В 200 г воды растворили 31 г карбамида CO(NH2)2 . Температура замерзания этого раствора

Рассмотрим задачу по расчету температуры замерзания раствора карбамида (мочевины) в воде. Дано: - Масса воды, \( m_вод = 200\,г \) - Масса карбамида, \( m_{карбамид} = 31\,г \) Требуется найти температуру замерзания раствора. --- ### Шаг 1. Определение молярных масс веществ Молярные массы: - Вода (H₂O): \( M_{H_2O} = 18\,г/моль \) - Карбамид (CO(NH₂)₂): \( M_{C} = 12\,г/моль \) \( M_{O} = 16\,г/моль \) \( M_{N} = 14\,г/моль \) \( M_{H} = 1\,г/моль \) Расчет: \[ M_{карбамид} = 12 + 16 + 2 \times (14 + 2 \times 1) = 12 + 16 + 2 \times (14 + 2) = 12 + 16 + 2 \times 16 = 12 + 16 + 32 = 60\,г/моль \] ### Шаг 2. Вычисление количества вещества (молей) карбамида и воды Моли воды: \[ n_{H_2O} = \frac{m_{воды}}{M_{H_2O}} = \frac{200}{18} \approx 11.11\,моль \] Моли карбамида: \[ n_{карбамид} = \frac{31}{60} \approx 0.517\,моль \] ### Шаг 3. Определение концентрации растворенного вещества Раствор массе воды — около 200 г, следовательно, масса растворенного вещества относительно воды очень мала, и можно считать раствор разбавленным. Общая масса раствора: \[ m_{раствора} = 200\,г + 31\,г = 231\,г \] Для расчетов о понижении точки замерзания важно знать моляльность — количество молей растворенного вещества на кг растворителя. Молярность (моляльность): \[ \text{Моляльность, } m = \frac{n_{растворенного вещества}}{m_{воды\,в\,кг}} = \frac{0.517\,моль}{0.2\,кг} \approx 2.585\,моль/кг \] --- ### Шаг 4. Использование закона понижения температуры замерзания Закон: \[ \Delta T_f = K_f \times m \] Где: - \( \Delta T_f \) — понижение температуры замерзания по сравнению с чистой водой (0°C) - \( K_f \) — криофильное постоянство воды, равно \( 1.86\, \text{°C·kg/mol} \) - \( m \) — моляльность раствора Подставляем: \[ \Delta T_f = 1.86 \times 2.585 \approx 4.81\,\text{°C} \] ### Шаг 5. Вычисление температуры замерзания раствора Температура замерзания: \[ T_{замерзания} = 0\,\text{°C} - \Delta T_f \approx -4.81\,\text{°C} \] --- ## Итог Температура замерзания раствора карбамида в воде составляет примерно **-4.8°C**. Если понадобятся дополнительные объяснения или расчет более точных данных, пожалуйста, скажите!