Страница 66 - гдз по химии 10 класс учебник Габриелян, Остроумов

1. Многоатомными спиртами (или полиолами) называют органические соединения, молекулы которых содержат две или более гидроксильные группы ($-OH$), присоединённые к разным атомам углерода в углеводородной цепи. Важным условием является то, что гидроксильные группы должны находиться у разных атомов углерода, так как соединения с двумя $OH$-группами у одного атома углерода, как правило, неустойчивы.

В зависимости от количества гидроксильных групп в молекуле спирты подразделяют на:

- Двухатомные спирты (диолы) — содержат две $OH$-группы.

- Трёхатомные спирты (триолы) — содержат три $OH$-группы.

Ниже приведены формулы и названия простейших представителей этих классов.

Простейшие представители двухатомных спиртов:

1. Этандиол-1,2 (тривиальное название – этиленгликоль). Это простейший двухатомный спирт. Формула: $HO-CH_2-CH_2-OH$.

2. Пропандиол-1,2 (тривиальное название – пропиленгликоль). Следующий представитель гомологического ряда диолов. Формула: $CH_3-CH(OH)-CH_2(OH)$.

Простейшие представители трёхатомных спиртов:

1. Пропантриол-1,2,3 (тривиальное название – глицерин). Это важнейший и простейший представитель трёхатомных спиртов. Формула: $HO-CH_2-CH(OH)-CH_2-OH$.

2. Бутантриол-1,2,3. Один из простейших гомологов глицерина. Формула: $CH_3-CH(OH)-CH(OH)-CH_2(OH)$.

Ответ: Многоатомные спирты – это органические вещества, в молекулах которых содержится несколько гидроксильных групп ($-OH$), расположенных у разных атомов углерода.

Два представителя двухатомных спиртов:

1. Этандиол-1,2 (этиленгликоль), формула: $HO-CH_2-CH_2-OH$.

2. Пропандиол-1,2 (пропиленгликоль), формула: $CH_3-CH(OH)-CH_2(OH)$.

Два представителя трёхатомных спиртов:

1. Пропантриол-1,2,3 (глицерин), формула: $HO-CH_2-CH(OH)-CH_2-OH$.

2. Бутантриол-1,2,3, формула: $CH_3-CH(OH)-CH(OH)-CH_2(OH)$.

Применение глицерина, как трехатомного спирта пропан-1,2,3-триола, обусловлено его уникальным сочетанием физических и химических свойств, которые определяются наличием трех гидроксильных групп (-OH) в его молекуле.

• Гигроскопичность

  Это свойство глицерина активно поглощать и удерживать влагу из воздуха. Благодаря этому он широко используется как увлажнитель (гумектант):

  • В косметологии и фармацевтике для создания кремов, лосьонов и мазей, которые смягчают и увлажняют кожу.
  • В пищевой промышленности (пищевая добавка E422) для сохранения свежести и влажности кондитерских изделий, выпечки, предотвращая их черствение.
  • В табачной промышленности для поддержания необходимой влажности табака.
  • При обработке кожи и тканей для придания им мягкости и эластичности.
• Низкая температура замерзания водных растворов

  Водные растворы глицерина замерзают при значительно более низких температурах, чем вода. Это свойство лежит в основе его применения в качестве:

  • Антифриза для систем охлаждения автомобилей и в авиации.
  • Криопротектора — вещества, защищающего живые клетки и ткани (например, эритроциты, сперматозоиды, эмбрионы) от повреждений при глубокой заморозке (криоконсервации).
• Вязкость, сладкий вкус и нетоксичность

  Глицерин — это вязкая, сиропообразная, бесцветная жидкость со сладким вкусом, что делает его полезным в следующих областях:

  • В пищевой промышленности как подсластитель, загуститель и эмульгатор, например, при производстве ликеров и кондитерских изделий.
  • В медицине как основа для сиропов от кашля, так как его вязкость оказывает смягчающее действие на горло.
  • В производстве жидкостей для электронных сигарет, где он отвечает за образование пара и придает сладковатый привкус.
• Способность к химическим реакциям (этерификация)

