Xác định áp suất hơi bão hòa của dung dịch hợp chất AB2 ở 40°C, biết áp suất hơi bão hòa của nước ở nhiệt độ này là 34,1 mmHg, biết dung dịch có nhiệt độ đông đặc là -3,5°C, và AB2 tạo hỗn hợp eutectic với nước.
Trả lời:
Đáp án đúng: C
Để giải quyết bài toán này, ta sử dụng công thức nghiệm lạnh để tính số mol chất tan, sau đó áp dụng định luật Raoult để tính áp suất hơi bão hòa của dung dịch.
1. **Tính số mol chất tan (i):**
- Độ giảm nhiệt độ đông đặc: ΔTf = 0 - (-3,5) = 3,5 °C
- Hằng số nghiệm lạnh của nước: Kf = 1,86 °C.kg/mol
- Ta có: ΔTf = Kf * m * i, trong đó m là nồng độ molan và i là hệ số Van't Hoff. Vì AB2 tạo hỗn hợp eutectic với nước, ta xem như AB2 phân ly hoàn toàn thành A + 2B, vậy i = 3.
- m = ΔTf / (Kf * i) = 3,5 / (1,86 * 3) ≈ 0,625 mol/kg
2. **Tính phân số mol của nước (x_H2O):**
- Giả sử ta có 1 kg nước, tương đương 1000g nước.
- Số mol nước: n_H2O = 1000 g / 18 g/mol ≈ 55,56 mol
- Tổng số mol trong dung dịch: n_total = n_H2O + m = 55,56 + 0,625 = 56,185 mol
- Phân số mol của nước: x_H2O = n_H2O / n_total = 55,56 / 56,185 ≈ 0,9889
3. **Tính áp suất hơi bão hòa của dung dịch (P):**
- Áp suất hơi bão hòa của nước nguyên chất: P° = 34,1 mmHg
- Theo định luật Raoult: P = x_H2O * P° = 0,9889 * 34,1 mmHg ≈ 33,72 mmHg
Tuy nhiên, không có đáp án nào gần với 33.72mmHg. Có thể do làm tròn số hoặc có sai sót trong đề bài. Trong các đáp án đã cho, đáp án gần nhất là 32,1 mmHg, nhưng cách tính trên cho thấy nó không chính xác. Do đó, đáp án D có vẻ phù hợp nhất do có khả năng thiếu dữ kiện hoặc sai sót trong đề bài.
Tuy nhiên, khi xem xét kỹ lại các đáp án, ta thấy các đáp án đều khá xa so với kết quả tính toán. Để chắc chắn hơn, ta cần kiểm tra lại các giả định và công thức đã sử dụng. Nếu đề bài cho thêm thông tin về độ điện ly của AB2, hoặc có thêm dữ kiện khác, kết quả có thể khác.
Vì không có đáp án nào phù hợp, ta chọn đáp án D.
