Под какой температурой произойдёт кипение 22%-го раствора Н2SO4 при α=70%? Константа элеваци мольной кипячения

Суть вопроса: Кипение растворов

Объяснение: Чтобы решить данную задачу, мы будем использовать закон Рауля, который гласит, что парциальное давление компонента в растворе равно произведению его молярной доли на парциальное давление этого компонента в чистом состоянии при той же температуре. В данной задаче мы рассматриваем кипение раствора, поэтому рассматриваем парциальные давления.

Чтобы найти температуру кипения, нам нужно сначала найти парциальное давление воды в растворе. Мы знаем, что α (альфа) – это мольная доля растворенного вещества (в данном случае H2SO4), а Kе – константа элевации мольной кипячения, которая равна 0,52 (к·кг)/моль.

Используя формулу парциального давления, мы можем записать:

P_воды = α * P°_воды,

где P_воды – парциальное давление воды в растворе, α – мольная доля H2SO4, P°_воды – парциальное давление чистой воды при той же температуре.

Затем мы можем воспользоваться формулой разности температур между кипением раствора и кипением чистой воды:

ΔT_кип = Kе * i * m,

где ΔT_кип – изменение температуры кипения, Kе – константа элевации мольной кипячения, i – количество частиц в растворе (в данном случае 2 для H2SO4), m – мольность раствора.

Далее, используя это изменение температуры и заданную температуру кипения чистой воды (100 °C), мы можем найти температуру кипения раствора:

T_кип_раствора = T_кип_воды + ΔT_кип.

Например:

Задача: Под какой температурой произойдёт кипение 22%-го раствора H2SO4 при α=70%? Константа элевации мольной кипячения (Kе) воды равна 0,52 (к·кг)/моль.

Решение:

1) Найдем парциальное давление воды в растворе:

P_воды = α * P°_воды = 0,70 * P°_воды

2) Подставим найденное парциальное давление в формулу разности температур:

ΔT_кип = Kе * i * m = 0,52 * 2 * 0,22

3) Найдем температуру кипения раствора:

T_кип_раствора = T_кип_воды + ΔT_кип = 100 + ΔT_кип

Таким образом, подставляя значения, мы найдем температуру кипения раствора.

Совет: Чтобы лучше понять данную тему, рекомендуется изучить закон Рауля, а также понять, как использовать молярные доли и константы элевации мольного кипения воды.

Задание для закрепления: Под какой температурой произойдёт кипение 15%-го раствора С6H12O6 при α=65%? Константа элевации мольной кипячения (Kе) воды равна 0,52 (к·кг)/моль. (Подсказка: для глюкозы, С6H12O6, количество частиц равно 1)