Каково значение температуры замерзания водного раствора, содержащего 6,8 % HCl, если его изотонический коэффициент

Снежка_4524

53

Для решения данной задачи, нам понадобятся некоторые знания из области химии и коллоидной химии. Давайте пошагово решим данную задачу.

Шаг 1: Определение изотонического коэффициента.

Изотонический коэффициент (также известный как коэффициент вязкости, относительная вязкость или коэффициент пропускания) - это отношение вязкости раствора к вязкости растворителя при одинаковой температуре. В нашем случае, дано, что изотонический коэффициент равен 1,66.

Шаг 2: Определение процентного содержания HCl в растворе.

Дано, что раствор содержит 6,8 % HCl. Это означает, что в 100 граммах раствора содержится 6,8 грамма HCl.

Шаг 3: Вычисление концентрации HCl в моль/литр.

Для вычисления концентрации HCl в моль/литр, нам необходимо знать молярную массу HCl. Молярная масса HCl равна приблизительно 36,5 г/моль.

Теперь мы можем использовать формулу для вычисления концентрации:

\[
концентрация(HCl) = \frac{масса(HCl)}{молярная \ масса(HCl)}
\]

Подставим значения:

\[
концентрация(HCl) = \frac{6,8}{36,5}
\]

\[
концентрация(HCl) \approx 0,1861 \ моль/литр
\]

Шаг 4: Определение температуры замерзания раствора.

Температура замерзания раствора связана с его молярным коллигативным свойством - молярой криоскопической постоянной (Kf).

Формула связи между температурой замерзания раствора и его молярной концентрацией (mol/L) выглядит следующим образом:

\[
\Delta T = K_f \cdot m
\]

где \(\Delta T\) - изменение температуры, \(K_f\) - молярная криоскопическая постоянная, \(m\) - молярная концентрация раствора.

Обратите внимание, что \(\Delta T\) - это разница между температурой замерзания чистого растворителя и температурой замерзания раствора.

Температура замерзания чистого растворителя, такого как вода, известна и равна 0°C.

Из задачи нам дано, что изотонический коэффициент равен 1,66. Так как изотонический коэффициент и криоскопическая постоянная связаны формулой:

\[
K_f = \frac{R \cdot T_m \cdot i}{1000 \cdot w}
\]

где \(R\) - универсальная газовая постоянная, \(T_m\) - температура плавления растворителя, \(i\) - степень диссоциации растворителя (в данном случае равна 1, так как HCl полностью диссоциирован), \(w\) - массовая доля растворителя.

Для воды, \(T_m\) равно 0°C, следовательно:

\[
K_f = \frac{R \cdot 0 \cdot 1}{1000 \cdot w} = 0
\]

Таким образом, молярная криоскопическая постоянная воды равна 0.

Шаг 5: Вычисление изменения температуры.

В нашем случае, молярная концентрация раствора HCl равна 0,1861 моль/литр. Подставим значения в формулу:

\[
\Delta T = 0 \cdot 0,1861 = 0
\]

Изменение температуры равно нулю.

Шаг 6: Определение температуры замерзания раствора.

Теперь, чтобы определить температуру замерзания раствора, нам необходимо вычесть изменение температуры из температуры замерзания чистого растворителя:

\[
Т_{замерзания} = Т_{замерзания \ чистого \ растворителя} - \Delta T = 0°C - 0°C = 0°C
\]

Таким образом, значение температуры замерзания водного раствора, содержащего 6,8% HCl с изотоническим коэффициентом 1,66, равно 0°C.