Чтобы решить задачу, давайте сначала разберёмся с используемыми терминами и формулами. Мы будем использовать закон Рауля, который помогает найти давление паров растворителя над раствором.
Данные:
- Масса растворителя (воды) (m_в = 180 , \text{г})
- Масса растворённого вещества (мочевины) (m_м = 6 , \text{г})
- Давление пара чистого растворителя (воды) при 100°С (P_0 = 101,3 , \text{кПа})
Нашей задачей будет найти давление пара растворителя над раствором мочевины (то есть (P)).
Шаг 1: Вычисление молей мочевины и воды
Сначала найдём количество молей каждого компонента.
Молярная масса мочевины (CO(NH_2)_2):
- Углерод (C): 12 г/моль
- Азот (N): 14 г/моль
- Водород (H): 1 г/моль
- Кислород (O): 16 г/моль
[
\text{Суммарная молярная масса мочевины} = 12 + (2 \times 14) + 16 = 60 , \text{г/моль}
]
Теперь найдём количество молей мочевины:
[
n_m = \frac{m_m}{M_m} = \frac{6 , \text{г}}{60 , \text{г/моль}} = 0,1 , \text{моль}
]
Молярная масса воды (H₂O):
- Водород (H): 1 г/моль
- Кислород (O): 16 г/моль
[
\text{Молярная масса воды} = 2 \times 1 + 16 = 18 , \text{г/моль}
]
Теперь найдём количество молей воды:
[
n_в = \frac{m_в}{M_в} = \frac{180 , \text{г}}{18 , \text{г/моль}} = 10 , \text{моль}
]
Шаг 2: Найти общее количество молей в растворе
Общее количество молей в растворе:
[
n_{\text{общ}} = n_в + n_m = 10 + 0,1 = 10,1 , \text{моль}
]
Шаг 3: Найти молярную долю растворителя
Молярная доля растворителя ((X_в)) будет равна:
[
X_в = \frac{n_в}{n_{\text{общ}}} = \frac{10}{10,1} \approx 0,9901
]
Шаг 4: Применение закона Рауля
Согласно закону Рауля, давление пара над раствором ((P)) можно вычислить по формуле:
[
P = X_в \cdot P_0
]
Подставим значения:
[
P = 0,9901 \cdot 101,3 , \text{кПа} \approx 100,0 , \text{кПа}
]
Ответ
Давление пара растворителя над раствором мочевины при 100°С составит примерно 100,0 кПа.
Если у вас остались вопросы по решению, не стесняйтесь спрашивать!
