일반화학 연습문제

일반화학 연습문제

2008111417

과학교육과

문선홍

69. 다음 용액을 생각해 보자 . 0.010 m Na³PO⁴ 수용액 , 0.020 m

CaBr² 수용액 , 0.020 m KCl 수용액 , 0.020 m HF 수용액 (HF 는 약한 산이다 ).

a. 녹는 용질이 완전히 해리된다고 가정하면 0.040 m C⁶H¹²O⁶ 수용 액 (C⁶H¹²O⁶는 비전해질이다 ) 과 같은 끓는점을 갖는 용액은 어느 것 인가 ?

ΔT_b( 끓는점 오름 ) = K_bm

Na³PO⁴(s) → 3Na⁺(aq) + PO^43-(aq) 4 * (0.010 m) = 0.040 m CaBr²(s) → Ca²⁺(aq) + 2Br^-(aq) 3 * (0.020 m) = 0.060 m KCl (s) → K⁺(aq) + Cl^-(aq) 2 * (0.020 m) = 0.040 m

HF 수용액는 약한 산이라서 완전히 용해되지 않는다 . 그래서 0.020 m 와 0.040 m 사이의 몰랄농도 값을 가지게 된다 .

그러므로 끓는점이 같은 용액은 0.010 m Na³PO⁴ 수용액 과 0.020 m KCl 수용액 이다 .

b. 28℃ 에서 증기압이 가장 높은 용액은 어떤 것인가 ?

P _용액 = X _용매 P⁰ _용매 (P _용액는 용액의 증기압 , X _용매는 용매의 몰분율 , P⁰ _용매는 순수한 용매의 증기압 )

X _용매 = 용매의 몰수

용매의 몰수 + 용질의 몰수

용매의 양이 같다고 한다면 용매의 몰수는 같으므로 용질의 몰수가 적을수록 용매의 몰분율은 커지며 증기압도 커지게된다 .

용질의 몰수가 가장 적은 용액은 몰랄농도가 가장 낮은 HF 수용액이 고 증기압이 가장 크다 .

c. 어는점 내림이 가장 큰 용액은 어떤 것인가 ? ΔT_f ( 어는점 내림 ) =K_fm

어는점 내림 상수는 다 똑같으므로 몰랄농도가 클수록 어는점 내림이 크다 .CaBr²가 몰랄농도가 가장 크므로 어는점 내림이 가장 크다 .

70. 순수한 물 , C¹²H²²O¹¹ 수용액 (m = 0.01), NaCl 수용액 (m = 0.01), CaCl² 수용액 (m = 0.01) 중에서 하나를 선택하시오 .

a. 어는점이 가장 높은 용액 .

→ 어는점 내림에 의해 순수한 물에 용질을 넣으면 어는점이 내려가기 때 문에 어느점이 가장 높은 용액은 순수한 물이다 .

b. 어는점이 가장 낮은 용액 .

→ ΔT_f ( 어는점 내림 ) =K_fm , 어는점 내림식에 의해 몰랄농도가 가장 높 은 용액이 어는점이 가장 많이 내려가므로 어는점이 가장 낮다 .

C¹²H²²O¹¹ 0.01 m NaCl → Na⁺ + Cl^- 2 * (0.01 m) = 0.02 m CaCl² → Ca²⁺ + 2Cl^- 3 * (0.01 m) = 0.03 m CaCl² 가 몰랄농도가 가장 높으므로 어는점이 가장 낮다 .

c. 끓는점이 가장 높은 용액 .

→ ΔT_b( 끓는점 오름 ) = K_bm , 끓는점 오름식에 의해 몰랄농도가 가장 높 은 용액이 끓는점이 가장 많이 올라가므로 끓는점이 가장 높다 .

CaCl² 가 몰랄농도가 가장 높으므로 끓는점이 가장 높다 . d. 끓는점이 가장 낮은 용액 .

→ 끓는점 오름에 의해 순수한 물에 용질을 넣으면 끓는점이 올라가기 때 문에 끓는점이 가장 낮은 용액은 순수한 물이다 .

e. 삼투압이 가장 높은 용액 .

→ ∏ ( 삼투압 ) = MRT ( M 은 용액의 몰농도 , R 은 기체 상수 , T 는 절대 온 도 )

여기서 R 과 T 는 일정하므로 몰농도가 높을수록 삼투압이 커진다 . M = 몰수 / 용액의 L 수

용액의 L 수가 같다고 하면 몰랄농도가 가장 큰 CaCl² 이 몰수가 가장 많으므로 삼투압이 가장 크다 .