Áp suất hơi bão hòa của dung dịch chứa 22,1 g CaCl2 trong 100g nước ở 20°C là 16,34 mmHg, áp suất hơi bão hòa của nước nguyên chất là 17,54 mmHg. Tính độ điện ly biểu kiến của CaCl2:
Trả lời:
Đáp án đúng: C
Độ giảm áp suất hơi bão hòa tuân theo định luật Raoult:
ΔP = P0 - P = P0 * xct
Trong đó:
ΔP là độ giảm áp suất hơi bão hòa.
P0 là áp suất hơi bão hòa của dung môi nguyên chất (nước).
P là áp suất hơi bão hòa của dung dịch.
xct là phần mol của chất tan.
Từ dữ kiện đề bài, ta có:
P0 = 17,54 mmHg
P = 16,34 mmHg
ΔP = 17,54 - 16,34 = 1,2 mmHg
Tính số mol của nước:
nH2O = 100 g / 18 g/mol = 5,556 mol
Tính số mol của CaCl2:
nCaCl2 = 22,1 g / 111 g/mol = 0,199 mol
CaCl2 điện ly theo phương trình: CaCl2 → Ca2+ + 2Cl-
Gọi α là độ điện ly biểu kiến của CaCl2.
Số mol các ion sau điện ly:
nCa2+ = α * nCaCl2 = 0,199α
nCl- = 2 * α * nCaCl2 = 2 * 0,199α = 0,398α
Số mol CaCl2 còn lại sau điện ly: nCaCl2 còn lại = (1-α)*0.199
Tổng số mol chất tan sau điện ly: nct = nCa2+ + nCl- + nCaCl2 còn lại = 0,199α + 0,398α + 0.199*(1-α) = 0.199 + 0.398α
Phần mol của chất tan: xct = nct / (nct + nH2O) = (0,199 + 0,398α) / (0,199 + 0,398α + 5,556)
Thay vào công thức Raoult:
1,2 = 17,54 * (0,199 + 0,398α) / (0,199 + 0,398α + 5,556)
1,2 * (5,755 + 0,398α) = 17,54 * (0,199 + 0,398α)
6,906 + 0,4776α = 3,49 + 6,979α
3,416 = 6,5014α
α = 3,416 / 6,5014 = 0,5254
α% = 0,5254 * 100% = 52,54%
Tuy nhiên, không có đáp án nào gần với 52,54%. Có lẽ có sai số trong quá trình tính toán hoặc đề bài có vấn đề. Tuy nhiên, cách giải là như trên. Do không có đáp án đúng nên chọn đáp án gần nhất