esercizio proprietà colligative

[roberto96]

1. Quanti grammi di solfato di sodio (completamente dissociato) devono essere aggiunti a 1.0 L di acqua per portare la temperatura di congelamento a -5.5 °C? (Kcr per l’acqua è 1.86 °C m-1)

Il solfato di sodio è Na2SO4

per calcolare i grammi di solfato di sodio devo prima ricavare le moli, per ricavare le moli ho bisogno dell molarità come la trovo in questo caso?
Grazie

[LuiCap]

La temperatura di congelamento del solvente acqua è 0°C.
La temperatura di congelamento della soluzione acquosa di Na2SO4 deve diventare -5,5°C.
Perciò il ΔTcr = 0 -(-5,5) = 5,5°C
Il ΔTcr è direttamente proporzionale alla molalità della soluzione; il coefficiente di proporzionalità è la costante crioscopica (Kcr) del solvente:
ΔTcr = Kcr · m
La molalità (m) è un modo di esprimere la concentrazione di una soluzione che rappresenta il numero di moli di soluto sciolto in 1 kg (1000 g) di solvente puro.

Detto ciò prova a vedere se riesci a risolvere l'esercizio.

[roberto96]

praticamente devo calcolare le moli prima della molalità giusto? Qui mi blocco

[LuiCap]

No, calcolata la molalità della soluzione hai anche le moli di Na2SO4

ΔTcr = 5,5°C
Kcr = 1,86 °C · m^-1 = 1,86 °C · kg H2O/mol Na2SO4
1,0 L H2O = 1,0 kg H2O

ΔTcr = Kcr · m
m = ΔTcr / Kcr
m = 5,5°C / 1,86 °C · kg H2O/mol Na2SO4 = 2,96 mol Na2SO4/kg H2O = 2,96 molale
massa Na2SO4 = 2,96 mol · 142,04 g/mol = 420 g Na2SO4

[roberto96]

grazie, ora riprovo con un altro esercizio.
calcolare la massa di cloruro di sodio necessaria per innalzare la temperatura di ebollizione di 500 g di acqua a 102 gradi
kostante ebollizione 0,51

In questo problema credo si debba usare il procedimento che mi ha spiegato prima:
variaz Tb= Keb * m *i / 0,51*m*3
qui come continuo?
Grazie

[LuiCap]

Scusami, nell'esercizio precedente, per la fretta di rispondere, non ho considerato l'Na2SO4 è un elettrolita forte, che in acqua si dissocia come:
Na2SO4 2 Na+ + SO4(2-)
Da 1 mole di elettrolita forte si liberano 3 moli di particelle, perciò il coefficiente di Van't Hoff (i) vale 3.
Quindi la variazione della temperatura di congelamento è:
ΔTcr = Kcr · m · i
m = ΔTcr / Kcr · i
m = 5,5 / 1,86 · 3 = 0,986 mol Na2SO4/kg H2O = 0,986 molale
massa Na2SO4 = 0,986 mol · 142,04 g/mol = 140 g Na2SO4

Nell'ultimo esercizio l'elettrolita forte è l'NaCl:
NaCl Na+ + Cl-
i = 2
ΔTeb = Keb · m · i
m = ΔTeb / Keb · i
m = 2 / 0,51 · 2 = 1,96 mol NaCl/kg H2O = 1,96 molale
Per 500 g di H2O avremo:
n NaCl = 1,96 mol NaCl / 2 = 0,980 mol
massa NaCl = 0,980 mol · 58,44 g/mol = 57,3 g NaCl

NOTA BENE
i = [1 + α(ν - 1)]
α (alfa) = grado di dissociazione dell'elettrolita
ν (ni) = numero di ioni totali, positivi e negativi, liberati da ogni particella di elettrolita
Esempi:
Per gli elettroliti forti:
Fe2(SO4)3 2 Fe(3+) + 3 SO4(2-)............. α (alfa) = 1; ν (ni) = 5 i = 5
FeCl3 Fe(3+) + 3 Cl-.............................. α (alfa) = 1; ν (ni) = 4 i = 4
Per gli elettroliti deboli il grado di dissociazione può essere variabile:
CH3COOH H+ + CH3COO-.......................se α (alfa) = 0,2; ν (ni) = 2 i = 1,2
H2S 2 H+ + S(2-).................................se α (alfa) = 0,08; ν (ni) = 3 i = 1,16

[roberto96]

perchè nel secondo caso la variazione di temperatura è 2?

[LuiCap]

Temperatura di ebollizione del solvente puro (H2O) = 100°C
Temperatura di ebollizione della soluzione acquosa di NaCl = 102°C
ΔTeb = 102° - 100° = 2°C

[roberto96]

grazie mill.
Ora ho un altro problema:
Una soluzione acquosa di NH4Cl all'8,50 per cento in peso ha una d di 1,024 g/mL a 30 gradi. Calcolare la pressione osmotica della soluzione alla stessa temperatura.

Non riesco a capire come si calcolano i grammi e le moli di NH4Cl in questo caso.
Grazie

[LuiCap]

Devi trasformare la concentrazione della soluzione da % in peso a molarità.
Una soluzione all'8,50% in peso contiene 8,50 g di NH4Cl in 100 g di soluzione.
n NH4Cl = 8,50 g / 53,49 g/mol = 0,159 mol
Il volume corrispondente a 100 g di soluzione si calcola utilizzando la densità della soluzione:
d = m/V
V = m/d = 100 g / 1,024 g/mL = 97,66 mL = 0,09766 L
M NH4Cl = 0,159 mol / 0,09766 L = 1,63 mol/L

Prosegui ora tu a calcolare la pressione osmotica della soluzione a 30°C, ricordando che l'NH4Cl è un elettrolita forte.