Добрый день! Рад быть вашим школьным учителем и помочь разобраться с данным вопросом.
Чтобы определить, какой галоген вступил в реакцию с барием, нам необходимо воспользоваться законом сохранения массы. Закон сохранения массы утверждает, что во время химической реакции масса реагентов (в данном случае бария и галогена) равна массе продуктов реакции.
У нас есть масса бария, которая равна 1442,11 г, и масса неизвестного галогена, которая равна 400 г. По закону сохранения массы, эти две массы должны равняться суммарной массе продуктов реакции.
Давайте найдем массу продуктов реакции. Масса бария (1442,11 г) и масса галогена (400 г) в сумме дают общую массу продуктов. Мы можем записать это следующим образом:
Масса бария + Масса галогена = Общая масса продуктов
1442,11 г + 400 г = Общая масса продуктов
1842,11 г = Общая масса продуктов
Теперь давайте определим, какой галоген имеет массу, равную общей массе продуктов. Для этого нам нужно обратиться к таблице Менделеева и найти галоген с массой, близкой к 1842,11 г.
В таблице Менделеева мы видим, что масса молекулы йода (I2) составляет около 254 г/моль, а масса молекулы фтора (F2) равна около 38 г/моль. Хлор (Cl2) имеет массу, близкую к 71 г/моль, а бром (Br2) - около 160 г/моль.
Если мы разделим массу продуктов реакции на молекулярную массу каждого галогена, мы сможем определить, сколько молекул каждого галогена вовлечено в реакцию.
Давайте рассчитаем количество молекул для каждого галогена:
- Йод (I2): 1842,11 г / 254 г/моль = около 7,25 моль
- Фтор (F2): 1842,11 г / 38 г/моль = около 48,47 моль
- Хлор (Cl2): 1842,11 г / 71 г/моль = около 25,99 моль
- Бром (Br2): 1842,11 г / 160 г/моль = около 11,51 моль
Как мы видим, наиболее близкое значение к целому числу моль имеет хлор (около 26 моль). Это означает, что хлор вступил в реакцию с барием.
Таким образом, галоген, который вступил в реакцию с барием, - это хлор.
Для решения этой задачи нам понадобятся две формулы: формула процента расплава и формула криоскопической константы.
Формула процента расплава выглядит следующим образом:
% расплава = (Ткристаллизации - Траствора) / Ткристаллизации * 100
В данной задаче мы имеем указанную температуру кристаллизации -2,81 °C, поэтому вместо Ткристаллизации мы подставляем -2,81, и у нас есть процент расплава 17%. Значит, мы можем решить эту формулу относительно Траствора:
Траствора = Ткристаллизации - (% расплава / 100) * Ткристаллизации
Теперь нам нужно использовать формулу криоскопической константы:
ΔТ = i * K * molality
Где ΔТ - изменение температуры, i - мольная концентрация вещества, K - криоскопическая константа, и molality - моляльность раствора.
У нас в задаче есть только константа K, равная 1,86. Мы должны вычислить molality, чтобы найти изменение температуры ΔТ.
Моляльность (molality) - это количество молей растворенного вещества, разделенное на массу растворителя (в нашем случае воды). Мы не имеем информации о массе воды в растворе, но мы знаем, что 17% раствора составляет метиловый спирт. Мы можем сделать предположение, что масса воды составляет 83% от общей массы раствора, а масса метилового спирта составляет 17%. Таким образом, мы можем принять, что масса воды в растворе равна 83 г, а масса метилового спирта равна 17 г.
Теперь мы можем вычислить моляльность (molality) следующим образом:
molality = количество молей растворенного вещества / масса растворителя в кг
У нас есть масса метилового спирта, но нам нужно знать количество молей этого вещества. Для вычисления количества молей нам нужно знать молярную массу метилового спирта (CH3OH).
Молярная масса метилового спирта (CH3OH) составляет 32 г/моль за счет углерода (12 г/моль), четырех водородных атомов (4 * 1 г/моль = 4 г/моль) и одного атома кислорода (16 г/моль). Поэтому молярная масса CH3OH равна 32 г/моль.
Теперь мы можем вычислить количество молей метилового спирта:
количество молей = масса / молярная масса
количество молей = 17 г / 32 г/моль
Теперь, когда у нас есть количество молей и масса воды, мы можем вычислить molality:
molality = (количество молей метилового спирта) / (масса воды в кг)
molality = (0.53 моль) / (0.083 кг) = 6.39 м/кг (округляем до двух знаков после запятой)
Теперь у нас есть molality, и мы можем использовать формулу криоскопической константы для вычисления изменения температуры ΔТ:
ΔТ = i * K * molality
Мольная концентрация метилового спирта равна 1, потому что метиловый спирт не диссоциирует. Подставим полученные значения и посчитаем:
ΔТ = 1 * 1,86 * 6.39 м/кг = 11.88 °C (округляем до двух знаков после запятой)
Теперь, чтобы найти температуру кипения раствора, нам нужно вычесть ΔТ из температуры кристаллизации:
Тк = Ткристаллизации - ΔТ
Тк = - 2,81 °C - 11,88 °C = -14.69 °C (округляем до двух знаков после запятой)
Следовательно, температура кипения 17%-ного водного раствора метилового спирта равна -14.69 °C.