  Как спирт, глицерин вступает в реакцию этерификации (образования сложных эфиров). Наиболее известная реакция — с азотной кислотой, в результате которой получают тринитроглицерин:

  $C_3H_5(OH)_3 + 3HNO_3 \xrightarrow{H_2SO_4} C_3H_5(ONO_2)_3 + 3H_2O$

  Это соединение используется:

  • В военной и горнодобывающей промышленности как мощное взрывчатое вещество, основной компонент динамита и бездымного пороха.
  • В медицине в очень малых дозах как сосудорасширяющее средство для лечения сердечно-сосудистых заболеваний (например, стенокардии).

  Также на основе глицерина получают алкидные смолы, которые являются основой для многих лаков и красок.

Ответ: В основе применения глицерина лежат его ключевые свойства: гигроскопичность (использование в косметике, пищевой промышленности), низкая температура замерзания водных растворов (антифризы, криопротекторы), вязкость и сладкий вкус (пищевая промышленность, медицина), а также способность к химической реакции этерификации для получения нитроглицерина (взрывчатые вещества, лекарства) и других сложных эфиров (лаки, краски).

а) Для осуществления цепочки превращений "этанол → этен → 1,2-дихлорэтан → этандиол-1,2" необходимо последовательно провести следующие химические реакции:

1. Этанол → этен. Первый этап — это получение этена (этилена) из этанола. Это реакция внутримолекулярной дегидратации, которая происходит при нагревании этанола с концентрированной серной кислотой, выступающей в роли водоотнимающего средства. Температура реакции должна быть выше 140°C (обычно 170-180°C).

$CH_3-CH_2-OH \xrightarrow{H_2SO_4(конц.), t > 140^\circ C} CH_2=CH_2\uparrow + H_2O$

2. Этен → 1,2-дихлорэтан. Далее этен вступает в реакцию присоединения с хлором (галогенирование). Двойная связь в молекуле этена разрывается, и к каждому атому углерода присоединяется по атому хлора. В результате образуется 1,2-дихлорэтан.

$CH_2=CH_2 + Cl_2 \rightarrow CH_2Cl-CH_2Cl$

3. 1,2-дихлорэтан → этандиол-1,2. Заключительный этап — получение этандиола-1,2 (этиленгликоля) из 1,2-дихлорэтана. Это реакция щелочного гидролиза дигалогеналкана. 1,2-дихлорэтан нагревают с водным раствором щёлочи (например, гидроксида натрия). В ходе реакции атомы хлора замещаются на гидроксильные группы (-OH).

$CH_2Cl-CH_2Cl + 2NaOH(водн.) \xrightarrow{t} HO-CH_2-CH_2-OH + 2NaCl$

Ответ:

1. $CH_3-CH_2-OH \xrightarrow{H_2SO_4(конц.), t > 140^\circ C} CH_2=CH_2\uparrow + H_2O$

2. $CH_2=CH_2 + Cl_2 \rightarrow CH_2Cl-CH_2Cl$

3. $CH_2Cl-CH_2Cl + 2NaOH(водн.) \xrightarrow{t} HO-CH_2-CH_2-OH + 2NaCl$

б) Для осуществления цепочки превращений "пропанол-1 → 1-бромпропан → пропен → пропандиол-1,2" необходимо провести следующие реакции:

1. Пропанол-1 → 1-бромпропан. Для получения 1-бромпропана из пропанола-1 проводят реакцию замещения гидроксильной группы на атом брома. Это можно сделать, используя бромоводородную кислоту ($HBr$) или бромид фосфора(III) ($PBr_3$).

$CH_3-CH_2-CH_2-OH + HBr \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2-Br + H_2O$

2. 1-бромпропан → пропен. Следующий шаг — получение пропена из 1-бромпропана. Это реакция отщепления (элиминирования), или дегидробромирования. 1-бромпропан нагревают со спиртовым раствором щёлочи (например, $KOH$). Отщепляется атом брома от первого атома углерода и атом водорода от соседнего (второго) атома углерода с образованием двойной связи.

