Сколько сахара C12H22O11 необходимо растворить в 200 г воды, чтобы раствор кипел при температуре 100,3 °C?

Химия 11 класс Растворы и их свойства раствор сахара температура кипения растворимость сахара химия 11 класс расчет концентрации раствора Новый

Чтобы определить, сколько сахара (C12H22O11) необходимо растворить в 200 г воды для достижения температуры кипения 100,3 °C, нам нужно использовать закон Рауля, который описывает изменение температуры кипения раствора в зависимости от концентрации растворенного вещества.

Шаг 1: Определение повышения температуры кипения

• Температура кипения чистой воды составляет 100 °C.
• Температура кипения раствора составляет 100,3 °C.
• Следовательно, повышение температуры кипения (ΔT) равно 100,3 °C - 100 °C = 0,3 °C.

Шаг 2: Использование формулы для повышения температуры кипения

Формула для повышения температуры кипения выглядит следующим образом:

ΔT = Kb * m

где:

• ΔT - повышение температуры кипения;
• Kb - постоянная кипения растворителя (для воды Kb ≈ 0,52 °C·kg/mol);
• m - моляльность раствора (количество молей растворенного вещества на 1 кг растворителя).

Шаг 3: Вычисление моляльности

Мы можем выразить моляльность через ΔT и Kb:

m = ΔT / Kb = 0,3 °C / 0,52 °C·kg/mol ≈ 0,5769 mol/kg.

Шаг 4: Определение массы растворенного вещества

Теперь, зная моляльность, можем вычислить количество молей сахара, которое нужно растворить в 200 г воды (0,2 кг):

m = n / 0,2 kg, где n - количество молей.

Следовательно, n = m * 0,2 kg = 0,5769 mol/kg * 0,2 kg ≈ 0,1154 mol.

Шаг 5: Перевод молей в массу

Теперь нам нужно перевести количество молей сахара в массу. Молярная масса сахара C12H22O11 составляет:

• C: 12 * 12 = 144 г/моль
• H: 22 * 1 = 22 г/моль
• O: 11 * 16 = 176 г/моль

Суммируем: 144 + 22 + 176 = 342 г/моль.

Теперь можем вычислить массу сахара:

масса = n * молярная масса = 0,1154 mol * 342 г/моль ≈ 39,5 г.

Шаг 6: Ответ

Таким образом, для того чтобы раствор кипел при температуре 100,3 °C, необходимо растворить примерно 39,5 г сахара в 200 г воды.