Какова температура кипения раствора, в котором содержится 4,1 г NaOH в 200 г воды и степень диссоциации гидроксида

Содержание: Кипение растворов

Пояснение:
Кипение - это фазовый переход жидкости в пар при достижении определенной температуры, которая называется температурой кипения. Для растворов температура кипения может отличаться от температуры кипения чистого растворителя из-за изменения физических свойств раствора.

Для решения данной задачи мы должны использовать закон Рауля, который устанавливает зависимость температуры кипения раствора от мольной доли растворенного вещества и парциального давления этого вещества.

Формула закона Рауля:
P = X * P°
где P - парциальное давление растворителя, X - мольная доля растворенного вещества, P° - парциальное давление чистого растворителя.

Для нашей задачи степень диссоциации гидроксида натрия составляет 88%, поэтому массовая доля NaOH в растворе составит:
массовая доля NaOH = ( молярная масса NaOH / молярная масса NaOH ) * доля диссоциации
массовая доля NaOH = (23 + 16 + 1) / (23 + 16 + 1) * 0,88

Массовая доля NaOH в растворе равна 0,88.

Затем необходимо рассчитать мольную долю растворителя (воды):
мольная доля воды = масса воды / молярная масса воды = 200г / 18г/моль

Мольная доля воды равна приблизительно 11,11 моль/кг.

Теперь можем вычислить парциальное давление растворителя (воды):
P° = X * Pв*

Где X - массовая доля растворителя (воды), Pв* - парциальное давление чистого растворителя (воды). Pв* для воды при температуре 100°C равно 760 мм рт. ст.

Теперь зная значение мольной доли растворителя (воды) и парциального давления чистого растворителя, можно найти парциальное давление раствора, то есть раствора NaOH в воде:
P = X * Pв*

Температура кипения раствора находится из уравнения Клазиуса-Клапейрона:
ln(Pв*/P) = (deltaH/R) * (1/T - 1/Tв*)

Где P - парциальное давление раствора, deltaH - молярная энтальпия парообразования, R - универсальная газовая постоянная, T - температура кипения раствора, Tв* - температура кипения чистого растворителя (воды).

Исходя из этого уравнения можно найти искомую температуру кипения раствора.

Доп. материал:
Найдем температуру кипения раствора с содержанием 4,1 г NaOH в 200 г воды при степени диссоциации NaOH равной 88%.

Совет:
Для лучшего понимания решения задачи по температуре кипения растворов, рекомендуется изучить закон Рауля и уравнение Клазиуса-Клапейрона. Также полезно понимание взаимосвязи массовой доли растворителя, парциального давления и температуры кипения.

Задание:
Найдите температуру кипения раствора, в котором содержится 6,5 г NaCl в 250 г воды при степени диссоциации гидроксида натрия, равной 80%. (Парциальное давление воды при 100°C равно 760 мм рт. ст.)