沸点上昇・凝固点降下の計算
着眼点\Delta t = K m。m は質量モル濃度、電解質なら電離後の粒子の総数で。
\Delta t_b = K_b m,\qquad \Delta t_f = K_f m
K_b: モル沸点上昇、K_f: モル凝固点降下(溶媒ごとに決まる定数、単位 \mathrm{K\cdot kg/mol})。
例題
1
グルコース(\ce{C6H12O6}=180)9.0 g を水 250 g に溶かした溶液の凝固点を求めよ。水の K_f = 1.85\ \mathrm{K\cdot kg/mol}。
解答
9.0/180 = 0.050\ \mathrm{mol}、m = 0.050/0.250 = 0.20\ \mathrm{mol/kg}
\Delta t_f = 1.85 \times 0.20 = 0.37\ \mathrm{K}
答え -0.37 ℃
\Delta t_f = 1.85 \times 0.20 = 0.37\ \mathrm{K}
答え -0.37 ℃
2
\ce{NaCl}(58.5)1.17 g を水 200 g に溶かした溶液の凝固点降下度は。完全に電離するとし、K_f は上と同じ。
解答
1.17/58.5 = 0.0200\ \mathrm{mol}、m = 0.0200/0.200 = 0.100\ \mathrm{mol/kg}
粒子は2倍で 0.200\ \mathrm{mol/kg}
\Delta t_f = 1.85 \times 0.200 = 0.370 答え 0.370\ \mathrm{K}(上のグルコース溶液と同じ)
粒子は2倍で 0.200\ \mathrm{mol/kg}
\Delta t_f = 1.85 \times 0.200 = 0.370 答え 0.370\ \mathrm{K}(上のグルコース溶液と同じ)
確認問題
1
水の K_b = 0.52\ \mathrm{K\cdot kg/mol}。0.50 mol/kg のスクロース水溶液の沸点は(外圧 1.013\times10^5\ \mathrm{Pa})。
答え
100.26 ℃(\Delta t = 0.52 \times 0.50 = 0.26)