Exemple de problème de la loi de Raoult - Pression de vapeur et électrolyte puissant

Cet exemple de problème montre comment utiliser la loi de Raoult pour calculer la variation de la pression de vapeur en ajoutant un électrolyte puissant à un solvant. La loi de Raoult met en relation la pression de vapeur d'une solution sur la fraction molaire du soluté ajouté à une solution chimique.

Problème de pression de vapeur

Quelle est la variation de la pression de vapeur lorsque 52,9 g de CuCl₂ est ajouté à 800 mL de H₂O à 52,0 ° C.
La pression de vapeur de H pur ₂O à 52,0 ° C est 102,1 torr
La densité de H₂O à 52,0 ° C est de 0,987 g / mL.

Solution utilisant la loi de Raoult

La loi de Raoult peut être utilisée pour exprimer les relations de pression de vapeur de solutions contenant à la fois des solvants volatils et non volatils. La loi de Raoult s'exprime par
P_Solution = Χ_solvantP⁰_solvant où
P_Solution est la pression de vapeur de la solution
Χ_solvant est la fraction molaire du solvant
P⁰_solvant est la pression de vapeur du solvant pur

Étape 1

Déterminer la fraction molaire de la solution
CuCl₂ est un électrolyte puissant. Il se dissociera complètement en ions dans l'eau par la réaction:
CuCl₂(s) → Cu²⁺(aq) + 2 Cl^-
Cela signifie que nous aurons 3 moles de soluté ajoutées pour chaque mole de CuCl₂ ajoutée.
Du tableau périodique:
Cu = 63,55 g / mol
Cl = 35,45 g / mol
poids molaire de CuCl₂ = 63,55 + 2 (35,45) g / mol
poids molaire de CuCl₂ = 63,55 + 70,9 g / mol
poids molaire de CuCl₂ = 134,45 g / mol
moles de CuCl₂ = 52,9 g x 1 mol / 134,45 g
moles de CuCl₂ = 0,39 mol
Nombre total de moles de soluté = 3 x (0,39 mole)
Moles totales de soluté = 1,18 mole
poids molaire_l'eau = 2 (1) +16 g / mol
poids molaire_l'eau = 18 g / mol
densité_l'eau = masse_l'eau/le volume_l'eau
Masse_l'eau = densité_l'eau x volume_l'eau
Masse_l'eau = 0,987 g / ml x 800 ml
Masse_l'eau = 789,6 g
taupes_l'eau = 789,6 g x 1 mol / 18 g
taupes_l'eau = 43,87 mol
Χ_Solution = n_l'eau/ (n_l'eau + n_soluté)
Χ_Solution = 43,87 / (43,87 + 1,18)
Χ_Solution = 43,87 / 45,08
Χ_Solution = 0,97

Étape 2

Trouver la pression de vapeur de la solution
P_Solution = Χ_solvantP⁰_solvant
P_Solution = 0,97 x 102,1 torr
P_Solution = 99,0 torr

Étape 3

Trouvez le changement de pression de vapeur
Le changement de pression est P_final - P_O
Changement = 99,0 torr - 102,1 torr
changement = -3,1 torr

Répondre

La pression de vapeur de l'eau est réduite de 3,1 torr avec l'ajout de CuCl₂.