Чтобы определить, какой галоген вступил в реакцию с барием, нам необходимо воспользоваться законом сохранения массы. Закон сохранения массы утверждает, что во время химической реакции масса реагентов (в данном случае бария и галогена) равна массе продуктов реакции.
У нас есть масса бария, которая равна 1442,11 г, и масса неизвестного галогена, которая равна 400 г. По закону сохранения массы, эти две массы должны равняться суммарной массе продуктов реакции.
Давайте найдем массу продуктов реакции. Масса бария (1442,11 г) и масса галогена (400 г) в сумме дают общую массу продуктов. Мы можем записать это следующим образом:
Масса бария + Масса галогена = Общая масса продуктов
1442,11 г + 400 г = Общая масса продуктов
1842,11 г = Общая масса продуктов
Теперь давайте определим, какой галоген имеет массу, равную общей массе продуктов. Для этого нам нужно обратиться к таблице Менделеева и найти галоген с массой, близкой к 1842,11 г.
В таблице Менделеева мы видим, что масса молекулы йода (I2) составляет около 254 г/моль, а масса молекулы фтора (F2) равна около 38 г/моль. Хлор (Cl2) имеет массу, близкую к 71 г/моль, а бром (Br2) - около 160 г/моль.
Если мы разделим массу продуктов реакции на молекулярную массу каждого галогена, мы сможем определить, сколько молекул каждого галогена вовлечено в реакцию.
Давайте рассчитаем количество молекул для каждого галогена:
- Йод (I2): 1842,11 г / 254 г/моль = около 7,25 моль
- Фтор (F2): 1842,11 г / 38 г/моль = около 48,47 моль
- Хлор (Cl2): 1842,11 г / 71 г/моль = около 25,99 моль
- Бром (Br2): 1842,11 г / 160 г/моль = около 11,51 моль
Как мы видим, наиболее близкое значение к целому числу моль имеет хлор (около 26 моль). Это означает, что хлор вступил в реакцию с барием.
Таким образом, галоген, который вступил в реакцию с барием, - это хлор.
Формула процента расплава выглядит следующим образом:
% расплава = (Ткристаллизации - Траствора) / Ткристаллизации * 100
В данной задаче мы имеем указанную температуру кристаллизации -2,81 °C, поэтому вместо Ткристаллизации мы подставляем -2,81, и у нас есть процент расплава 17%. Значит, мы можем решить эту формулу относительно Траствора:
Траствора = Ткристаллизации - (% расплава / 100) * Ткристаллизации
Теперь нам нужно использовать формулу криоскопической константы:
ΔТ = i * K * molality
Где ΔТ - изменение температуры, i - мольная концентрация вещества, K - криоскопическая константа, и molality - моляльность раствора.
У нас в задаче есть только константа K, равная 1,86. Мы должны вычислить molality, чтобы найти изменение температуры ΔТ.
Моляльность (molality) - это количество молей растворенного вещества, разделенное на массу растворителя (в нашем случае воды). Мы не имеем информации о массе воды в растворе, но мы знаем, что 17% раствора составляет метиловый спирт. Мы можем сделать предположение, что масса воды составляет 83% от общей массы раствора, а масса метилового спирта составляет 17%. Таким образом, мы можем принять, что масса воды в растворе равна 83 г, а масса метилового спирта равна 17 г.
Теперь мы можем вычислить моляльность (molality) следующим образом:
molality = количество молей растворенного вещества / масса растворителя в кг
У нас есть масса метилового спирта, но нам нужно знать количество молей этого вещества. Для вычисления количества молей нам нужно знать молярную массу метилового спирта (CH3OH).
Молярная масса метилового спирта (CH3OH) составляет 32 г/моль за счет углерода (12 г/моль), четырех водородных атомов (4 * 1 г/моль = 4 г/моль) и одного атома кислорода (16 г/моль). Поэтому молярная масса CH3OH равна 32 г/моль.
Теперь мы можем вычислить количество молей метилового спирта:
количество молей = масса / молярная масса
количество молей = 17 г / 32 г/моль
Теперь, когда у нас есть количество молей и масса воды, мы можем вычислить molality:
molality = (количество молей метилового спирта) / (масса воды в кг)
molality = (0.53 моль) / (0.083 кг) = 6.39 м/кг (округляем до двух знаков после запятой)
Теперь у нас есть molality, и мы можем использовать формулу криоскопической константы для вычисления изменения температуры ΔТ:
ΔТ = i * K * molality
Мольная концентрация метилового спирта равна 1, потому что метиловый спирт не диссоциирует. Подставим полученные значения и посчитаем:
ΔТ = 1 * 1,86 * 6.39 м/кг = 11.88 °C (округляем до двух знаков после запятой)
Теперь, чтобы найти температуру кипения раствора, нам нужно вычесть ΔТ из температуры кристаллизации:
Тк = Ткристаллизации - ΔТ
Тк = - 2,81 °C - 11,88 °C = -14.69 °C (округляем до двух знаков после запятой)
Следовательно, температура кипения 17%-ного водного раствора метилового спирта равна -14.69 °C.