Чтобы определить температуру замерзания водного раствора Ca(NO3)2, сначала нужно рассчитать моляльную концентрацию (cm) раствора.
Находим молекулярную массу Ca(NO3)2:
- Ca: 1 * 40.08 г/моль = 40.08 г/моль
- N: 2 * 14.01 г/моль = 28.02 г/моль
- O: 6 * 16.00 г/моль = 96.00 г/моль
- Общая молярная масса = 40.08 + 28.02 + 96.00 = 164.10 г/моль
Считаем количество моль Ca(NO3)2 в 5 г: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{5 \text{ г}}{164.10 \text{ г/моль}} \approx 0.0305 \text{ моль} \]
Находим массу растворителя (вода): Масса раствора = 110 г, масса соли = 5 г. Следовательно, масса растворителя: \[ m_{растворителя} = 110 \text{ г} - 5 \text{ г} = 105 \text{ г} = 0.105 \text{ кг} \]
Считаем моляльную концентрацию (cm): \[ cm = \frac{n}{m_{растворителя}} = \frac{0.0305 \text{ моль}}{0.105 \text{ кг}} \approx 0.2905 \text{ моль/кг} \]
Определяем значение i для Ca(NO3)2: Ca(NO3)2 диссоциирует на 3 иона: 1 Ca²⁺ и 2 NO3⁻, следовательно, \(i = 3\).
Криоскопическая константа K: Дана K = 1.86 К⋅кг⋅моль⁻¹.
Подставляем значения в формулу ΔT: \[ ΔT = i \cdot K \cdot cm = 3 \cdot 1.86 \cdot 0.2905 \approx 1.620 \text{ К} \]
Вычисляем температуру замерзания (t_f): Температура замерзания чистой воды 0 °C, следовательно: \[ t_f = 0 °C - ΔT \approx 0 °C - 1.620 °C \approx -1.6 °C \]
Таким образом, температура замерзания водного раствора Ca(NO3)2 составляет примерно -1.6 °C.