Какова температура кипения раствора, в котором диссоциация HCl достигает 78% при общей массе 7,3 г HCl и 200 г воды?

Суть вопроса: Температура кипения раствора и диссоциация HCl

Описание:

Температура кипения раствора зависит от его концентрации и природы веществ, которые в нем содержатся. Согласно закону Рауля, для некоторого раствора и его компонента выполняется следующее соотношение:

Растворитель (вода):
P₁ = X₁ * P₁₀

Растворенное вещество (HCl):
P₂ = X₂ * P₂₀

где P₁ и P₂ - парциальные давления растворителя и растворенного вещества соответственно,
X₁ и X₂ - мольные доли растворителя и растворенного вещества соответственно,
P₁₀ и P₂₀ - давления пара чистого растворителя и растворенного вещества соответственно.

Для нашей задачи, дано:
X₂ = 78% = 0.78 (мольная доля растворенного HCl)
M(HCl) = 36.5 г/моль (молярная масса HCl)
m(HCl) = 7.3 г (масса HCl)
m(воды) = 200 г (масса воды)

Чтобы найти мольную долю растворителя X₁, воспользуемся формулой массовой доли:
X₁ = m(воды) / (m(HCl) + m(воды))

Подставляем известные значения:
X₁ = 200 г / (7.3 г + 200 г) = 0.964 (мольная доля воды)

Теперь можем использовать закон Рауля для вычисления парциального давления HCl (P₂):
P₂ = X₂ * P₂₀

В нашем случае P₂₀ = 1 атм (давление пара чистого HCl при заданной температуре)

P₂ = 0.78 * 1 атм = 0.78 атм

Далее, зная парциальное давление HCl (P₂) и парциальное давление воды (P₁), можно определить давление пара раствора (Pt):

Pt = P₁ + P₂

Обычно при более низких концентрациях парциальные давления растворителя (P₁) малы по сравнению с P₂ и их можно не учитывать в расчётах. В данной задаче можно считать, что P₁ = 0 атм.

Таким образом, температура кипения раствора будет зависеть только от парциального давления HCl (P₂), поскольку это растворенное вещество.