JEE PYQ 2023: समाधान प्रश्न 11
प्रश्न 11 - 30 जनवरी - शिफ्ट 2
सीसा बैटरी में $38 \%$ भार के घोल का उपयोग $H_2 SO_4$ के घोल में किया जाता है। इस सांद्रता पर वांट का हॉफ गुणांक 2.67 है। बैटरी में घोल के तापमान किलोग्राम में किस तापमान पर ठंढ जाएगा?
(निकटतम पूर्णांक)।
दिया गया है $K_f=1.8 K kg mol^{-1}$
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उत्तर: (243)
समाधान:
$$ \Delta T_f=i \cdot K_f \cdot m $$
जहाँ:
- $i=2.67$ (वांट का हॉफ गुणांक)
- $K_f=1.8 \mathrm{~K} \mathrm{~kg} \mathrm{~mol}^{-1}$
- $m$ घोल की मोललता है
एक $38 %$ भार के घोल में $\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4$ के 38 ग्राम होते हैं जो 100 ग्राम घोल में होते हैं। शेष 62 ग्राम पानी होते हैं। $\mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4$ के मोलर द्रव्यमान लगभग $98 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}$ है।
$$ \text { Moles of } \mathrm{H}_2 \mathrm{SO}_4=\frac{38 \mathrm{~g}}{98 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}} \approx 0.3878 \mathrm{~mol} $$
पानी का द्रव्यमान $62 \mathrm{~g}=0.062 \mathrm{~kg}$ है।
मोललता $(m)$ :
$$ m=\frac{0.3878 \mathrm{~mol}}{0.062 \mathrm{~kg}} \approx 6.255 \mathrm{~mol} / \mathrm{kg} $$
ठंढ बिंदु कमी,
$$ \Delta T_f=i \cdot K_f \cdot m=2.67 \cdot 1.8 \mathrm{~K} \mathrm{~kg} \mathrm{~mol}^{-1} \cdot 6.255 \mathrm{~mol} / \mathrm{kg} $$
$$ \Delta T_f \approx 30.1 \mathrm{~K} $$
पानी का सामान्य ठंढ बिंदु 273.15 K है। घोल का ठंढ बिंदु है:
$$ T_{\text {freeze }}=273.15 \mathrm{~K}-\Delta T_f \approx 273.15 \mathrm{~K}-30.1 \mathrm{~K} \approx 243.05 \mathrm{~K} $$
निकटतम पूर्णांक के अनुसार, घोल का ठंढ बिंदु लगभग 243 K है।