Какой из растворов будет замерзать при более низкой температуре: 10% раствор глюкозы С6Н12О6 или 10 % раствор сахара С12Н22О11?
Дано:
ω = 10%
Найти:
Tкр - ?
Ответ
Tкр глюк = -1,14⁰С, Tкр сах = -0,6⁰С. Температура замерзания глюкозы меньше.
Решение
Молярные массы веществ:
Mглюк = 180 г/моль
MСах = 342 г/моль
Используем второй закон Рауля
Понижение температуры кристаллизации бесконечно разбавленных растворов не зависит от природы растворённого вещества и прямо пропорционально моляльной концентрации раствора.
∆t(зам)= K*Сm=K*mM*mр-ля
∆t(зам) – понижение температуры замерзания р-ра, ⁰С
К — криоскопическая постоянная растворителя, K·моль−1·кг;
m – масса растворенного вещества, г
M – молярная масса, г/моль,
mр-ля – масса растворителя, кг,
Cm — моляльная концентрация растворенного вещества, измеряется в количестве растворенного вещества на 1 кг растворителя, моль/кг.
В нашем случае на 1000 г р-ра приходится 100 г растворенного вещества и 900 г растворителя, согласно его массовой доле.
Тогда для раствора глюкозы:
∆t(зам)= 1,86 *100180*0,9 = 1.14⁰С
Тогда для раствора сахарозы:
∆t(зам)= 1,86 *100342*0,9 = 0,60⁰С
И новая температура замерзания будет равна
Tкр глюк = -1.14⁰С
Tкр сах = -0,60⁰С
Температура кристаллизации глюкозы почти в два раза меньше чем сахарозы -1.14/-0,6≈ 1,9
Это соответствует примерному соотношению молекулярных масс, в результате чего в одном объеме раствора молекул глюкозы почти в два раза больше чем сахарозы.
Ответ: Tкр глюк = -1,14⁰С, Tкр сах = -0,6⁰С