Какая будет температура, при которой 22%-й раствор H2SO4 начнет кипеть, если α=70%? Значение константы элевации кипения

Для решения данной задачи нам понадобятся понятия константы элевации кипения и мольной доли вещества.

Константа элевации кипения (\(K_b\)) представляет собой величину, которая показывает, насколько изменится температура кипения раствора по сравнению с чистым растворителем. В данной задаче нам дано значение константы элевации кипения для воды (\(K_b = 0,52 \, \text{(к} \cdot \text{кг)}/\text{моль}\)).

Мольная доля вещества (\(\alpha\)) показывает, какая часть раствора состоит из определенного вещества. В данной задаче нам дано значение мольной доли \(\alpha = 0,70\) (или 70%).

Теперь приступим к решению задачи. Для начала нам необходимо определить мольность раствора H2SO4. Для этого необходимо знать массу раствора и молярную массу растворенного вещества.

Допустим, у нас имеется 100 г раствора H2SO4. Тогда масса H2SO4 в этом растворе будет равна 0,22 * 100 г = 22 г (из значений мольной доли).
Теперь мы должны рассчитать количество вещества H2SO4 в молях, используя его молярную массу. Молярная масса H2SO4 составляет около 98 г/моль.

Количество вещества (\(n\)) можно рассчитать по формуле:

\[ n = \frac{{\text{масса вещества}}}{{\text{молярная масса вещества}}} \]

Подставив значения, получаем:

\[ n = \frac{{22 \, \text{г}}}{{98 \, \text{г/моль}}} \approx 0,224 \, \text{моль} \]

Теперь у нас есть мольность раствора H2SO4 (\(c\)):

\[ c = \frac{{n}}{{V}} \]

где \(V\) - объем раствора (в литрах).

Поскольку в задаче не указан объем раствора, то мы не можем найти точное значение мольности раствора H2SO4. Однако, чтобы найти температуру кипения раствора, нам достаточно знать изменение температуры в соответствии с константой элевации кипения.

Известно, что изменение температуры (\(\Delta T\)) связано с мольностью раствора следующим образом:

\[ \Delta T = K_b \cdot m \]

где \(m\) - мольность раствора (в молях на литр). Поскольку \(m = c\), то можно записать следующее:

\[ \Delta T = K_b \cdot c \]

Теперь остается только найти изменение температуры и добавить его к температуре кипения чистого растворителя, чтобы получить температуру кипения исходного раствора.

В нашем случае, изменение температуры (\(\Delta T\)) равно \(K_b \cdot c\):

\[ \Delta T = 0,52 \, \left( \frac{{\text{к} \cdot \text{кг}}}{{\text{моль}}} \right) \cdot 0,224 \, \text{моль} \, \text{(л)}^{-1} \]

Произведем вычисления:

\[ \Delta T = 0,116 \, \text{к} \]

Теперь, чтобы найти температуру кипения раствора, нужно сложить изменение температуры и температуру кипения чистого растворителя (обычно 100°C).

\[ T_{\text{кип}} = T_{\text{кип}}(\text{чистая вода}) + \Delta T \]

\[ T_{\text{кип}} = 100°C + 0,116°C \]

\[ T_{\text{кип}} \approx 100,116°C \]

Таким образом, температура кипения 22%-го раствора H2SO4 будет примерно 100,116°C при данной мольной доле и константе элевации кипения воды.