В 180 г воды растворил 6 г мочевины СО(NHz). Найти давление пара растворителя над раствором мочевины при 100°С (р.=101,3 кПа)

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!