Дано: объем волы - 30 л, температура замерзания антифриза - -40°C, молярная масса этанола - 62 г/моль.
Найти: количество этиленгликоля для приготовления антифриза.
Решение с расчетом:
1. Определяем количество молей этанола в 30 л воды:
Масса этанола = объем * плотность = 30 * 1 = 30 кг
Количество молей этанола = масса / молярная масса = 30,000 / 62 = 483,87 моль
2. Так как одна молекула этанола содержит два атома углерода, два атома кислорода и шесть атомов водорода, то молярная масса этанола равна:
12 * 2 + 16 * 1 + 1 * 1 = 46 г/моль
3. Для приготовления антифриза используется этанол, который имеет температуру замерзания -114°C. Для этого мы применим уравнение Рауля для расчета концентрации этанола:
ΔT = Kf * m
ΔT = -114 - (-40) = -74°C
Kf = 1.86°C/m
m - моляльность этанола
m = ΔT / Kf = -74 / 1.86 = 39,78 моль/кг
4. Теперь мы можем определить массу 100% этанола в антифризе:
Масса этанола = моляльность * молярная масса = 39,78 * 62 = 2463,57 г/кг
5. Для определения массовой доли этанола в антифризе применим формулу:
Молярная масса этанола / общая масса антифриза = массовая доля этанола
2463,57 / (2463,57 + 1000) = 0,711
Ответ: для приготовления антифриза с температурой замерзания -40°C необходимо взять 71,1% этиленгликоля.