Какова моляльность раствора мочевины, если давление пара над раствором при 25 оС составляет 31.1 гПа, а давление пара

Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся следующие формулы и концепции:

1. Формула Рауля гласит, что давление пара над раствором определяется суммой давления пара чистого растворителя и давления пара растворенного вещества. Это выражено следующим образом:
\[P_{\text{общ}} = P_1 + P_2\]
где \(P_{\text{общ}}\) - общее давление пара над раствором, \(P_1\) - давление пара чистого растворителя и \(P_2\) - давление пара растворенного вещества.

2. Моляльность раствора (представляющая собой количество молей растворенного вещества в 1 кг растворителя) может быть выражена следующей формулой:
\[m = \frac{n_2}{m_1}\]
где \(m\) - моляльность раствора, \(n_2\) - количество молей растворенного вещества и \(m_1\) - масса растворителя.

Теперь перейдем к конкретным решениям.

1. Сначала вычислим количество молей растворенного вещества мочевины. Для этого нам понадобятся молярные массы воды и мочевины. Молярная масса воды (H2O) составляет приблизительно 18 г/моль, а молярная масса мочевины (CH4N2O) составляет приблизительно 60 г/моль.

Количество молей растворенного вещества мочевины (\(n_2\)) можно вычислить, используя следующую формулу:
\[n_2 = \frac{{m_2}}{{M_2}}\]
где \(m_2\) - масса растворенного вещества, а \(M_2\) - молярная масса мочевины.

2. Теперь вычислим массу растворителя (воды). Для этого нам нужно знать массу мочевины (\(m_2\)) и массу раствора (воды + мочевина). Заметим, что масса раствора равна сумме массы растворенного вещества и массы растворителя. Мы можем записать это следующим образом:
\[m_{\text{раствора}} = m_1 + m_2\]
где \(m_{\text{раствора}}\) - масса раствора, \(m_1\) - масса растворителя (воды) и \(m_2\) - масса растворенного вещества (мочевины).

3. Теперь у нас есть все данные, чтобы вычислить моляльность раствора. Моляльность раствора (\(m\)) можно выразить, используя формулу 2, и подставить значения, которые мы уже вычислили:
\[m = \frac{n_2}{m_1}\]
где \(m\) - моляльность раствора, \(n_2\) - количество молей растворенного вещества и \(m_1\) - масса растворителя.

4. Наконец, мы можем решить эту задачу, подставив известные значения в формулы и выполнив необходимые вычисления. Давление пара чистой воды при 25 оС равно 31.67 гПа, а давление пара над раствором мочевины также при 25 оС составляет 31.1 гПа. Мы будем использовать эти значения для расчета моляльности раствора мочевины.

Для проверки полученного результата, необходимо удостовериться, что давление пара растворенного вещества в определенном растворе равно разности давления пара воды и давления пара над раствором:
\[P_2 = P_{\text{воды}} - P_{\text{раствора}}\]

Моляльность раствора мочевины можно вычислить по формуле \(m = \frac{n_2}{m_1}\), подставив все известные значения.

Например, если масса растворенного вещества (\(m_2\)) равна 10 г, масса растворителя (\(m_1\)) равна 500 г, молярная масса мочевины (\(M_2\)) равна 60 г/моль и давление пара над раствором (\(P_{\text{общ}}\)) равно 31.1 гПа, то мы можем использовать эти значения, чтобы вычислить моляльность раствора (\(m\)).

Таким образом, для данной задачи, моляльность раствора мочевины может быть рассчитана с использованием указанных формул и данных о массе растворенного вещества и давлении пара над раствором. Подставив значения в соответствующие формулы, можно получить результат.