Саволҳои намунавӣ ва муҳокимаи депрессияи нуқтаи яхкунӣ дар ҳалли масъалаҳо
Депрессияи нуқтаи яхкунӣ як падидаи муҳими коллигативӣ дар химияи маҳлулҳо мебошад. Он ба бисёр равандҳои биологӣ, кимиёвӣ ва саноатӣ таъсир мерасонад. Дар ин мақола якчанд мисолҳои депрессияи нуқтаи яхкунӣ баррасӣ мешаванд ва барои равшан кардани ин мафҳум муҳокимаҳои муфассал пешниҳод карда мешаванд.
Фаҳмидани депрессияи нуқтаи яхкунӣ
Пастравии нуқтаи яхкунӣ падидаест, ки дар он нуқтаи яхкунии ҳалкунанда ҳангоми илова кардани маҳлули ҳалшаванда паст мешавад. Ин таъсир як падидаи коллигативӣ аст, яъне пастшавии нуқтаи яхкунӣ аз шумораи зарраҳои маҳлул дар маҳлул вобаста аст, на аз шахсияти маҳлул.
Муодилаи умумӣ, ки барои ҳисоб кардани депрессияи нуқтаи яхкунӣ истифода мешавад, чунин аст:
\[
\Делта T_f = K_f \cdot m
\]
Ди мана:
– \(\Delta T_f\) депрессияи нуқтаи яхкунӣ аст.
– \(K_f\) доимии хоси пастшавии ҳарорати яхкунии ҳалкунанда аст.
– \(m\) молалияти маҳлул аст (молҳои маҳлул/кг ҳалкунанда).
Намунаҳои саволҳо дар бораи депрессияи нуқтаи яхкунӣ
Саволи 1
Рӯшан аст:
– Маҳлул бо роҳи ҳал кардани 5 грамм NaCl (вазни молярӣ = 58.5 г/мол) дар 200 грамм об тайёр карда мешавад.
– Константаи пастшавии ҳарорати яхкунӣ (K_f)-и об 1.86 °C•кг/мол аст.
Савол:
Пастравии нуқтаи яхбандии ин маҳлулро ҳисоб кунед.
Муҳокима:
1. Молярияти маҳлулро (м) ҳисоб кунед:
Аввалан, мо шумораи молҳои NaCl-ро ҳисоб мекунем:
\[
\text{mol NaCl} = \frac{\text{массаи NaCl (г)}}{\text{вазни молярӣ (г/мол)}} = \frac{5 \text{ g}}{58.5 \text{ г/мол}} = 0.0855 \text{ мол}
\]
Сипас, мо молалиятро (молҳои маҳлул/кг ҳалкунанда) ҳисоб мекунем:
\[
\text{molality} = \frac{\text{mol NaCl}}{\text{массаи ҳалкунанда (кг)}} = \frac{0.0855 \text{mol}}{0.2 \text{ кг}} = 0.4275 \text{ m}
\]
2. Депрессияи нуқтаи яхкуниро (\(\Delta T_f\)) ҳисоб кунед:
\[
\Делта T_f = K_f \cdot m = 1.86 \text{ °C•кг/мол} \cdot 0.4275 \text{ м} = 0.79545 \text{ °C}
\]
Пас, ин маҳлул пастшавии нуқтаи яхбандии 0.79545 °C-ро аз сар мегузаронад.
Саволи 2
Рӯшан аст:
– Маҳлул 10 грамм глюкоза (C₆H₁₂O₆, вазни молярӣ = 180 г/мол)-ро дар 250 грамм об ҳал кардааст.
– Константаи пастшавии ҳарорати яхкунӣ барои об 1.86 °C•кг/мол аст.
Савол:
Пастравии нуқтаи яхкунии ин маҳлули глюкоза чанд аст?
Муҳокима:
1. Молярияти маҳлулро (м) ҳисоб кунед:
Аввалан, мо шумораи молҳои глюкозаро ҳисоб мекунем:
\[
\text{мол глюкоза} = \frac{\text{массаи глюкоза (г)}}{\text{вазни молярӣ (г/мол)}} = \frac{10 \text{ g}}{180 \text{ г/мол}} = 0.0556 \text{ мол}
\]
Сипас, мо молалиятро (молҳои маҳлул/кг ҳалкунанда) ҳисоб мекунем:
\[
\text{molality} = \frac{\text{mol глюкоза}}{\text{массаи ҳалкунанда (кг)}} = \frac{0.0556 \text{mol}}{0.25 \text{kg}} = 0.2224 \text{ m}
\]
2. Депрессияи нуқтаи яхкуниро (\(\Delta T_f\)) ҳисоб кунед:
\[
\Делта T_f = K_f \cdot m = 1.86 \text{ °C•кг/мол} \cdot 0.2224 \text{ м} = 0.413664 \text{ °C}
\]
Пас, маҳлули глюкоза пастшавии нуқтаи яхкуниро ба 0.413664 °C аз сар мегузаронад.
