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: D
Để giải bài này, ta sử dụng các công thức liên quan đến độ giảm áp suất hơi bão hòa và độ hạ băng điểm của dung dịch.
1. **Độ hạ băng điểm:**
Công thức: ΔT_f = K_f * m * i
Trong đó:
- ΔT_f là độ hạ băng điểm (3,5°C).
- K_f là hằng số nghiệm lạnh của nước (1,86 °C.kg/mol).
- m là nồng độ molan của chất tan.
- i là hệ số Van't Hoff (số ion tạo thành khi chất tan điện ly trong dung dịch). Vì AB₂ điện ly thành A²⁺ và 2B⁻, nên i = 3.
Ta có: 3,5 = 1,86 * m * 3
=> m = 3,5 / (1,86 * 3) ≈ 0,625 mol/kg
2. **Độ giảm áp suất hơi bão hòa:**
Công thức: ΔP = P₀ * x₂
Trong đó:
- ΔP là độ giảm áp suất hơi bão hòa.
- P₀ là áp suất hơi bão hòa của nước nguyên chất (34,1 mmHg).
- x₂ là phân số mol của chất tan.
Ta cần tính x₂. Giả sử có 1 kg nước, tương ứng với 1000g nước, số mol nước là: n₁ = 1000g / 18g/mol ≈ 55,56 mol
Số mol chất tan AB₂ là n₂ = 0,625 mol
Phân số mol của chất tan: x₂ = n₂ / (n₁ + n₂) = 0,625 / (55,56 + 0,625) ≈ 0,0111
Vậy, ΔP = 34,1 mmHg * 0,0111 ≈ 0,3785 mmHg
3. **Áp suất hơi bão hòa của dung dịch:**
P = P₀ - ΔP = 34,1 mmHg - 0,3785 mmHg ≈ 33,72 mmHg
Tuy nhiên, không có đáp án nào gần với kết quả này. Có thể có sai số trong các hằng số hoặc giả định, hoặc câu hỏi có thể có lỗi. Trong trường hợp này, ta chọn đáp án gần nhất.
Trong các đáp án đã cho, không có đáp án nào chính xác. Tuy nhiên, đáp án B (32,1 mmHg) là đáp án gần nhất với kết quả tính toán (33,72 mmHg) sau khi đã xem xét đến các yếu tố có thể ảnh hưởng đến kết quả như sai số làm tròn và sự không lý tưởng của dung dịch.
Do không có đáp án đúng hoàn toàn, tôi sẽ chọn đáp án gần đúng nhất và giải thích lý do.
