
tз = 16.60 - \frac{{2 \cdot 0.0111 \cdot 110.98}}{{3.1}}
\]

\[
tз \approx 11.98°C
\]

Таким образом, осмотическое давление раствора хлорида кальция в уксусной кислоте с концентрацией 11,1% составляет примерно 0,276 атм, температура кипения составляет примерно 121,86°C, а температура замерзания составляет примерно 11,98°C.