При какой температуре произойдет кристаллизация раствора, состоящего из 250 г воды и 54 г глюкозы C6H12O6?

Тема урока: Кристаллизация раствора глюкозы

Инструкция:
Кристаллизация раствора происходит, когда растворенные вещества (соли, сахара или другие вещества) переходят из раствора в твердое состояние, образуя кристаллы. Для того чтобы определить, при какой температуре произойдет кристаллизация раствора, мы должны воспользоваться понятием понижения температуры замерзания раствора.

Температура замерзания раствора зависит от молекулярной массы растворителя (в данном случае - воды) и мольной концентрации растворенного вещества (глюкозы). Как и замерзание чистой воды, температура замерзания раствора можно рассчитать с помощью формулы:

ΔT = K_i * m,

где ΔT - изменение температуры (температура замерзания), K_i - постоянная замерзания для данного растворителя (для воды равна 1.86 °C/mol), m - мольная концентрация растворенного вещества.

Для расчета мольной концентрации глюкозы необходимо определить количество вещества глюкозы (n) в граммах и разделить его на молярную массу (M) глюкозы:

n = m / M.

Молярная масса глюкозы (C6H12O6) составляет около 180 г/моль.

Теперь, зная количество вещества глюкозы (n), мы можем использовать формулу ΔT = K_i * m для рассчета изменения температуры замерзания.

Пример:
Задача: При какой температуре произойдет кристаллизация раствора, состоящего из 250 г воды и 54 г глюкозы C6H12O6?

Решение:
1. Рассчитаем количество вещества глюкозы (n):
n = m / M = 54 г / 180 г/моль = 0.3 моль глюкозы.

2. Рассчитаем изменение температуры замерзания (ΔT) с помощью формулы ΔT = K_i * m:
ΔT = 1.86 °C/mol * 0.3 моль = 0.558 °C.

Таким образом, при добавлении 54 г глюкозы в 250 г воды, кристаллизация раствора произойдет при температуре, которая ниже на 0.558 °C от температуры замерзания чистой воды (обычно 0 °C). Значит, кристаллизация произойдет при -0.558 °C.

Совет:
Для лучшего понимания концепции кристаллизации и расчетов изменения температуры замерзания, рекомендуется изучить более подробно понятие мольной концентрации и формулу расчета ΔT = K_i * m. Также полезно освежить знания о мольной массе и простых расчетах с ней. Практикуйтесь в решении подобных задач, чтобы закрепить материал.

Проверочное упражнение:
При какой температуре произойдет кристаллизация раствора, состоящего из 400 г воды и 72 г сахарозы C12H22O11?