Саволи 3
Рӯшан аст:
– Маҳлул бо роҳи ҳал кардани 20 грамм мочевина (NH₂CONH₂, вазни молярӣ = 60 г/мол) дар 500 грамм об тайёр карда мешавад.
– Константаи пастшавии ҳарорати яхкунӣ (K_f)-и об 1.86 °C•кг/мол аст.
Савол:
Пастравии нуқтаи яхбандии ин маҳлулро ҳисоб кунед.
Муҳокима:
1. Молярияти маҳлулро (м) ҳисоб кунед:
Аввалан, мо шумораи молҳои мочевинаро ҳисоб мекунем:
\[
\text{моли карбамид} = \frac{\text{массаи карбамид (г)}}{\text{вазни молярӣ (г/мол)}} = \frac{20 \text{ g}}{60 \text{ г/мол}} = 0.3333 \text{ мол}
\]
Сипас, мо молалиятро (молҳои маҳлул/кг ҳалкунанда) ҳисоб мекунем:
\[
\text{molality} = \frac{\text{mol mochevina}}{\text{массаи ҳалкунанда (кг)}} = \frac{0.3333 \text{mol}}{0.5 \text{ кг}} = 0.6666 \text{ m}
\]
2. Депрессияи нуқтаи яхкуниро (\(\Delta T_f\)) ҳисоб кунед:
\[
\Делта T_f = K_f \cdot m = 1.86 \text{ °C•кг/мол} \cdot 0.6666 \text{ м} = 1.240476 \text{ °C}
\]
Пас, маҳлул пастшавии ҳарорати яхкунӣ дар 1.240476°C-ро аз сар мегузаронад.
Саволи 4
Рӯшан аст:
– Маҳлул 15 грамм кислотаи сирко (CH3₃COOH, вазни молярӣ = 60 г/мол)-ро дар 300 грамм об ҳал кардааст.
– Константаи пастшавии ҳарорати яхкунӣ (K_f)-и об 1.86 °C•кг/мол аст.
Савол:
Пастравии нуқтаи яхкунии ин маҳлули кислотаи сирко чанд аст?
Муҳокима:
1. Молярияти маҳлулро (м) ҳисоб кунед:
Аввалан, мо шумораи молҳои кислотаи сиркоро ҳисоб мекунем:
\[
\text{моли кислотаи сирко} = \frac{\text{массаи кислотаи сирко (г)}}{\text{вазни молярӣ (г/мол)}} = \frac{15 \text{ g}}{60 \text{ г/мол}} = 0.25 \text{ мол}
\]
Сипас, мо молалиятро (молҳои маҳлул/кг ҳалкунанда) ҳисоб мекунем:
\[
\text{molality} = \frac{\text{mol кислотаи сирко}}{\text{массаи ҳалкунанда (кг)}} = \frac{0.25 \text{mol}}{0.3 \text{ кг}} = 0.8333 \text{ m}
\]
2. Депрессияи нуқтаи яхкуниро (\(\Delta T_f\)) ҳисоб кунед:
\[
\Делта T_f = K_f \cdot m = 1.86 \text{ °C•кг/мол} \cdot 0.8333 \text{ м} = 1.55 \text{ °C}
\]
Пас, маҳлул пастшавии ҳарорати яхкунӣ дар 1.55°C-ро аз сар мегузаронад.
Хулоса
Депрессияи нуқтаи яхкунӣ як падидаи муҳими коллигативӣ дар як қатор барномаҳои илмӣ ва саноатӣ мебошад. Бо фаҳмидани тарзи ҳисоб кардани депрессияи нуқтаи яхкунӣ, мо метавонем пешгӯӣ кунем, ки чӣ гуна маҳлулҳои гуногун ба нуқтаи яхкунии маҳлул таъсир мерасонанд. Дар ин мақола якчанд мисолҳои масъала ва чӣ гуна ҳисоб кардани депрессияи нуқтаи яхкунӣ барои маҳлулҳо баррасӣ шудаанд ва ба шумо заминаи мустаҳкамеро дар фаҳмидани мафҳуми депрессияи нуқтаи яхкунӣ фароҳам меоранд.
