Рассчитайте температуры кристаллизации (замерзания) 10% раствора хлорида кальция

Чтобы рассчитать температуру кристаллизации (замерзания) 10% раствора хлорида кальция (CaCl₂), нужно воспользоваться формулой для определения повышения температуры замерзания (температуры кристаллизации) раствора. Эту температуру можно рассчитать по формуле:

\[ \Delta T_f = K_f \cdot m \cdot i \]

где:

• \(\Delta T_f\) — понижение температуры замерзания,
• \(K_f\) — коэффициент криоскопической постоянной для растворителя (в данном случае для воды \(K_f = 1.86\) °C·kg/mol),
• \(m\) — моляльная концентрация раствора (в молях на килограмм растворителя),
• \(i\) — коэффициент ионизации (для CaCl₂ равен 3, так как он диссоциирует на один Ca²⁺ и два Cl⁻ ионов).

Шаги решения:

1. Рассчитаем моляльную концентрацию (моляльность) раствора:

   • У нас есть 10% раствор CaCl₂. Это значит, что в 100 граммах раствора содержится 10 граммов CaCl₂.
   • Найдем число молей CaCl₂:
     • Молярная масса CaCl₂ = 40.08 (Ca) + 2 × 35.45 (Cl) = 40.08 + 70.90 = 110.98 г/моль.
     • Число молей CaCl₂ = \(\frac{10 \, \text{г}}{110.98 \, \text{г/моль}} \approx 0.090 \, \text{моль}\).

2. Определим массу растворителя (воды):

   • Масса раствора = 100 г, значит масса воды = 100 г - 10 г = 90 г = 0.090 кг.

3. Вычислим моляльность: \[ m = \frac{\text{моль CaCl₂}}{\text{масса воды в кг}} = \frac{0.090 \, \text{моль}}{0.090 \, \text{кг}} = 1 \, \text{моль/кг}. \]

4. Определим значение \(i\):

   • Для CaCl₂: \(i = 3\).

5. Теперь подставим все значения в формулу для \(\Delta T_f\): \[ \Delta T_f = 1.86 °C \cdot 1 \, \text{моль/кг} \cdot 3 = 5.58 °C. \]

6. Найдём окончательную температуру замерзания:

   • Температура замерзания чистой воды = 0 °C.
   • Таким образом, температура кристаллизации 10% раствора хлорида кальция: \[ T_f = 0 °C - 5.58 °C = -5.58 °C. \]

Ответ:

Температура кристаллизации 10% раствора хлорида кальция составляет примерно -5.58 °C.