Под какой температурой будет происходить кипение раствора Н2SO4 с концентрацией 22%, при условии α=70%? Константа

Магический_Вихрь

26

Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать формулу эбуллиоскопии:

\(\Delta T = k_{эб} \cdot i \cdot m\)

Где:
\(\Delta T\) - изменение температуры (в данном случае мы ищем температуру кипения, поэтому изменение будет равно 100 градусам),
\(k_{эб}\) - константа эбуллиоскопии (значение дано в условии),
\(i\) - вантовое число растворителя (количество частиц растворителя, которые образуются после диссоциации),
\(m\) - молярность раствора (количество молекул растворенного вещества в единице объема раствора).

Из условия мы знаем, что концентрация раствора \(\text{H}_2\text{SO}_4\) составляет 22%, что означает, что в 100 мл раствора содержится 22 грамма \(\text{H}_2\text{SO}_4\).

Выразим молярность раствора через данную концентрацию:

\(m = \frac{C}{{M_{\text{H}_2\text{SO}_4}}}\)

Где:
\(C\) - концентрация раствора (в нашем случае 22%),
\(M_{\text{H}_2\text{SO}_4}\) - молярная масса \(\text{H}_2\text{SO}_4\) (составляет 98 г/моль).

Подставляем известные значения:

\(m = \frac{22}{98} = 0.224\)

Далее, для определения вантового числа \(i\), мы можем использовать процент диссоциации \(\alpha\), который в данной задаче составляет 70%.

\(i = 1 + (n - 1) \cdot \alpha\)

Где:
\(n\) - количество ионов после диссоциации. В случае \(\text{H}_2\text{SO}_4\) после диссоциации получаем 3 иона (\(\text{H}^+\) и 2 \(\text{SO}_4^{2-}\)).

\(i = 1 + (3 - 1) \cdot 0.7 = 2.4\)

Подставляем все значения в формулу эбуллиоскопии и находим \(\Delta T\):

\(100 = 0.52 \cdot 2.4 \cdot m\)

Решаем уравнение относительно \(m\):

\(m = \frac{100}{0.52 \cdot 2.4} \approx 96.153\)

Теперь найдем массу \(\text{H}_2\text{SO}_4\) в данном объеме раствора:

\(M = m \cdot V\)

Где:
\(M\) - масса раствора (в данном случае искомая масса \(\text{H}_2\text{SO}_4\)),
\(V\) - объем раствора (в данном случае 100 мл).

Подставляем известные значения:

\(M = 96.153 \cdot 100 = 9615.3\) г

Итак, ответ: чтобы раствор \(\text{H}_2\text{SO}_4\) с концентрацией 22% закипел, его масса должна составлять около 9615.3 г.