Problema di esempio della legge di Raoult - Tensione di vapore ed elettrolita forte

Questo problema di esempio dimostra come utilizzare la legge di Raoult per calcolare la variazione della tensione di vapore aggiungendo un forte elettrolita a un solvente. La legge di Raoult mette in relazione la tensione di vapore di una soluzione sulla frazione molare del soluto aggiunta a una soluzione chimica.

Problema alla pressione di vapore

Qual è la variazione della tensione di vapore quando 52,9 g di CuCl₂ viene aggiunto a 800 ml di H.₂O a 52,0 ° C.
La tensione di vapore di H puro ₂O a 52.0 ° C è 102.1 torr
La densità di H₂O a 52,0 ° C è 0,987 g / mL.

Soluzione usando la legge di Raoult

La legge di Raoult può essere utilizzata per esprimere le relazioni di pressione di vapore di soluzioni contenenti solventi sia volatili che non volatili. La legge di Raoult è espressa da
P_soluzione = Χ_solventeP⁰_solvente dove
P_soluzione è la tensione di vapore della soluzione
Χ_solvente è la frazione molare del solvente
P⁰_solvente è la tensione di vapore del solvente puro

Passo 1

Determina la frazione molare della soluzione
CuCl₂ è un forte elettrolita. Si dissolverà completamente in ioni nell'acqua dalla reazione:
CuCl₂(s) → Cu²⁺(aq) + 2 cl^-
Ciò significa che avremo 3 moli di soluto aggiunti per ogni mole di CuCl₂ aggiunto.
Dalla tavola periodica:
Cu = 63,55 g / mol
Cl = 35,45 g / mol
peso molare di CuCl₂ = 63,55 + 2 (35,45) g / mol
peso molare di CuCl₂ = 63,55 + 70,9 g / mol
peso molare di CuCl₂ = 134,45 g / mol
moli di CuCl₂ = 52,9 g x 1 mol / 134,45 g
moli di CuCl₂ = 0,39 mol
Moli totali di soluto = 3 x (0,39 moli)
Moli totali di soluto = 1,18 mol
peso molare_acqua = 2 (1) +16 g / mol
peso molare_acqua = 18 g / mol
densità_acqua = massa_acqua/volume_acqua
massa_acqua = densità_acqua volume x_acqua
massa_acqua = 0,987 g / mL x 800 mL
massa_acqua = 789,6 g
talpe_acqua = 789,6 g x 1 mol / 18 g
talpe_acqua = 43,87 mol
Χ_soluzione = n_acqua/ (N_acqua + n_soluto)
Χ_soluzione = 43.87 / (43.87 + 1.18)
Χ_soluzione = 43,87 / 45,08
Χ_soluzione = 0.97

Passo 2

Trova la tensione di vapore della soluzione
P_soluzione = Χ_solventeP⁰_solvente
P_soluzione = 0,97 x 102,1 torr
P_soluzione = 99,0 torr

Passaggio 3

Trova il cambiamento nella pressione del vapore
La variazione di pressione è P_finale - P_O
Modifica = 99.0 torr - 102.1 torr
cambio = -3.1 torr

Risposta

La pressione di vapore dell'acqua è ridotta di 3,1 torr con l'aggiunta del CuCl₂.