Question

当60g尿素溶于100g水时,溶液的凝固点和沸点？

Answer 1

根据摩尔浓度的定义，溶液中尿素的摩尔浓度为：

摩尔浓度 = 物质的摩尔数 ÷ 溶液的体积

其中，物质的摩尔数为尿素的质量除以其摩尔质量：

物质的摩尔数 = 质量 ÷ 摩尔质量

尿素的摩尔质量为60.06 g/mol，因此：

物质的摩尔数 = 60 g ÷ 60.06 g/mol ≈ 0.9994 mol

由于尿素是非电解质，所以溶液的摩尔浓度等于溶质的摩尔浓度，即：

摩尔浓度 = 0.9994 mol/1000 mL = 0.9994 mol/L

根据冰点降低和沸点升高的公式，可以计算出溶液的凝固点降低和沸点升高：

ΔTf = Kf × molality， ΔTb = Kb × molality

其中，ΔTf和ΔTb分别是溶液的冰点降低和沸点升高，Kf和Kb分别是水的冰点降低常数和沸点升高常数，molality是溶液的摩尔浓度除以溶剂的质量（以千克为单位）得到的量纲为mol/kg的物理量。

根据水的性质，Kf = 1.86 °C/m，Kb = 0.51 °C/m。

尿素的摩尔质量为60.06 g/mol，将60 g尿素溶解在100 g水中，得到总质量为160 g的溶液，因此溶剂的质量为100 g。

将上述数据代入公式，得到：

ΔTf = Kf × molality = 1.86 °C/m × 0.9994 mol/kg = 1.859 °C

ΔTb = Kb × molality = 0.51 °C/m × 0.9994 mol/kg = 0.510 °C

因此，溶液的凝固点降低为0°C - 1.859°C = -1.859°C，沸点升高为100°C + 0.510°C = 100.51°C。