$CH_3-CH_2-CH_2-Br + KOH(спирт.) \xrightarrow{t} CH_3-CH=CH_2\uparrow + KBr + H_2O$

3. Пропен → пропандиол-1,2. На последнем этапе пропен превращают в пропандиол-1,2. Это реакция мягкого окисления алкенов, известная как реакция Вагнера. Через пропен пропускают холодный разбавленный водный раствор перманганата калия ($KMnO_4$). В результате по месту двойной связи присоединяются две гидроксильные группы.

$3CH_3-CH=CH_2 + 2KMnO_4 + 4H_2O \rightarrow 3CH_3-CH(OH)-CH_2(OH) + 2MnO_2\downarrow + 2KOH$

Ответ:

1. $CH_3-CH_2-CH_2-OH + HBr \rightarrow CH_3-CH_2-CH_2-Br + H_2O$

2. $CH_3-CH_2-CH_2-Br + KOH(спирт.) \xrightarrow{t} CH_3-CH=CH_2\uparrow + KBr + H_2O$

3. $3CH_3-CH=CH_2 + 2KMnO_4 + 4H_2O \rightarrow 3CH_3-CH(OH)-CH_2(OH) + 2MnO_2\downarrow + 2KOH$

Дано:

$m(Na) = 1,38 \text{ г}$

Этиленгликоль ($C_2H_4(OH)_2$) взят в избытке.

Условия нормальные (н. у.)

Найти:

$V(H_2) - ?$

Решение:

1. Составим уравнение реакции взаимодействия металлического натрия с этиленгликолем. Этиленгликоль является двухатомным спиртом, и активные металлы, такие как натрий, замещают атомы водорода в гидроксогруппах. Поскольку этиленгликоль взят в избытке, натрий прореагирует полностью, замещая водород в обеих гидроксогруппах:

$HO-CH_2-CH_2-OH + 2Na \rightarrow NaO-CH_2-CH_2-ONa + H_2 \uparrow$

Из уравнения реакции видно, что на 2 моль натрия выделяется 1 моль водорода.

2. Рассчитаем количество вещества натрия, вступившего в реакцию. Для этого используем молярную массу натрия $M(Na) \approx 23 \text{ г/моль}$.

$n(Na) = \frac{m(Na)}{M(Na)} = \frac{1,38 \text{ г}}{23 \text{ г/моль}} = 0,06 \text{ моль}$

3. По уравнению реакции найдем количество вещества выделившегося водорода. Составим пропорцию на основе стехиометрических коэффициентов:

$\frac{n(Na)}{2} = \frac{n(H_2)}{1}$

Отсюда количество вещества водорода:

$n(H_2) = \frac{n(Na)}{2} = \frac{0,06 \text{ моль}}{2} = 0,03 \text{ моль}$

4. Найдем объем водорода при нормальных условиях (н. у.). Молярный объем любого газа при н. у. ($V_m$) составляет 22,4 л/моль.

$V(H_2) = n(H_2) \cdot V_m = 0,03 \text{ моль} \cdot 22,4 \text{ л/моль} = 0,672 \text{ л}$

Ответ: объём выделившегося водорода составляет 0,672 л.

Чтобы различить растворы этилового спирта ($C_2H_5OH$) и глицерина ($C_3H_5(OH)_3$), следует воспользоваться качественной реакцией на многоатомные спирты. Ключевое различие между этими веществами заключается в том, что этиловый спирт является одноатомным, а глицерин — многоатомным (трехатомным) спиртом. Многоатомные спирты, у которых гидроксогруппы (-OH) находятся у соседних атомов углерода (как у глицерина), способны реагировать с гидроксидом меди(II) ($Cu(OH)_2$) с образованием ярко окрашенного комплексного соединения.

