Xác định áp suất hơi bão hòa của dung dịch hợp chất AB2 ở 40oC, 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 -3,5oC, và AB2 tạo hỗn hợp eutectic với nước.
Trả lời:
Đáp án đúng: D
Để giải bài tập này, ta cần sử dụng các công thức liên quan đến áp suất hơi bão hòa và độ hạ băng điểm.
1. **Tính độ hạ băng điểm (ΔTf):**
Độ hạ băng điểm được cho là 3,5 °C (ΔTf = 3,5 °C).
2. **Tính nồng độ molan (m) của dung dịch:**
Sử dụng công thức độ hạ băng điểm: ΔTf = Kf * m, trong đó Kf là hằng số nghiệm lạnh của nước (1,86 °C.kg/mol).
=> m = ΔTf / Kf = 3,5 / 1,86 ≈ 1,88 mol/kg
3. **Tính hệ số Van't Hoff (i):**
AB2 là chất điện ly, phân ly thành A + 2B. Vì vậy, i = 1 + (n-1)α. Tuy nhiên, do không có thông tin về độ điện ly α, ta giả sử AB2 phân ly hoàn toàn, vậy i = 1 + 2 = 3.
Nồng độ thực tế của các ion là: m_thực = m * i = 1.88 * 3 = 5.64 mol/kg
4. **Tính áp suất hơi bão hòa của dung dịch (Ps):**
Sử dụng công thức Raoult: Ps = P0 * X_H2O, trong đó P0 là áp suất hơi bão hòa của nước nguyên chất và X_H2O là phần mol của nước trong dung dịch.
Để tính X_H2O, ta cần biết số mol của nước và số mol của chất tan.
Giả sử có 1 kg nước, số mol nước là: n_H2O = 1000 g / 18 g/mol ≈ 55,56 mol
Số mol chất tan (AB2) là 1.88 mol, nhưng do phân li hoàn toàn nên số mol các ion là 5.64 mol.
X_H2O = n_H2O / (n_H2O + n_ion) = 55,56 / (55,56 + 5,64) ≈ 0,908
Vậy Ps = P0 * X_H2O = 34,1 mmHg * 0,908 ≈ 30,96 mmHg.
Giá trị này gần nhất với 30,4 mmHg.
