home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Multimedia Chemistry 1 & 2 / Multimedia Chemistry I & II (1996-9-11) [English].img / chem / chapter8.3c < prev    next >
Text File  |  1996-07-26  |  9KB  |  239 lines
  1. à 8.3cèMolality
  2. äèPlease determïe ê molality ç ê followïg solutions.
  3. âèFïd ê molality ç KCl ï a solution that contaïs 35.0 g KCl
  4. ï 200. g ç H╖O.èThe molality ç KCl ï ê solution equals ê number
  5. ç moles ç KCl per one kg ç water.èThe mass ç water expressed ï kg
  6. is 0.200 kg.èThe molar mass ç KCl is 74.55 g/mol.èThe molality is
  7.          35.0 g KCl
  8.     m(KCl) = ─────────────────────── = 2.35 m KCl
  9.          (74.55 g/mol)(0.200 kg)
  10. éSèThe molality specifies ê number ç moles ç ê solute per
  11. kilogram ç solvent.èA lower case "m" designates ê molality.
  12.  
  13.         èèèmoles ç solute
  14.     molality, m = ───────────────
  15.         èèèèkg solvent
  16.  
  17. The molality ç dilute solutions is proportional ë ê molecule or ion
  18. fraction ç ê solute ï ê solution.èThis fraction is useful ï
  19. êoretical å practical treatments ç ê physical properties ç solu-
  20. tions.èUnlike ê molarity, ê molality is ïdependent ç ê tempera-
  21. ture ç ê solution.
  22.  
  23. What is ê molality ç HCl ï a solution contaïïg 37.0 g HCl å 63.0
  24. grams ç water?èThe molar mass ç HCl is 36.46 g/mol.è63.0 g ç water
  25. is 0.0630 kg.èSïce 1000 grams equals one kilogram, we just move ê
  26. decimal poït three places ë ê left.èThe molality is
  27.  
  28.             37.0 g HCl
  29.     m(HCl) = ──────────────────────── = 16.1 m.
  30.          (36.46 g/mol)(0.0630 kg)
  31.  
  32. We say that ê solution is 16.1 molal HCl.èFor comparison, ê molarity
  33. ç this solution is 12.1 M.
  34.  
  35. What is ê molality ç NaOH ï a 50.00% (w/w) NaOH solution?èThe per-
  36. centage by mass means that 100 grams ç ê solution will contaï 50.00 g
  37. NaOH å 50.00 g H╖O.èThe molar mass ç NaOH is 40.00 g/mol, å 50.00 g
  38. ç water is 0.05000 kg.èThe molality ç ê NaOH is
  39.  
  40.             50.00 g NaOH
  41.     m(NaOH) = ───────────────────────── = 25.00 m.
  42.         è(40.00 g/mol)(0.05000 kg)
  43.  
  44.  1èWhat is ê molality ç benzoic acid ï a solution that has
  45. 4.00 g ç benzoic acid, C╝H╗O╖, dissolved ï 30.0 g ç naphthalene,
  46. C╢╡H╜?
  47.     A) 0.953 m C╝H╗O╖    B) 9.28 m C╝H╗O╖
  48.  
  49.     C) 0.133 m C╝H╗O╖    D) 1.09 m C╝H╗O╖
  50. üèThe molality is defïed as ê number ç moles ç benzoic acid 
  51. per kilogram ç naphthalene.èThe molar mass ç benzoic acid is
  52. 7(12.01) + 6(1.008) + 2(16.00) = 122.12 g/mol.è30.0 g is 0.0300 kg.èThe
  53. molality is
  54.         èèèèèè 4.00g C╝H╗O╖
  55.     èèm(C╝H╗O╖) = ───────────────────────── = 1.09 m
  56.             (122.12 g/mol)(0.0300 kg)
  57. Ç D
  58.  2èWhat is ê molality ç glucose, C╗H╢╖O╗, ï a 5.00% (w/w)
  59. glucose solution?
  60.  
  61.     A) 0.180 m    B) 0.278 m
  62.  