Решение

Для проведения опыта в обе пробирки с исследуемыми растворами необходимо добавить реагент — свежеосажденный гидроксид меди(II). Проще всего провести реакцию следующим образом:

1. В каждую пробирку (с предполагаемым глицерином и с предполагаемым этиловым спиртом) приливают по 1-2 мл раствора сульфата меди(II) ($CuSO_4$).

2. Затем в каждую пробирку осторожно добавляют по каплям раствор щелочи, например, гидроксида натрия ($NaOH$), до образования голубого студенистого осадка $Cu(OH)_2$ и далее в небольшом избытке. Уравнение образования осадка:
$CuSO_4 + 2NaOH \rightarrow Cu(OH)_2 \downarrow + Na_2SO_4$

3. Содержимое обеих пробирок энергично встряхивают.

В результате можно будет наблюдать следующие различия:

• В пробирке с глицерином: голубой осадок гидроксида меди(II) растворяется, и жидкость приобретает характерный ярко-синий (васильковый) цвет. Это происходит из-за образования растворимого комплексного соединения — глицерата меди(II).

• В пробирке с этиловым спиртом: никаких видимых изменений, кроме образования исходного осадка $Cu(OH)_2$, не произойдет. Осадок не растворится, так как одноатомные спирты не вступают в такую реакцию.

Ответ: Для различения растворов этилового спирта и глицерина необходимо провести качественную реакцию на многоатомные спирты. В обе пробирки добавляют свежеосажденный гидроксид меди(II) ($Cu(OH)_2$). В пробирке с глицерином осадок растворится с образованием ярко-синего раствора, а в пробирке с этиловым спиртом видимых изменений не произойдет, осадок останется.

6. Увеличение содержания глицерина в клеточной жидкости насекомых и некоторых земноводных с наступлением холодов является ключевым адаптивным механизмом для выживания в условиях низких температур. Этот процесс называется криопротекцией, то есть защитой живых объектов от повреждающего действия замерзания.

Основная угроза для клеток при отрицательных температурах — это образование кристаллов льда. Вода, составляющая большую часть клеточной жидкости, при замерзании расширяется и образует кристаллы с острыми гранями. Эти кристаллы могут механически разрушать жизненно важные клеточные структуры, такие как клеточная мембрана и органеллы, что неизбежно приводит к гибели клетки.

Глицерин, накапливаясь в клетках в высокой концентрации, работает как природный антифриз и выполняет сразу несколько защитных функций. Во-первых, он значительно понижает точку замерзания клеточной жидкости, позволяя ей оставаться в жидком состоянии при температурах ниже 0°C. Во-вторых, глицерин препятствует образованию крупных кристаллов льда. Его молекулы, образуя водородные связи с молекулами воды, мешают им выстраиваться в упорядоченную кристаллическую решетку. Это способствует переходу жидкости в более безопасное для клетки стекловидное (аморфное) состояние. В-третьих, глицерин помогает стабилизировать белки и клеточные мембраны, сохраняя их структуру и функции на холоде.

Таким образом, этот природный факт является примером биохимической адаптации, которая позволяет холоднокровным животным переносить суровые зимние условия, избегая смертельного повреждения тканей от льда.

Ответ: Увеличение содержания глицерина в клеточной жидкости является защитным механизмом от замерзания. Глицерин действует как природный антифриз, понижая температуру замерзания жидкостей в клетках и препятствуя образованию крупных кристаллов льда, которые могут повредить клеточные структуры. Это позволяет насекомым и земноводным выживать при отрицательных температурах.

Решение

Сообщение на тему «Радуга автомобильных антифризов».

Антифриз, или охлаждающая жидкость (ОЖ), является важнейшей технической жидкостью в автомобиле. Его основная задача – отводить избыточное тепло от двигателя, предотвращая его перегрев, а также защищать систему охлаждения от замерзания при отрицательных температурах. Однако его функции этим не ограничиваются, и эффективность работы антифриза напрямую зависит от его химического состава.

