题目
在101.325kPa时,使水蒸气通入固态碘(I₂)和水的混合物,蒸馏进行的温度为371.6K,使馏出的蒸气凝结,并分析馏出物的组成。已知每0.10kg水中有0.0819kg碘,则该温度时固态碘的蒸气压为()
在101.325kPa时,使水蒸气通入固态碘(I₂)和水的混合物,蒸馏进行的温度为371.6K,使馏出的蒸气凝结,并分析馏出物的组成。已知每0.10kg水中有0.0819kg碘,则该温度时固态碘的蒸气压为()
题目解答
答案
5564Pa
解析
步骤 1:确定水和碘的摩尔比例
已知每0.10kg水中有0.0819kg碘,需要将这些质量转换为摩尔数。水的摩尔质量为18.015 g/mol,碘的摩尔质量为253.8 g/mol。
步骤 2:计算水和碘的摩尔数
水的摩尔数 = 0.10kg / 18.015 g/mol = 0.10 * 1000 g / 18.015 g/mol = 5.55 mol
碘的摩尔数 = 0.0819kg / 253.8 g/mol = 0.0819 * 1000 g / 253.8 g/mol = 0.323 mol
步骤 3:计算碘的摩尔分数
碘的摩尔分数 = 碘的摩尔数 / (水的摩尔数 + 碘的摩尔数) = 0.323 / (5.55 + 0.323) = 0.056
步骤 4:应用拉乌尔定律
拉乌尔定律指出,溶液中溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数。由于碘是溶质,其蒸气压等于总蒸气压减去水的蒸气压。在371.6K时,水的蒸气压为101.325kPa,因此碘的蒸气压为:
碘的蒸气压 = 总蒸气压 - 水的蒸气压 = 101.325kPa - 101.325kPa * (1 - 0.056) = 101.325kPa * 0.056 = 5.67kPa = 5670Pa
已知每0.10kg水中有0.0819kg碘,需要将这些质量转换为摩尔数。水的摩尔质量为18.015 g/mol,碘的摩尔质量为253.8 g/mol。
步骤 2:计算水和碘的摩尔数
水的摩尔数 = 0.10kg / 18.015 g/mol = 0.10 * 1000 g / 18.015 g/mol = 5.55 mol
碘的摩尔数 = 0.0819kg / 253.8 g/mol = 0.0819 * 1000 g / 253.8 g/mol = 0.323 mol
步骤 3:计算碘的摩尔分数
碘的摩尔分数 = 碘的摩尔数 / (水的摩尔数 + 碘的摩尔数) = 0.323 / (5.55 + 0.323) = 0.056
步骤 4:应用拉乌尔定律
拉乌尔定律指出,溶液中溶剂的蒸气压等于纯溶剂的蒸气压乘以溶剂的摩尔分数。由于碘是溶质,其蒸气压等于总蒸气压减去水的蒸气压。在371.6K时,水的蒸气压为101.325kPa,因此碘的蒸气压为:
碘的蒸气压 = 总蒸气压 - 水的蒸气压 = 101.325kPa - 101.325kPa * (1 - 0.056) = 101.325kPa * 0.056 = 5.67kPa = 5670Pa