Esercizi: Abbassamento crioscopico e innalzamento ebullioscopico

Si sciolgono $0{,}500\text{ mol}$ di glucosio in $1{,}00\text{ kg}$ di acqua.

1. a) Calcola la molalità della soluzione.
2. b) Calcola l'abbassamento crioscopico ($K_{\mathrm{cr}} = 1{,}86\text{ K}\cdot\text{kg}\cdot\text{mol}^{-1}$) e la temperatura di congelamento.

Si sciolgono $34{,}2\text{ g}$ di saccarosio ($M = 342{,}3\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$) in $200\text{ g}$ di acqua.

1. a) Calcola la molalità.
2. b) Calcola l'innalzamento ebullioscopico ($K_{\mathrm{eb}} = 0{,}512\text{ K}\cdot\text{kg}\cdot\text{mol}^{-1}$) e la temperatura di ebollizione a $1{,}013\text{ bar}$.

Spiega che cosa si intende per proprietà colligativa.

1. a) Indica quattro proprietà colligative.
2. b) Spiega perché una soluzione $0{,}1\text{ m}$ di $\mathrm{CaCl_2}$ ha un abbassamento crioscopico maggiore di una $0{,}1\text{ m}$ di glucosio, indicando il fattore di van 't Hoff ideale $i$.

In inverno si sparge sale ($\mathrm{NaCl}$) sulle strade. Si sciolgono $100\text{ g}$ di $\mathrm{NaCl}$ ($M = 58{,}44\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$) in $500\text{ g}$ di acqua.

1. a) Calcola la temperatura di congelamento ideale con $K_{\mathrm{cr}} = 1{,}86\text{ K}\cdot\text{kg}\cdot\text{mol}^{-1}$ e $i = 2$.
2. b) Spiega perché in pratica si ottiene un valore meno basso di quello previsto.

Una soluzione di $2{,}50\text{ g}$ di un soluto molecolare non elettrolita in $50{,}0\text{ g}$ di benzene congela a $4{,}12\text{ °C}$. Il benzene puro congela a $5{,}53\text{ °C}$ e $K_{\mathrm{cr}} = 5{,}12\text{ K}\cdot\text{kg}\cdot\text{mol}^{-1}$.

1. a) Calcola la molalità della soluzione.
2. b) Determina la massa molare del soluto.

Per preparare un antigelo si aggiunge glicole etilenico ($\mathrm{C_2H_6O_2}$, $M = 62{,}07\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$) all'acqua del radiatore. Si vuole proteggere fino a $-15{,}0\text{ °C}$.

1. a) Calcola la molalità necessaria ($K_{\mathrm{cr}} = 1{,}86\text{ K}\cdot\text{kg}\cdot\text{mol}^{-1}$).
2. b) Calcola la massa di glicole da aggiungere a $5{,}00\text{ kg}$ di acqua.

Una soluzione $0{,}0100\text{ m}$ di un acido debole monoprotico $\mathrm{HA}$ congela a $-0{,}0195\text{ °C}$ ($K_{\mathrm{cr}} = 1{,}86\text{ K}\cdot\text{kg}\cdot\text{mol}^{-1}$).

1. a) Calcola il fattore di van 't Hoff sperimentale.
2. b) Determina il grado di dissociazione $\alpha$ dell'acido.
3. c) Stima la costante $K_a$ approssimando la molalità alla molarità.

Si scioglie una massa $m$ di un soluto $\mathrm{AB}$ che in benzene dimerizza parzialmente: $2\,\mathrm{AB} \rightleftharpoons (\mathrm{AB})_2$. Una soluzione contenente $1{,}22\text{ g}$ di acido benzoico ($M = 122{,}1\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$) in $50{,}0\text{ g}$ di benzene ($K_{\mathrm{cr}} = 5{,}12\text{ K}\cdot\text{kg}\cdot\text{mol}^{-1}$) mostra un abbassamento crioscopico di $0{,}85\text{ K}$.

1. a) Calcola il valore atteso senza associazione.
2. b) Determina il fattore $i$ e la frazione di molecole associate in dimeri.
3. c) Spiega con le forze intermolecolari perché l'acido benzoico dimerizza in solvente apolare.

Un chimico deve scegliere tra $\mathrm{NaCl}$, $\mathrm{CaCl_2}$ e urea ($M = 60{,}06\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$) per abbassare il punto di congelamento dell'acqua.

1. a) Calcola, per $100\text{ g}$ di ciascun composto sciolto in $1{,}00\text{ kg}$ di acqua, l'abbassamento crioscopico ideale ($M(\mathrm{NaCl}) = 58{,}44$; $M(\mathrm{CaCl_2}) = 110{,}98\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1}$; $K_{\mathrm{cr}} = 1{,}86\text{ K}\cdot\text{kg}\cdot\text{mol}^{-1}$).
2. b) Ordina i composti per efficacia a parità di massa.
3. c) Discuti, oltre all'efficacia, due criteri ambientali o pratici che influenzano la scelta.