Esempi di dumande è discussione nantu à a diminuzione di a pressione di vapore di e soluzioni
A diminuzione di a pressione di vapore di una suluzione (Depressione di a Pressione di Vapore) hè una pruprietà colligativa di e suluzioni, chì dipende solu da u numeru di particelle dissolte è micca da a natura chimica di quelle particelle. Per facilità a comprensione, discuteremu stu cuncettu per mezu di parechji esempi è discussioni dettagliate.
Cuncettu Basicu di a Caduta di Pressione di Vapore
Quandu una sustanza volatile hè dissolta in un solvente per furmà una suluzione, a pressione di vapore di a suluzione hè generalmente più bassa di a pressione di vapore di u solvente puru à a listessa temperatura. Stu fenomenu hè cunnisciutu cum'è abbassamentu di a pressione di vapore. A causa primaria di stu prucessu hè a presenza di particelle di solutu, chì riducenu a probabilità chì e molecule di solvente si movenu in a fase gassosa, abbassendu cusì a pressione di vapore.
Questa diminuzione di a pressione di vapore pò esse calculata cù a formula:
\[ ΔP = P^\text{0} – P \]
Induve:
– \( \Delta P \) hè a diminuzione di a pressione di vapore.
– \( P^\text{0} \) hè a pressione di vapore di u solvente puru.
– \(P\) hè a pressione di vapore di a suluzione.
A caduta di pressione di vapore pò ancu esse espressa aduprendu l'equazione di Raoult cum'è:
\[ ΔP = x_{\text{solutu}} \cdot P^\text{0} \]
Induve:
– \( x_{\text{solute}} \) hè a frazzione molare di u solute.
Per l'esempii seguenti, supponemu chì avemu un solvente puru è diversi suluti in cundizioni standard.
Esempiu di dumanda 1
Quistione:
Supponemu chì avemu una suluzione cumposta da 10 grammi d'urea (NH2CONH2) dissolta in 90 grammi d'acqua. A pressione di vapore di l'acqua pura à una certa temperatura hè 23.76 mmHg. Calcula a pressione di vapore di a suluzione.
Discussione:
Passu 1: Calcula u numeru di moli d'urea è d'acqua.
– Massa molare di l'urea (NH\(_2\)CONH\(_2\)): 60 g/mol.
– Numeru di moli d'urea:
mol urea = 10 g (60 g/mol) = 0.167 mol
– Massa molare di l'acqua (H\(_2\)O): 18 g/mol.
– Numeru di moli d'acqua:
\[ \text{moli d'acqua} = \frac{90\text{ g}}{18\text{ g/mol}} = 5 \text{ mol} \]
Passu 2: Calcula a frazione molare di l'urea.
\[ x_{\text{urea}} = \frac{\text{mole urea}}{\text{mole urea} + \text{mole acqua}} = \frac{0.167}{0.167 + 5} = 0.0326 \]
Passu 3: Calcula a caduta di pressione di vapore.
ΔP = x_{\text{urea}} \cdot P^\text{0}_{\text{aria}}
ΔP = 0.0326 ± 23.76 mmHg = 0.774 mmHg
Passu 4: Calculate a pressione di vapore di a suluzione.
\[ P_{\text{soluzione}} = P^\text{0}_{\text{acqua}} – \Delta P \]
P_{\text{soluzione}} = 23.76 \text{ mmHg} – 0.774 \text{ mmHg} = 22.986 \text{ mmHg}
Esempiu di dumanda 2
Quistione:
Una suluzione hè preparata dissolvendu 58.5 g di cloruru di sodiu (NaCl) in 200 g d'acqua. Calcula a diminuzione di a pressione di vapore à 50 °C induve a pressione di vapore di l'acqua pura hè 92.5 mmHg.
Discussione:
Passu 1: Calcula u numeru di moli di NaCl è acqua.
– Massa molare di NaCl: 58.5 g/mol.
– Numeru di moli di NaCl:
mol NaCl = 58.5 g/58.5 g/mol = 1 mol
– Massa molare di l'acqua (H\(_2\)O): 18 g/mol.
– Numeru di moli d'acqua:
\[ \text{moli d'acqua} = \frac{200\text{ g}}{18\text{ g/mol}} = 11.11 \text{ mol} \]
Passu 2: Ricurdatevi chì l'ionizazione cumpleta di NaCl produce 2 ioni per unità di formula (Na\(^+\) è Cl\(^-\)).
\[ n_{\text{totale}} = n_{\text{NaCl}} \cdot 2 = 1 \cdot 2 = 2 \text{ ioni mol} \]
Passu 3: Calcula a frazione molare di u solutu.
\[ x_{\text{NaCl}} = \frac{n_{\text{totale}}}{n_{\text{totale}} + n_{\text{aria}}} = \frac{2}{2 + 11.11} = 0.152 \]
Passu 4: Calcula a caduta di pressione di vapore.
ΔP = x_{\text{NaCl}} \cdot P^\text{0}_{\text{aria}}
ΔP = 0.152 ± 92.5 mmHg = 14.06 mmHg
Esempiu di dumanda 3
Quistione:
Sè 20 grammi di glucosiu (C\(_6\)H\(_{12}\)O\(_6\)) sò dissolti in 150 grammi d'acqua, è a pressione di vapore di l'acqua pura à 25 °C hè 23.8 mmHg, calculà a pressione di vapore di a suluzione.
Discussione:
Passu 1: Calcula u numeru di moli di glucosiu è acqua.
– Massa molare di glucosiu: 180 g/mol.
– Numeru di moli di glucosiu:
mol glucosiu = 20 g (180 g/mol) = 0.111 mol
– Massa molare di l'acqua (H\(_2\)O): 18 g/mol.
– Numeru di moli d'acqua:
\[ \text{moli d'acqua} = \frac{150\text{ g}}{18\text{ g/mol}} = 8.33 \text{ mol} \]
Passu 2: Calcula a frazione molare di glucosiu.
\[ x_{\text{glucosiu}} = \frac{\text{mol glucosiu}}{\text{mol glucosiu} + \text{mole acqua}} = \frac{0.111}{0.111 + 8.33} = 0.0132 \]
Passu 3: Calcula a caduta di pressione di vapore.
ΔP = x_{\text{glucosiu}} \cdot P^\text{0}_{\text{acqua}}
ΔP = 0.0132 ± 23.8 mmHg = 0.314 mmHg
Passu 4: Calculate a pressione di vapore di a suluzione.
\[ P_{\text{soluzione}} = P^\text{0}_{\text{acqua}} – \Delta P \]
P_{\text{soluzione}} = 23.8 \text{ mmHg} – 0.314 \text{ mmHg} = 23.486 \text{ mmHg}
Penutup
Da l'esempii sopra, pudemu vede chì a diminuzione di a pressione di vapore di una suluzione pò esse facilmente calculata se sapemu u numeru di moli di solutu è di solvente, è ancu a pressione di vapore di u solvente puru. Stu cuncettu hà parechje applicazioni impurtanti, in particulare in l'industrie chimiche è farmaceutiche, induve u cuntrollu di e proprietà di a suluzione hè cruciale. Una bona comprensione di stu cuncettu aiuta ancu in ulteriori studii di e proprietà termodinamiche di e soluzioni.
