esercizio proprietà colligative

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roberto96

2017-01-02 13:03

    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

2017-01-02 13:36

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.

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roberto96

2017-01-02 14:34

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

LuiCap

2017-01-02 14:47

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

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roberto96

2017-01-02 16:37

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

2017-01-02 18:43

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

2017-01-02 19:22

perchè nel secondo caso la variazione di temperatura è 2?

LuiCap

2017-01-02 19:37

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

2017-01-03 19:33

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

2017-01-03 20:13

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.

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roberto96

2017-01-04 12:51

pressione osmotica= M R T i

pressione osmotica= 1,63*0,0821*303*2=81,1 atm

COrretto? Grazie

LuiCap

2017-01-04 14:26

Sì, è corretto.

Visto la difficoltà che incontri sulla concentrazione delle soluzioni, ti consiglio, prima di affrontare qualsiasi esercizio che ne faccia uso, di ripassare per bene i seguenti modi di esprimere la concentrazione:

- % p/p

- % p/v

- % v/v

- molarità

- molalità

- normalità

- frazione molare

e come si fa a trasformare una nell'altra.