समाधान प्रश्न 15
प्रश्न 15 - 01 फरवरी - विस्थापन 2
जब 5 ग्राम एसिटिक अम्ल को 500 मिली जल में मिलाया जाता है तो इसका 20% वियोजित हो जाता है। ऐसे जल के तापमान के तल बिंदु के अवमूल्यन की मात्रा _______ $\times 10^{-3}{ }^{\circ} C$ है। C, H और O के परमाणु द्रव्यमान क्रमशः 12, 1 और 16 a.m.u. हैं।
[दिया गया है: मोलल अवमूल्यन स्थिरांक और जल का घनत्व क्रमशः $1.86 K kg mol{ }^{-1}$ और $1 g cm^{-3}$ है।
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उत्तर: (372)
समाधान:
$$ \Delta T_f=i \cdot K_f \cdot m $$
जहाँ:
- $\Delta T_f$ तापमान के तल बिंदु के अवमूल्यन है,
- $i$ वैन ‘ट हॉफ कारक है,
- $K_f$ मोलल अवमूल्यन स्थिरांक है,
- $m$ विलयन की मोललता है।
एसिटिक अम्ल के मोलर द्रव्यमान $\left(\mathrm{CH}_3 \mathrm{COOH}\right)$ $=(2 \times 12)+(4 \times 1)+(2 \times 16)=60 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}$ है।
एसिटिक अम्ल के मोल की संख्या।
एसिटिक अम्ल का दिया गया द्रव्यमान $=5 \mathrm{~g}$ है।
$$ \text { एसिटिक अम्ल के मोल }=\frac{5 \mathrm{~g}}{60 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}}=\frac{1}{12} \mathrm{~mol} $$
दिया गया है,
जल का आयतन $=500 \mathrm{~mL}=0.5 \mathrm{~L}$ और घनत्व $=1 \mathrm{~g} / \mathrm{cm}^3$ है। जल का द्रव्यमान $=500 \mathrm{~g}=0.5 \mathrm{~kg}$ है।
$$ \operatorname{मोललता}(m)=\frac{\text { विलेय के मोल }}{\text { विलावक के द्रव्यमान } \mathrm{kg} में}=\frac{\frac{1}{12} \mathrm{~mol}}{0.5 \mathrm{~kg}}=\frac{1}{6} \mathrm{~mol} / \mathrm{kg} $$
दिया गया है कि एसिटिक अम्ल का 20% वियोजित हो जाता है, वियोजन को निम्नलिखित रूप में प्रस्तुत किया जा सकता है:
$$ \mathrm{CH}_3 \mathrm{COOH} \rightleftharpoons \mathrm{CH}_3 \mathrm{COO}^{-}+\mathrm{H}^{+} $$
यदि 20% वियोजित होता है, तो $i$ की गणना निम्नलिखित रूप में की जा सकती है:
$$ i=1+\alpha(n-1)=1+0.2(2-1)=1.2 $$
तापमान के तल बिंदु के अवमूल्यन के समीकरण का उपयोग करते हुए:
$$ \Delta T_f = i \cdot K_f \cdot m = 1.2 \times 1.86\text{ K kg/mol} \times \frac{1}{6}\text{ mol/kg} = 0.372\text{ K} = 372 \times 10^{-3}\text{ K} $$
इसलिए, ऐसे जल के तापमान के तल बिंदु का अवमूल्यन $ 372 \times 10^{-3}$ $^\circ C$ है।