Определите массовую долю мочевины в водном растворе температура кипения которого равна 100,174С. Эбуллиоскопическая постоянная воды 0, 512К кг/моль
Чтобы определить массовую долю мочевины в водном растворе, который имеет температуру кипения 100,174 °C, используем классическую формулу для определения повышения температуры кипения:
\[ \Delta T_b = K_b \cdot m \]
где:
- \(\Delta T_b\) — изменение температуры кипения;
- \(K_b\) — эбуллиоскопическая постоянная воды (0,512 °C·kg/mol);
- \(m\) — моляльная концентрация раствора (моли вещества на килограмм растворителя).
- Находим \(\Delta T_b\):
Температура кипения чистой воды составляет 100 °C. Следовательно,
\[ \Delta T_b = 100,174 °C - 100 °C = 0,174 °C \]
- Находим моляльную концентрацию \(m\):
Подставляем значения в формулу:
\[ 0,174 °C = 0,512 °C \cdot kg/mol \cdot m \]
Решаем уравнение для \(m\):
\[ m = \frac{0,174 °C}{0,512 °C \cdot kg/mol} \approx 0,34 \, mol/kg \]
- Теперь определим массу мочевины:
Молярная масса мочевины (NH₂CONH₂) составляет примерно 60 г/моль. Поэтому, если у нас 0,34 моль мочевины на 1 кг воды, то масса мочевины будет:
\[ m_{\text{мочевины}} = 0,34 \, mol \cdot 60 \, g/mol = 20,4 \, g \]
Теперь определяем массу воды:
Масса растворителя (воды) составляет 1000 г (1 кг).Находим массовую долю мочевины:
Массовая доля мочевины (ω) рассчитывается по формуле:
\[ \omega = \frac{m_{\text{мочевины}}}{m_{\text{мочевины}} + m_{\text{воды}}} \]
Подставим значения:
\[ \omega = \frac{20,4 \, g}{20,4 \, g + 1000 \, g} \approx \frac{20,4}{1020,4} \approx 0,020 \]
Таким образом, массовая доля мочевины в водном растворе составляет примерно 0,020, или 2,0%.
