题目
11.某水溶液是含有非挥发性溶质的稀薄溶液,在271.7K时凝固(固相为纯-|||-的固态溶剂)。求该溶液的:-|||-(1)正常沸点;-|||-(2)298.2K时的蒸气压(该温度下,纯水的蒸气压为3.167kPa );-|||-(3)298.2K时的渗透压。
题目解答
答案
解析
步骤 1：计算溶液的凝固点降低
根据凝固点降低公式 $\Delta T_f = K_f \cdot m$，其中 $\Delta T_f$ 是凝固点降低，$K_f$ 是溶剂的凝固点降低常数，$m$ 是溶液的摩尔浓度。对于水，$K_f = 1.86 K \cdot kg \cdot mol^{-1}$。已知溶液在271.7K时凝固，纯水的凝固点为273.15K，所以 $\Delta T_f = 273.15K - 271.7K = 1.45K$。由此可以计算出溶液的摩尔浓度 $m$。
步骤 2：计算溶液的正常沸点
根据沸点升高公式 $\Delta T_b = K_b \cdot m$，其中 $\Delta T_b$ 是沸点升高，$K_b$ 是溶剂的沸点升高常数，$m$ 是溶液的摩尔浓度。对于水，$K_b = 0.512 K \cdot kg \cdot mol^{-1}$。已知纯水的沸点为373.15K，可以计算出溶液的正常沸点。
步骤 3：计算溶液在298.2K时的蒸气压
根据拉乌尔定律，溶液的蒸气压 $P = P^0 \cdot x$，其中 $P^0$ 是纯溶剂的蒸气压，$x$ 是溶剂的摩尔分数。已知纯水在298.2K时的蒸气压为3.167kPa，可以计算出溶液的蒸气压。
步骤 4：计算溶液在298.2K时的渗透压
根据渗透压公式 $\Pi = i \cdot c \cdot R \cdot T$，其中 $\Pi$ 是渗透压，$i$ 是溶质的解离系数，$c$ 是溶质的摩尔浓度，$R$ 是理想气体常数，$T$ 是绝对温度。已知 $i = 1$，$c = m$，$R = 8.314 J \cdot mol^{-1} \cdot K^{-1}$，$T = 298.2K$，可以计算出溶液的渗透压。
根据凝固点降低公式 $\Delta T_f = K_f \cdot m$，其中 $\Delta T_f$ 是凝固点降低，$K_f$ 是溶剂的凝固点降低常数，$m$ 是溶液的摩尔浓度。对于水，$K_f = 1.86 K \cdot kg \cdot mol^{-1}$。已知溶液在271.7K时凝固，纯水的凝固点为273.15K，所以 $\Delta T_f = 273.15K - 271.7K = 1.45K$。由此可以计算出溶液的摩尔浓度 $m$。
步骤 2：计算溶液的正常沸点
根据沸点升高公式 $\Delta T_b = K_b \cdot m$，其中 $\Delta T_b$ 是沸点升高，$K_b$ 是溶剂的沸点升高常数，$m$ 是溶液的摩尔浓度。对于水，$K_b = 0.512 K \cdot kg \cdot mol^{-1}$。已知纯水的沸点为373.15K，可以计算出溶液的正常沸点。
步骤 3：计算溶液在298.2K时的蒸气压
根据拉乌尔定律，溶液的蒸气压 $P = P^0 \cdot x$，其中 $P^0$ 是纯溶剂的蒸气压，$x$ 是溶剂的摩尔分数。已知纯水在298.2K时的蒸气压为3.167kPa，可以计算出溶液的蒸气压。
步骤 4：计算溶液在298.2K时的渗透压
根据渗透压公式 $\Pi = i \cdot c \cdot R \cdot T$，其中 $\Pi$ 是渗透压，$i$ 是溶质的解离系数，$c$ 是溶质的摩尔浓度，$R$ 是理想气体常数，$T$ 是绝对温度。已知 $i = 1$，$c = m$，$R = 8.314 J \cdot mol^{-1} \cdot K^{-1}$，$T = 298.2K$，可以计算出溶液的渗透压。