Определение молярной массы вещества по повышению температуры кипения его раствора
Метод Ландсбергера может использоваться для определения молярной массы растворенного вещества. Процедура определения состоит из трех стадий:
1) экспериментальное определение повышения температуры кипения ΔT;
2) выражение моляльности растворенного вещества через неизвестную молярную массу и экспериментально установленные массы растворенного вещества и растворителя, которые соответствуют найденному повышению температуры кипения;
3) определение эбуллиоскопической постоянной Кь при помощи таблиц либо экспериментально. В последнем случае следует повторно провести эксперимент, пользуясь тем же растворителем, но другим растворенным веществом, с известной молярной массой.
Необходимое выражение для моляльности выводится из ее определения:
(7)
где ив-число молей растворенного вещества, а т'А-масса растворителя в граммах. Величина т'А -10~3 представляет собой массу растворенного вещества в килограммах. Поскольку
где т в -масса растворенного вещества в граммах, Мв -неизвестная молярная масса растворенного вещества, можно преобразовать выражение (7) к следующему виду:
Это и есть выражение для моляльности растворенного вещества, необходимое на второй стадии определения его молярной массы.
Если подставить теперь это выражение, а также значение ΔT, найденное на первой стадии, и значение Кь, найденное на третьей стадии эксперимента, в уравнение (6), получим
Выразим теперь с помощью этого уравнения неизвестную молярную массу через экспериментально определенные величины:
(8)
Пример
Пропанон имеет температуру кипения 56,2°С. В 10 г пропанона растворили 1,00 г нелетучего вещества. Температура кипения полученного раствора равна 57,4°С. Вычислим молярную массу и относительную молекулярную массу растворенного вещества, если известно, что эбуллиоскопическая постоянная пропанона равна 1,71.
Решение
При растворении 1,00 г неизвестного вещества в 10 г растворителя повышение температуры кипения составило 1,2°С. Подставив эту и другие известные величины в уравнение (8), получим
Таким образом, молярная масса нелетучего растворенного вещества равна 142,5 г/моль и, следовательно, его относительная молекулярная масса равна 142,5.
Оглавление: