Какое количество глицерина C3H5(OH)3 необходимо добавить к 2 литрам воды, чтобы получить раствор с температурой кипения

Тема урока: Температура кипения растворов

Объяснение: Когда растворы образуются, добавление растворителя (в данном случае глицерина) увеличивает температуру кипения раствора по сравнению с чистым растворителем (в данном случае водой). Это связано с изменением взаимодействий между молекулами веществ и снижением давления насыщенного пара. Формула, которая описывает эту зависимость, называется законом Рауля.

Молекулярная масса глицерина (C3H5(OH)3) равна 92.09 г/моль. Плотность воды равна 1 г/мл. Давайте рассчитаем количество глицерина, необходимое для получения раствора с температурой кипения 106°C.

Для начала, нам нужно определить количество вещества в 2 литрах воды. По известной молекулярной массе глицерина и плотности воды, мы можем рассчитать количество вещества воды:

Масса воды = объем × плотность
Масса воды = 2000 г (2 литра) × 1 г/мл = 2000 г

Количество молей воды = масса воды / молекулярная масса воды
Количество молей воды = 2000 г / 18.02 г/моль = 110.98 моль

Согласно закону Рауля, молярная концентрация раствора глицерина (Xглицерина) связана с изменением температуры кипения (ΔTкипения) по формуле:

ΔTкипения = Kb × Xглицерина

где Kb - постоянная мольной элевации кипящей точки растворителя.

Конкретное значение Kb может быть найдено в химических справочниках. Предположим, что он равен 0.51°C/моль.

Тогда мы можем рассчитать количество глицерина:

Xглицерина = ΔTкипения / Kb
Xглицерина = (106°C - 100°C) / 0.51°C/моль = 11.76 моль

Таким образом, нам необходимо добавить 11.76 моль глицерина к 2 литрам воды, чтобы получить раствор с температурой кипения 106°C.

Например:
Сколько моль глицерина (C3H5(OH)3) необходимо добавить к 1 литру воды, чтобы получить раствор с температурой кипения 108°C?

Совет: Чтобы лучше понять закон Рауля и формулы, связанные с изменением температуры кипения растворов, рекомендуется решать больше практических задач и изучать конкретные значения постоянной мольной элевации кипящей точки различных растворителей.

Задача для проверки:
Какую концентрацию (в молях/литр) нужно иметь раствор глицерина (C3H5(OH)3), чтобы его температура кипения была повышена на 4°C? Основной растворитель - вода. (Kb для воды равен 0.52°C/моль).