Эфирный раствор бензойной кислоты получен путем растворения 228 г бензойной кислоты С6Н5СООН в 812 г диэтилового эфира (С2Н5)2О. Чему равно давление насыщенного пара над этим…

Для решения данной задачи воспользуемся законом Рауля, который описывает свойства идеальных растворов. Закон гласит, что парциальное давление компонента в растворе равно произведению давления насыщенного пара чистого компонента на его молярную долю в растворе.

1. Определим молекулярные массы компонентов:

• Бензойная кислота (C₆H₅COOH):
  C = 12,01 г/моль, H = 1,008 г/моль, O = 16,00 г/моль.
  Молярная масса бензойной кислоты:
  \( M_{C₆H₅COOH} = 6 \times 12,01 + 5 \times 1,008 + 12,01 + 16,00 = 122,12 \, \text{г/моль} \)

• Диэтиловый эфир (C₂H₅)₂O:
  \( M_{(C₂H₅)₂O} = 2 \times (2 \times 12,01 + 5 \times 1,008) + 16,00 \)
  \( = 2 \times (24,02 + 5,04) + 16,00 = 58,08 \, \text{г/моль} \)

2. Определим количество вещества (моли) каждого компонента:

• Моли бензойной кислоты:
  \( n_{C₆H₅COOH} = \frac{228 \, \text{г}}{122,12 \, \text{г/моль}} \approx 1,87 \, \text{моль} \)

• Моли диэтилового эфира:
  \( n_{(C₂H₅)₂O} = \frac{812 \, \text{г}}{58,08 \, \text{г/моль}} \approx 13,96 \, \text{моль} \)

3. Теперь найдем молярную долю бензойной кислоты и диэтилового эфира:

Общее количество моль в растворе:
\( n_{total} = n_{C₆H₅COOH} + n_{(C₂H₅)₂O} \approx 1,87 + 13,96 \approx 15,83 \, \text{моль} \)

• Молярная доля бензойной кислоты:
  \( X_{C₆H₅COOH} = \frac{n_{C₆H₅COOH}}{n_{total}} \approx \frac{1,87}{15,83} \approx 0,118 \)

• Молярная доля диэтилового эфира:
  \( X_{(C₂H₅)₂O} = \frac{n_{(C₂H₅)₂O}}{n_{total}} \approx \frac{13,96}{15,83} \approx 0,882 \)

4. Применим закон Рауля для расчета парциального давления бензойной кислоты:

• Давление насыщенного пара над чистым растворителем (диэтиловым эфиром) составляет 225,7 Па.
  Парциальное давление бензойной кислоты:
  \( P_{C₆H₅COOH} = X_{C₆H₅COOH} \cdot P^0_{(C₂H₅)₂O} \)
  \( P_{C₆H₅COOH} = 0,118 \cdot 225,7 \approx 26,63 \, \text{Па} \)

5. Общее давление над раствором:

Поскольку общее давление над раствором будет равно сумме парциальных давлений растворенного вещества и растворителя:
\( P_{total} = P_{(C₂H₅)₂O} + P_{C₆H₅COOH} = 225,7 + 26,63 \approx 252,33 \, \text{Па} \)

Таким образом, давление насыщенного пара над раствором составляет примерно 252,33 Па.