Esercizi sull’abbassamento crioscopico: esempi e soluzioni
Gli esercizi sull’abbassamento crioscopico sono un chiaro esempio delle proprietà colligative delle soluzioni. Questi esercizi coinvolgono sia elettroliti che non elettroliti e richiedono il calcolo della molalità della soluzione, dell’indice di van’t Hoff e della massa molecolare dei soluti. Vediamo alcuni esempi e le relative soluzioni.
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Abbassamento crioscopico e elementi chiave
L’abbassamento crioscopico si calcola utilizzando la formula:
[
Delta T = m cdot K_{text{cr}} cdot i
]
dove:
– m rappresenta la molalità della soluzione,
– (K_{text{cr}}) è la costante crioscopica del solvente espressa in °C·kg/mol,
– i è l’indice di van’t Hoff, dipendente dalla natura del soluto.
Ad esempio, per una soluzione acquosa di NaCl, un elettrolita, l’indice di van’t Hoff è 2, mentre per un non elettrolita come la pirazina è 1.
Costanti di (K_{text{cr}}) e temperature di fusione
Le costanti di (K_{text{cr}}) e le temperature di fusione sono proprietà distintive dei solventi e dipendono dalla loro identità. Di seguito sono riportati alcuni valori di (K_{text{cr}}) e Tf dei solventi.
Esercizi sull’abbassamento crioscopico
1. Calcolo della massa di pirazina C4H4N2 in 1.50 kg di tetracloruro di carbonio necessaria per abbassare il punto di congelamento di 4.40 °C. (Kcr = 29.8 °C· kg/mol)
La massa di pirazina necessaria è di 17.8 g.
2. Calcolo della temperatura di congelamento di una soluzione acquosa ottenuta aggiungendo 31.65 g di NaCl a 220.0 mL di acqua. (Kcr = 1.86°C· kg/mol e densità dell’acqua a 34°C = 0.994 g/mL)
La temperatura di congelamento risulta essere -9.21°C.
3. Calcolo della massa molare dell’elettrolita sapendo che una soluzione congela a 4.32 °C, aggiungendo 0.5580 g di un non elettrolita a 33.50 g di cicloesano. (Kcr = 20.0 °C· kg/mol e la temperatura di congelamento del cicloesano è 6.50 °C)
La massa molare dell’elettrolita è risultata essere 153 g/mol.
4. Calcolo dell’indice di van’t Hoff per una soluzione acquosa 0.265 m di MgSO4 con temperatura di congelamento di -0.610°C. (Kcr = 1.86 °C· kg/mol)
L’indice di van’t Hoff risulta essere 1.24.
5. Calcolo della formula molecolare del soluto sapendo che una soluzione di zolfo elementare in CS2 ha una temperatura di congelamento di -113.5 °C, e la temperatura di congelamento del CS2 è -112.1 °C (Kcr = 3.74 °C· kg/mol)
La formula molecolare del soluto risulta essere S8.