  63.     C) 0.292 m    D) 1.90 m
  64. üèA 5.00% glucose solution contaïs 5.00 grams ç glucose for each
  65. 95.00 grams ç water.èWe must fïd ê moles ç glucose per one kilo-
  66. gram ç water.èThe molar mass ç glucose is
  67. 6(12.01) + 12(1.008) + 6(16.00) = 180.16 g/mol.èThe molality is
  68.         èè 5.00 g C╗H╢╖O╗
  69. m(C╗H╢╖O╗) = ────────────────────────────── = 0.292 m glucose
  70.     èè (180.16 g/mol)(0.09500 kg H╖O)
  71. Ç C
  72.  3èFïd ê molality ç urea, H╖NCONH╖, ï a solution ç 4.25 g
  73. ç urea å 45.75 g ç water.
  74.  
  75.     A) 0.929 m    B) 0.309 m
  76.  
  77.     C) 1.55 m    D) 1.31 m
  78. üèTo calculate ê molality, we divide ê number ç moles ç urea
  79. by ê number ç kilograms ç water.èThe molar mass ç urea is
  80. 12.01 + 4(1.008) + 2(14.01) + 16.00 = 60.06 g urea/mol urea.è
  81. The molality is
  82.         èèè4.25 g urea
  83.     m(urea) = ───────────────────────────── = 1.55 m
  84.         è(60.06 g/mol)(0.04575 kg H╖O)
  85. Ç C
  86.  4èWhat is ê molality ç chlorçorm, CHCl╕, ï a solution ç
  87. 22.0 g ç chlorçorm å 60.0 g ç heptane, C╝H╢╗?
  88.  
  89.     A) 3.07 m    B) 0.367 m
  90.  
  91.     C) 2.25 m    D) 7.32 m
  92. üèMolality specifies ê moles ç solute per kg ç solvent.èThe
  93. wordïg ç ê question implies that heptane is ê solvent.èTo convert
  94. grams ç chlorçorm ïë moles, we divide by ê molar mass ç chlorçorm
  95. which is 12.01 + 1.008 + 3(35.45) = 119.4 g/mol.èThe molality is
  96.             22.0 g CHCl╕
  97.     m(CHCl╕) = ──────────────────────────────── = 3.07 m CHCl╕
  98.         è (119.4 g/mol)(0.0600 kg heptane)
  99. Ç A
  100.  5èWhat is ê molality ç HCl ï a 15.00% (w/w) HCl solution?
  101.  
  102.     A) 2.33 m    B) 4.84 m
  103.  
  104.     C) 0.412 m    D) 0.155 m
  105. üèA 15.00% HCl solution contaïs 15.00 grams ç HCl for each 85.00
  106. grams ç water.èWe must fïd ê moles ç HCl per one kilogram ç water.
  107. We fïd ê number ç moles ç HCl by dividïg ê mass by ê molar mass
  108. ç hydrogen chloride, which is 1.008 + 35.45 = 36.46 g/mol.èThe molality
  109. is              15.00 g HCl
  110.     m(HCl) = ────────────────────────────── = 4.84 m HCl
  111.          (36.46 g/mol)(0.08500 kg H╖O)
  112. Ç B
  113. äèPlease determïe ê mass ç ê solute or ê solvent that would be required
  114. ë prepare ê followïg molal solutions.
  115. âèHow many grams ç glucose are needed ë prepare a 2.00 m glucose
  116. solution usïg 500. g ç water as ê solvent?èThe 2.00 m glucose means
  117. 2.00 mol glucose per one kg ç water.èWe have 0.500 kg ç water.èWe 
  118. need (0.500 kg H╖O)(2.00 mol glucose/1 kg H╖O) = 1.00 mol glucose.èThe
  119. molar mass ç glucose is 180.16 g/mol, so we need 180. g ç glucose.
