Каковы будут значения температуры кипения и замерзания водного раствора хлорида магния с концентрацией 30%, при которой

Ledyanoy_Serdce

47

Чтобы решить эту задачу о значениях температуры кипения и замерзания водного раствора хлорида магния, нам понадобится использовать понятие коллогативных свойств растворов. В данной задаче нам дана концентрация раствора хлорида магния (C = 30%) и его степень диссоциации (α = 85%). Также нам нужно рассмотреть вариант замены соли глицерином и узнать, как изменятся значения температур фазовых переходов.

1. Расчет температуры кипения водного раствора хлорида магния:
Температура кипения раствора зависит от коллогативного свойства - повышения температуры кипения. Формула, которую мы можем использовать для рассчета, называется уравнение Рауля:

\(\Delta T_b = K_b \cdot m\)

Где:
\(\Delta T_b\) - изменение температуры кипения,
\(K_b\) - постоянная молярного подъема (для воды \(K_b = 0,512^\circ C \cdot kg/mol\)),
\(m\) - мольная концентрация раствора.

Можно также использовать другую формулу, связанную с мольной долей компонента (n) и его молярной массой (M), которая выражается следующим образом:

\(\Delta T_b = K_b \cdot m \cdot n\)

Сначала нужно вычислить мольную концентрацию (m):

\(m = \frac{C}{100} \cdot α\)

Подставим известные значения:

\(m = \frac{30}{100} \cdot 0.85\)

\(m = 0.255\)

Теперь мы можем рассчитать изменение температуры кипения:

\(\Delta T_b = 0.512 \cdot 0.255\)

\(\Delta T_b = 0.13056\)

Температура кипения водного раствора хлорида магния будет повышена на 0,13056 градусов Цельсия.

2. Расчет температуры замерзания водного раствора хлорида магния:
Температура замерзания раствора также зависит от коллогативного свойства - понижения температуры замерзания. Формула для расчета схожа с формулой Рауля:

\(\Delta T_f = K_f \cdot m\)

Где:
\(\Delta T_f\) - изменение температуры замерзания,
\(K_f\) - постоянная молярного понижения (для воды \(K_f = 1,86^\circ C \cdot kg/mol\)).

Вычислим изменение температуры замерзания:

\(\Delta T_f = 1.86 \cdot 0.255\)

\(\Delta T_f = 0.4743\)

Температура замерзания водного раствора хлорида магния будет понижена на 0,4743 градусов Цельсия.

3. Изменение температур фазовых переходов при замене соли глицерином:
Теперь рассмотрим вариант замены соли глицерином. Для расчета температуры кипения и замерзания водного раствора глицерина мы будем использовать те же формулы, что и в предыдущей части задачи, но с новыми значениями постоянных.

- Температура кипения:
\(\Delta T_b = K_b \cdot m\)

\(K_b\) для глицерина равно \(0,512^\circ C \cdot kg/mol\).

\(\Delta T_b = 0.512 \cdot 0.255\)

\(\Delta T_b = 0.13056\)

Температура кипения раствора глицерина будет повышена на 0,13056 градусов Цельсия.

- Температура замерзания:
\(\Delta T_f = K_f \cdot m\)

\(K_f\) для глицерина равно \(1.86^\circ C \cdot kg/mol\).

\(\Delta T_f = 1.86 \cdot 0.255\)

\(\Delta T_f = 0.4743\)

Температура замерзания раствора глицерина будет понижена на 0,4743 градусов Цельсия.

Таким образом, значение температуры кипения водного раствора хлорида магния с концентрацией 30% и степенью диссоциации 85% будет повышено на 0,13056 градусов Цельсия, а значение температуры замерзания будет понижено на 0,4743 градусов Цельсия. При замене соли на глицерин, значения температур фазовых переходов останутся теми же.