Каковы значения температуры кипения и замерзания водного раствора хлорида магния концентрацией 30%, если степень

Для решения этой задачи необходимо учитывать эффект диссоциации соли и применить законы коллигативных свойств растворов.

1. Определим температуру кипения водного раствора хлорида магния.
Вода кипит при температуре 100 °C. Однако, наличие растворенных веществ повышает температуру кипения. Для этого воспользуемся формулой:

\(\Delta T_{кип} = K_b \cdot m \cdot i\)

Где:
\(\Delta T_{кип}\) - изменение температуры кипения,
\(K_b\) - постоянная кипения (для воды \(K_b = 0.512\,^\circ C/m\)),
\(m\) - моляльность раствора (количество вещества, содержащееся в 1 кг воды),
\(i\) - коэффициент диссоциации.

Для определения моляльности раствора, воспользуемся формулой:

\(m = \frac{n_{раств}}{m_{раств}}\)

Где:
\(n_{раств}\) - количество вещества раствора,
\(m_{раств}\) - масса растворителя (в данном случае 1 кг).

Рассмотрим хлорид магния MgCl2. Его укажем коэффициент диссоциации \(i = 2\) (разложение на ионы Mg^2+ и 2Cl^-).

Количество вещества раствора можно найти по формуле:

\(n_{раств} = \frac{m_{раств}}{M_{раств}}\)

Где:
\(M_{раств}\) - молярная масса раствора (МgCl2).

Молярная масса МgCl2 составляет 95,21 г/моль. Так как концентрация раствора равна 30%, значит, масса хлорида магния в 1 кг раствора будет равна:
\(m_{МgCl2} = 0.3 \cdot 1 кг = 300 г\)

Таким образом, подставляя значения в формулу, получим:

\(n_{раств} = \frac{0.3 кг}{95.21 \frac{г}{моль}} \approx 3.148 \, моль\)

\(m = \frac{3.148 \, моль}{1 \, кг} \approx 3.148 \, моль/кг\)

Подставляя значения моляльности и коэффициента диссоциации в формулу изменения температуры кипения, имеем:

\(\Delta T_{кип} = 0.512\,^\circ C/m \cdot 3.148 \, моль/кг \cdot 2 \approx 3.318\,^\circ C\)

Температура кипения водного раствора хлорида магния составляет около \(100 \,^\circ C + 3.318\,^\circ C = 103.318\,^\circ C\)

2. Теперь рассмотрим замерзание водного раствора хлорида магния.
Вода замерзает при температуре 0 °C. При наличии растворенных веществ точка замерзания понижается. Для определения изменения температуры замерзания используем формулу:

\(\Delta T_{зам} = K_k \cdot m \cdot i\)

Где:
\(\Delta T_{зам}\) - изменение температуры замерзания,
\(K_k\) - постоянная замерзания (для воды \(K_k = -1.86\,^\circ C/m\)),
\(m\) - моляльность раствора (количество вещества, содержащееся в 1 кг воды),
\(i\) - коэффициент диссоциации.

Подставляя значения моляльности и коэффициента диссоциации в формулу, получаем:

\(\Delta T_{зам} = -1.86\,^\circ C/m \cdot 3.148 \, моль/кг \cdot 2 \approx -3.711\,^\circ C\)

Температура замерзания водного раствора хлорида магния составляет около \(0 \,^\circ C - 3.711\,^\circ C = -3.711\,^\circ C\)

3. Теперь рассмотрим замену соли глицерином.
Коэффициенты Кэ и Кк являются постоянными для конкретного растворителя (в данном случае для глицерина). Используем те же формулы для определения изменения температуры кипения и замерзания, но с учетом других коэффициентов.

Для глицерина коэффициент диссоциации \(i = 1\) (так как глицерин молекулярный, не распадается на ионы).

Подставляя значения коэффициентов и массы глицерина в формулы, получаем:

Для изменения температуры кипения:
\(\Delta T_{кип} = 0.512\,^\circ C/m \cdot 3.148 \, моль/кг \cdot 1 \approx 1.596\,^\circ C\)

Для изменения температуры замерзания:
\(\Delta T_{зам} = -1.86\,^\circ C/m \cdot 3.148 \, моль/кг \cdot 1 \approx -5.836\,^\circ C\)

Таким образом, значения температуры кипения и замерзания водного раствора глицерина будут отличаться от значений для хлорида магния и равняться:
- Температура кипения: \(100 \,^\circ C + 1.596\,^\circ C = 101.596\,^\circ C\)
- Температура замерзания: \(0 \,^\circ C - 5.836\,^\circ C = -5.836\,^\circ C\)

Таким образом, значения температуры кипения и замерзания водного раствора хлорида магния концентрацией 30%, при степени диссоциации соли 85%, составляют соответственно около 103.318 °C и около -3.711 °C. При замене соли глицерином с коэффициентами диссоциации 1 и 1,86 значение температуры кипения составляет около 101.596 °C, а температуры замерзания около -5.836 °C.