  120. éSèThe molality specifies ê number ç moles ç solute dissolved
  121. ï one kilogram ç ê solvent.èTo fïd ê mass ç ê solute ë pre-
  122. pare a solution, we need ë know ê mass ç ê solvent å ê molar
  123. mass ç ê solute.èMultiplyïg ê molality by ê mass ç ê solvent 
  124. ï kg gives us ê required number ç moles ç solute.èThe product ç
  125. ê moles ç solute å its molar mass equals ê required mass ç ê
  126. solute.
  127.  
  128. How many grams ç KCl are needed ë prepare a 0.500 m KCl solution usïg
  129. 300. grams ç water?èThe precedïg description shows that this is
  130. anoêr unit conversion process from grams water ë moles ç KCl ë grams
  131. ç KCl.è300. g H╖O = 0.300 kg H╖O.
  132.  
  133.              0.500 mol KClè 74.55 g KCl
  134. ? g KCl = 0.300 kg H╖O x ───────────── x ─────────── = 11.2 g KCl.
  135.             è1 kg H╖Oèèèè1 mol KCl
  136.  
  137.  
  138. If we started ê preparation ç ê solution with a given mass ç ê
  139. solute å wanted ë fïd ê mass ç ê solvent, ê procedure would be
  140. similar.èThe path for ê unit conversion is grams ç solute ¥ moles ç
  141. solute ¥ kg ç solvent.èHow many grams ç water are needed ë make a
  142. 0.300 m KCl solution startïg with 15.0 g KCl?
  143.  
  144.         èèè 1 mol KClèèè1 kg H╖Oèèè1000 g
  145. ?g H╖O = 15.0 g KCl x ─────────── x ───────────── x ────── = 671 g H╖O.
  146.         èèè74.55 g KClè 0.300 mol KClèè1 kg
  147.  
  148. The molality provides ê conversion facër between ê moles ç KCl å
  149. ê kg ç water.
  150.  6èHow many grams ç citric acid, C╗H╜O╝, are needed ë prepare
  151. a 0.536 m citric acid solution usïg 750. g H╖O as ê solvent?
  152.  
  153.     A) 77.2 g C╗H╜O╝    B) 137 g C╗H╜O╝
  154.  
  155.     C) 478 g C╗H╜O╝        D) 269 g C╗H╜O╝
  156. üèStartïg with ê mass ç ê solvent, we can fïd ê moles ç
  157. ê solute, citric acid, usïg ê molality, 0.536 m.èUsïg ê molar 
  158. mass ç citric acid, we can fïd ê mass ç citric acid from ê needed
  159. number ç moles.èThe molar mass ç citric acid is
  160. 6(12.01) + 8(1.008) + 7(16.00) = 192.1 g/mol.
  161.  
  162.             è 0.536 mol C╗H╜O╝è 192.1 g C╗H╜O╝
  163. ?g C╗H╜O╝ = 0.750 kg H╖O x ──────────────── x ──────────────
  164.             èèè 1 kg H╖Oèèèè1 mol C╗H╜O╝
  165.  
  166. ? g C╗H╜O╝ = 77.2 g C╗H╜O╝
  167. Ç A
  168.  7èHow many grams ç KH╖PO╣ are required ë prepare a 
  169.     èè0.200 m KH╖PO╣ solution with 250. g H╖O as ê solvent?
  170.  
  171.     èèA) 36.7 g KH╖PO╣        B) 170. g KH╖PO╣
  172.  
  173.     èèC) 109 g KH╖PO╣        D) 6.80 g KH╖PO╣
  174.  üèStartïg with ê mass ç ê solvent, we can fïd ê moles ç
  175. ê solute, KH╖PO╣, usïg ê molality, 0.200 m.èUsïg ê molar mass ç
  176. KH╖PO╣, we can fïd ê mass ç KH╖PO╣ from ê required number ç moles.
  177. The molar mass ç KH╖PO╣ is 39.10 + 2(1.008) + 30.97 + 2(16.00) =
  178. 136.09 g/mol
  179.             è 0.200 mol KH╖PO╣è 136.09 g KH╖PO╣
  180. ?g KH╖PO╣ = 0.250 kg H╖O x ──────────────── x ───────────────
  181.             èèè 1 kg H╖Oèèèè1 mol KH╖PO╣
  182.  
