Народ, может, кто разбирается в физической химии? Помогите с задачами, плиз!

Question

1. При какой температуре замёрзнет 40%-ный раствор этилового спирта в воде? Криоскопическая константа воды 1, 86.
 
2. Раствор, содержащий 0, 015 кг KCl в 0, 1 кг воды, замерзает при Т=273, 54 К. Определите изотоническоий коэффициент Вант-Гоффа и кажущуюся степень диссоциации KCl, если криоскопическая константа воды 1, 86.

Answer 1

Задачи на формулу (Дельта t) =К*m, где m -моляльная концентрация, т. е. количество молей вещества, растворенное в 1 кг растворителя, в данных случаях - воды.
В задаче 1 имется неопределнность. Дело в том, что концентрацию растворов этилового спирта в воде принято выражать в градусах крепости, т. е в объемных процентах. Так, крепость спиртового раствора 40 градусов означает что смешаны 40 объемов этанола и 60 объемов воды. В таком случае, на 600 г воды приходится 400*0, 7893=315, 72 г этанола, тогда на 1 кг воды приходится 315, 72/0, 6=526, 2 г спирта, и моляльная концентрация равна 526, 2/46=11, 439 моль/кг воды.
Если же считать, что дан именно 40 % раствор, то на 1 кг воды приходится 400/0, 6=666, 667 г этанола. В этом случае моляльная концентрация спирта равна 666, 667/46=14, 493 моль/кг воды. Понижение температуры воды равно в первом случае 1, 86*11, 439=21, 28 градусов, во втором 1, 86*14, 493=26, 96 градусов. Ответ: -21, 28 или -26, 96 градусов Цельсия. Следует отметить, что формула (Дельта t) =К*m применима только к разбавленным растворам, для таких концентрированных растворов, как рассматриваемый, ошибка может достигать нескольких градусов.
Во второй задаче растворенное вещество моет диссоциировать на ионы, и моляльная концентрация растворенных частиц будет больше. Для учета этого вводится изотонический коэффициент i, который показывает, во сколько раз концентрация растворенных частиц (катионов+анионов+недиссоциированных молекул) больше моляльной концентрации растворенного вещества. Расчетная формула в этом случае имет вид: (Дельта t) =К*m*i. (Дельта t) =273, 16-273, 54=-0, 38 градусов. Составитель задачи ошибся. Он исходил из величины дельта t, но вместо того, чтобы вычесть е из температуры замерзания чистой воды и получить 272, 78 К, он сложил, и получил 273, 54, то есть +0, 38 градусов по Цельсию, что явная ошибка, так как разбавленные растворы не могут замерзать при температуре замерзания чистого растворителя. Ну ладно, будем считать, что (Дельта t) =0, 38 градусов. Тогда m*i= (Дельта t) /К=0, 38/1, 86=0, 2043 моль/кг воды. На 1 кг воды приходится 0, 015/0, 1=0, 15 кг или 150 г хлорида калия. Моляльная концентрация составляет 150/74, 5=2, 013422819 моль/кг воды. Изотонический коэффициент равен 0, 2043/2, 0134=0, 1015. Еще одна ошибка. Изотонический коэффициент должен быть больше 1. Возможно, автор задачи ошибся на порядок при задании концентрации (она должна быть в 10 раз меньше) или разности температур (она должна быть в 10 раз больше) . С учетом ошибки на порядок, получим изотонический коэффициент равен 1, 015. Значит кажущаяся степень диссоциации равна 0, 015 или 1, 5 %. Это тоже очень мало. Обычно изотонический коэффициент намного больше 1 и для растворов солей, состоящих из одновалентного катиона и одновалентного аниона близок к 2, где-то на уровне 1, 5-1, 8. Как видим, задача состоит из одних ошибок, и по уму, такую задачу вобще не следовало решать. Но я написал подробный ход решения, чтобы Вы могли решать другие подобные, правильно составленные задачи. А автору задачника надо "плюнуть в рожу". Я уже решал с полсотни задач для школьников, и во многих встречаются подобные ляпы. Автор задачника - двоечник, и совсем не разбирается в химии. Я Вам сочувствую.