Раствор мочевины в бензоле, масса мочевины 2 г, масса раствора 300 г, температура 35°С, плотность раствора 0,6 г/см3. Найти: осмотическое давление, температуру кипения и замерзания раствора. Температура кипения чистого бензола 80,2°С, температура

Для решения задачи, давайте поэтапно найдем осмотическое давление, температуру кипе...

Молярная масса мочевины (NH₂CONH₂) составляет: - N: 14 г/моль (2 атома) - H: 1 г/моль (4 атома) - C: 12 г/моль (1 атом) - O: 16 г/моль (1 атом) Молярная масса мочевины: \[ M = 2 \times 14 + 4 \times 1 + 12 + 16 = 60 \text{ г/моль} \] Теперь найдем количество молей мочевины: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{2 \text{ г}}{60 \text{ г/моль}} = \frac{1}{30} \text{ моль} \] Формула для осмотического давления: \[ \Pi = i \cdot C \cdot R \cdot T \] где: - \( i \) — степень диссоциации (для мочевины \( i = 1 \)) - \( C \) — молярная концентрация (в моль/л) - \( R \) — универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К)) - \( T \) — температура в Кельвинах Сначала найдем объем раствора: \[ V = \frac{m_{\text{раствора}}}{\text{плотность}} = \frac{300 \text{ г}}{0,6 \text{ г/см}^3} = 500 \text{ см}^3 = 0,5 \text{ л} \] Теперь найдем молярную концентрацию: \[ C = \frac{n}{V} = \frac{1/30 \text{ моль}}{0,5 \text{ л}} = \frac{1}{15} \text{ моль/л} \] Теперь подставим все значения в формулу для осмотического давления: \[ \Pi = 1 \cdot \frac{1}{15} \cdot 0,0821 \cdot (35 + 273) \] \[ \Pi = \frac{1}{15} \cdot 0,0821 \cdot 308 \approx 1,06 \text{ атм} \] Температура кипения раствора рассчитывается по формуле: \[ \Delta T_k = K \cdot m \] где: - \( K \) — постоянная кипения (5,12 К-кг/моль) - \( m \) — моляльность (моль/кг растворителя) Сначала найдем массу растворителя (бензола): \[ m_{\text{растворитель}} = 300 \text{ г} - 2 \text{ г} = 298 \text{ г} = 0,298 \text{ кг} \] Теперь найдем моляльность: \[ m = \frac{n}{m_{\text{растворитель}}} = \frac{1/30}{0,298} \approx 0,112 \text{ моль/кг} \] Теперь подставим в формулу для изменения температуры кипения: \[ \Delta T_k = 5,12 \cdot 0,112 \approx 0,573 \text{ °C} \] Температура кипения раствора: \[ T_k = 80,2 + 0,573 \approx 80,773 \text{ °C} \] Температура замерзания раствора рассчитывается по формуле: \[ \Delta T_f = E \cdot m \] где: - \( E \) — постоянная замерзания (2,57 К-кг/моль) Теперь подставим значения: \[ \Delta T_f = 2,57 \cdot 0,112 \approx 0,287 \text{ °C} \] Температура замерзания раствора: \[ T_f = -5,5 - 0,287 \approx -5,787 \text{ °C} \] 1. Осмотическое давление: \( \approx 1,06 \text{ атм} \) 2. Температура кипения раствора: \( \approx 80,773 \text{ °C} \) 3. Температура замерзания раствора: \( \approx -5,787 \text{ °C} \)