Задача: при какой приблизительно температуре будет замерзать 40%-й раствор этилового спирта?

Для определения температуры замерзания 40%-го раствора этилового спирта необходимо учитывать, является ли концентрация массовой или объемной, так как это существенно влияет на результат. ️ Шаг 1: Определение моляльности раствора Для теоретического расчета используется закон Рауля. Если предположить, что 40% — это массовая доля ( $w$), то на 400 г спирта приходится 600 г воды. Молярная масса этанола $C_2{H}_{5}OH$ составляет примерно $46,07$ г/моль. Моляльность ( $b$) вычисляется по формуле: $b=\frac{m_{solute}}{M_{solute}\cdot m_{solvent}}$ $b=\frac{400}{46,07\cdot 0,6}\approx 14,47\text{моль/кг}$ ️ Шаг 2: Расчет понижения температуры замерзания Используем формулу криоскопии $\Delta T=K_f\cdot b$, где $K_f$ для воды равно $1,86$ К·кг/моль. $\Delta T=1,86\cdot 14,47\approx 26,9^{\circ }C$Однако для высоких концентраций (выше 10%) растворы становятся неидеальными, и линейная зависимость нарушается, поэтому точные значения берутся из эмпирических таблиц. ️ Шаг 3: Сопоставление с табличными данными Согласно справочным данным для водно-спиртовых смесей:

• Для 40% по объему (стандартная крепость водки) температура замерзания составляет примерно от $-22,5^{\circ }C$ до ${-24}^{\circ }C$.
• Для 40% по массе (что соответствует примерно 48% по объему) температура замерзания составляет примерно $-28,5^{\circ }C$.

Ответ: Температура замерзания 40%-го раствора этилового спирта составляет приблизительно ${-24}^{\circ }C$ (для объемных процентов) или $-28,5^{\circ }C$ (для массовых процентов). Уточните, рассматриваете ли вы объемную или массовую концентрацию для более точного расчета?