Роль каждого компонента охлаждающих смесей

Современные антифризы состоят из трех основных частей, каждая из которых выполняет свою уникальную функцию:

• Основа (этиленгликоль или пропиленгликоль): Это двухатомный спирт, который составляет до 90% состава концентрата антифриза. Его главная роль – обеспечение низкотемпературных свойств (предотвращение замерзания) и повышение температуры кипения жидкости. Этиленгликоль более распространен из-за низкой стоимости и отличных теплофизических свойств, но он очень токсичен. Пропиленгликоль менее токсичен и считается экологически более безопасным, но он дороже.
• Вода: Используется деминерализованная или дистиллированная вода. Она обладает высокой теплоемкостью, что делает ее идеальным теплоносителем. В смеси с гликолем (обычно в пропорции 50/50) вода образует раствор с оптимальной температурой замерзания (около -40°C) и кипения (около +108°C в атмосферных условиях).
• Пакет присадок: Это наиболее важный и технологически сложный компонент, который определяет класс, срок службы и защитные свойства антифриза. В пакет входят:
  • Ингибиторы коррозии: Защищают металлические детали системы охлаждения (чугун, сталь, алюминий, медь, латунь) от разрушения. Именно по типу ингибиторов антифризы делятся на традиционные (IAT), карбоксилатные (OAT), гибридные (HOAT) и лобридные (Lobrid, Si-OAT).
  • Антипенные присадки: Предотвращают вспенивание жидкости при интенсивной циркуляции, так как пена резко снижает эффективность теплоотвода.
  • Антикавитационные присадки: Защищают от кавитации – образования и схлопывания пузырьков пара, которые могут вызывать эрозию металлических поверхностей, особенно крыльчатки водяного насоса.
  • Красители: Добавляются для придания жидкости цвета.

Значение цвета антифриза

Вопреки распространенному мнению, цвет антифриза не несет информации о его составе или свойствах. Изначально все антифризы бесцветны. Краситель добавляется производителем исключительно для следующих целей:

• Идентификация утечек: Яркий цвет делает место протечки в системе охлаждения хорошо заметным.
• Маркетинговое различие: Производители используют цвет, чтобы выделить свой продукт на рынке.
• Предупреждение об опасности: Яркий цвет сигнализирует, что это техническая жидкость, а не напиток (особенно актуально для токсичного этиленгликоля).

Существует условное, но нерегламентированное цветовое деление, которое часто связывают с технологией производства (классификация VW):

• Синий, зеленый: Часто соответствует традиционным силикатным антифризам (G11). Срок службы 2-3 года.
• Красный, оранжевый, розовый: Часто соответствует карбоксилатным антифризам (G12, G12+). Срок службы около 5 лет.
• Фиолетовый, лиловый: Часто соответствует лобридным антифризам (G12++, G13). Содержат органические кислоты с небольшим добавлением силикатов или фосфатов.

Важно: эта классификация условна. Производитель может окрасить карбоксилатный антифриз в зеленый цвет. Единственный надежный способ выбрать правильную жидкость – это руководствоваться допуском автопроизводителя (например, VW TL 774-F) и спецификацией антифриза (G11, G12, G13 и т.д.), указанными в сервисной книжке автомобиля и на канистре с ОЖ.

Основные заблуждения автомобилистов относительно выбора охлаждающей жидкости

Неправильный выбор и эксплуатация антифриза могут привести к серьезным поломкам двигателя. Вот наиболее частые ошибки:

