Для вычисления понижения температуры замерзания раствора можно воспользоваться формулой:
\[ \Delta T_f = K_f \cdot m \]
где:
- \(\Delta T_f\) — понижение температуры замерзания,
- \(K_f\) — криоскопическая постоянная растворителя (в данном случае воды), которая равна 1,86 °C·kg/mol,
- \(m\) — моляльность раствора.
Для начала нам нужно найти моляльность (\(m\)). Моляльность определяется как количество молей растворенного вещества (в данном случае мочевины) на килограмм растворителя (воды).
- Находим количество молей мочевины:
Молярная масса мочевины (\(CH_4N_2O\)) составляет примерно 60 г/моль.
Количество молей мочевины можно найти по формуле:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где:
- \(n\) — количество молей,
- \(m\) — масса мочевины (70 г),
- \(M\) — молярная масса мочевины (60 г/моль).
Подставим значения:
\[ n = \frac{70 \, \text{г}}{60 \, \text{г/моль}} \approx 1,167 \, \text{моль} \]
- Находим массу растворителя в килограммах:
Масса воды составляет 950 г, что равняется 0,950 кг.
- Теперь вычисляем моляльность:
\[ m = \frac{n}{\text{масса растворителя}} = \frac{1,167 \, \text{моль}}{0,950 \, \text{кг}} \approx 1,228 \, \text{моль/кг} \]
- Теперь можем найти понижение температуры замерзания:
Подставим значения в формулу для \(\Delta T_f\):
\[ \Delta T_f = 1,86 \, \text{°C·kg/mol} \cdot 1,228 \, \text{моль/кг} \approx 2,28 \, \text{°C} \]
Таким образом, понижение температуры замерзания раствора составит примерно 2,28 °C.
