An aqueous solution of urea $$ (\mathrm{MW}=60.06) $$ freezes at $$ -8.60^{\circ} \mathrm{C} $$ and 1 atm . Physical Property Tables Boiling Point Your Answer Correct Answer Understand the definition of normal boiling point. Check significant figures throughout calculation. Estimate the normal boiling point of the solution.

Question

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Nous savons que les propriétés colligatives dépendent de la concentration molaire du soluté en solution. Ici, on nous donne que la solution aqueuse d’urée gèle à –8,60 °C au lieu de 0 °C (température de congélation de l’eau pure en 1 atm). On peut donc utiliser la dépression du point de congélation pour déterminer la molalité de la solution.

1. Calcul de la dépression du point de congélation (ΔTf) :

ΔTf = Tf(soluté pur) – Tf(solution) = 0 °C – (–8,60 °C) = 8,60 °C

2. Utilisation de la formule de la dépression du point de congélation :

ΔTf = Kf × m

où Kf (constante cryoscopique de l’eau) = 1,86 °C·kg/mol et m est la molalité (moles de soluté par kilogramme de solvant). On a :

m = ΔTf / Kf = 8,60 °C / 1,86 °C·kg/mol ≈ 4,627 mol/kg

3. Calcul de l’élévation du point d’ébullition :

Pour l'eau, la constante ebullioscopique Kb = 0,512 °C·kg/mol. La formule du point d’ébullition élevé ΔTb est donnée par :

ΔTb = Kb × m = 0,512 °C·kg/mol × 4,627 mol/kg ≈ 2,37 °C

4. Estimation du point d’ébullition normal de la solution :

L’eau pure bout à 100,0 °C. Ainsi, le point d’ébullition de la solution sera :

Tb(solution) ≈ 100,0 °C + 2,37 °C ≈ 102,37 °C

Par souci de cohérence avec les chiffres significatifs (la température –8,60 °C est indiquée avec trois chiffres significatifs), nous pouvons arrondir à 102 °C.

Réponse finale :
Le point d’ébullition normal estimé de la solution est d’environ 102 °C.
La solution aqueuse d'urée bout à environ 102 °C.

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