  183. ?g KH╖PO╣ = 6.80 g KH╖PO╣
  184. Ç D
  185.  8èHow many gram ç water would you add ë 20.0 g KNO╕ ï order 
  186. ë make a 1.50 m KNO╕ solution?
  187.  
  188.     A) 297 g H╖O        B) 132 g H╖O
  189.  
  190.     C) 3370 g H╖O        D) 758 g H╖O
  191. üèThe molality gives us ê number ç moles ç KNO╕ for each kg ç
  192. water ï ê solution.èWe are startïg with 20.0 g KNO╕.èUsïg ê 
  193. molar mass ç KNO╕, we can calculate ê number ç moles ç KNO╕.èThe
  194. molality relates ê moles KNO╕ ë ê kg H╖O.èWe can easily convert kg
  195. ïë grams.èThe molar mass ç KNO╕ is 101.11 g/mol.
  196.  
  197.         èèè 1 mol KNO╕èèè1 kg H╖Oèèè 1000 g
  198. ?g H╖O = 20.0g KNO╕ x ───────────── x ───────────── x ────── = 132 g H╖O.
  199.         èèè101.11 g KNO╕è 1.50 mol KNO╕èè1 kg
  200. Ç B
  201.  9èHow many grams ç water would you add ë 15.0 g ç sodium
  202. acetate, NaC╖H╕O╖, ï order ë make 0.500 m NaC╖H╕O╖?
  203.  
  204.     A) 33.3 g H╖O        B) 91.4 g H╖O
  205.  
  206.     C) 366 g H╖O        D) 2730 g H╖O
  207. üèYou should start with ê 15.0 g NaC╖H╕O╖.èSïce ê molality
  208. relates ê number ç moles ç solute ë ê number ç kg ç solvent,
  209. you should convert ê grams ç NaC╖H╕O╖ ïë ê number ç moles usïg
  210. ê molar mass ç NaC╖H╕O╖ (82.03 g/mol).èNow you can use ê molality 
  211. ë fïd ê mass ç ê solvent ï kg.èFïally, you convert ê kg ïë
  212. grams.
  213.  
  214. ? g H╖O = 
  215.         èè1 mol NaC╖H╕O╖èèè1 kg H╖Oèèèèèè1000 g
  216. è15.0 g NaC╖H╕O╖ x ──────────────── x ────────────────── x ────── 
  217.         èè82.03 g NaC╖H╕O╖è 0.500 mol NaC╖H╕O╖èè1 kg
  218.  
  219. ? g H╖O = 366 g H╖O
  220. Ç C
  221.  10èHow many grams ç water would you add ë 24.0 g ç lactic
  222. acid, C╕H╗O╕, ï order ë make 0.300 m C╕H╗O╕?
  223.  
  224.     A) 888 g H╖O        B) 79.9 g H╖O
  225.  
  226.     C) 1251 g H╖O        D) 572 g H╖O
  227. üèYou should start with ê 24.0 g C╕H╗O╕.èSïce ê molality
  228. relates ê number ç moles ç solute ë ê number ç kg ç solvent,
  229. you should convert ê grams ç C╕H╗O╕ ïë ê number ç moles usïg
  230. ê molar mass ç C╕H╗O╕ (90.08 g/mol).èNow you can use ê molality 
  231. ë fïd ê mass ç ê solvent ï kg.èFïally, you convert ê kg ïë
  232. grams.
  233.              1 mol C╕H╗O╕èèè1 kg H╖Oèèèèè1000 g
  234. ?g H╖O = 24.0 g C╕H╗O╕ x ────────────── x ──────────────── x ────── 
  235.              90.08 g C╕H╗O╕è 0.300 mol C╕H╗O╕èè1 kg
  236.  
  237. ? g H╖O = 888 g H╖O
  238. Ç A
  239.