• Заблуждение 1: «Выбираю по цвету». Как указано выше, это главное и самое опасное заблуждение. Выбор должен основываться только на спецификации и допуске автопроизводителя.
• Заблуждение 2: «Можно смешивать любые антифризы одного цвета». Смешивать жидкости даже одного цвета, но разных производителей и технологий, категорически не рекомендуется. Пакеты присадок могут вступить в химическую реакцию, что приведет к их нейтрализации и образованию осадка (геля), который забьет радиатор и каналы системы охлаждения. Смешивание антифризов разных классов (например, G11 и G12) гарантированно приведет к негативным последствиям.
• Заблуждение 3: «Можно доливать воду». Долив дистиллированной воды в небольшом количестве допустим в экстренной ситуации. Однако постоянный долив снижает концентрацию гликоля и, что важнее, пакета присадок. Это ухудшает низкотемпературные свойства и оставляет систему без защиты от коррозии.
• Заблуждение 4: «Антифриз вечный». Со временем присадки в антифризе вырабатывают свой ресурс и перестают выполнять защитные функции. Поэтому охлаждающую жидкость необходимо менять в соответствии с регламентом, установленным автопроизводителем или производителем антифриза (обычно от 2 до 5-10 лет в зависимости от технологии).

Ответ: Выбор автомобильного антифриза должен базироваться не на его цвете, который является лишь красителем для идентификации утечек, а на химическом составе и допусках автопроизводителя, указанных в руководстве по эксплуатации автомобиля. Основа антифриза (гликоль и вода) обеспечивает температурный режим, а ключевую роль играет пакет присадок, защищающий систему охлаждения от коррозии и кавитации. Смешивание разных типов антифризов и пренебрежение сроками его замены являются распространенными заблуждениями, которые могут привести к дорогостоящему ремонту двигателя.

Дано:

Температура кристаллизации этиленгликоля (по условию): $T_{ЭГ} = 13\,\text{°C}$

Температура кристаллизации воды: $T_{H_2O} = 0\,\text{°C}$

Концентрация водного раствора этиленгликоля (массовая доля): $w = 50\%$

Найти:

Спрогнозировать температуру кристаллизации 50%-ного водного раствора этиленгликоля, сравнить с истинным значением, проанализировать результат и сделать выводы.

Решение:

1. Прогноз температуры кристаллизации

Для первоначального прогноза можно использовать самую простую модель — предположить, что температура кристаллизации раствора является средневзвешенным значением температур кристаллизации его компонентов. Для 50%-ного раствора, где массовые доли воды и этиленгликоля равны (по 0.5), формула будет выглядеть так:

$T_{прогноз} = w_{ЭГ} \cdot T_{ЭГ} + w_{H_2O} \cdot T_{H_2O}$

Подставим значения, данные в условии задачи:

$T_{прогноз} = 0.5 \cdot 13\,\text{°C} + 0.5 \cdot 0\,\text{°C} = 6.5\,\text{°C}$

Таким образом, наш упрощенный прогноз температуры кристаллизации составляет 6.5 °C.

Ответ: Прогнозируемая температура кристаллизации 50%-ного раствора этиленгликоля, основанная на линейной интерполяции, составляет 6.5 °C.

2. Сравнение с истинным значением

Обратимся к справочным данным для нахождения истинного значения. Согласно технической документации и таблицам физических свойств (включая информацию с сайта, подобного указанному в задаче), истинная температура начала кристаллизации 50%-ного (по массе) водного раствора этиленгликоля составляет приблизительно -37 °C.

$T_{ист} \approx -37\,\text{°C}$

Теперь сравним наш прогноз с этим значением:

• Прогнозное значение: $6.5\,\text{°C}$
• Истинное значение: $-37\,\text{°C}$

Разница между прогнозируемым и реальным значениями колоссальна: $6.5\,\text{°C} - (-37\,\text{°C}) = 43.5\,\text{°C}$. Прогноз оказался неверным не только по абсолютной величине, но и по знаку, предсказав повышение температуры замерзания вместо её сильного понижения.

Ответ: Истинная температура кристаллизации 50%-ного раствора этиленгликоля составляет около -37 °C, что кардинально отличается от прогноза в 6.5 °C.

3. Анализ результата и выводы

Значительное расхождение между прогнозом и реальностью объясняется несколькими фундаментальными причинами:

1. Нелинейный характер свойства. Температура замерзания раствора не является аддитивной величиной. Её нельзя вычислять как простое среднее от температур замерзания чистых компонентов. Это свойство относится к коллигативным, то есть зависящим от концентрации частиц растворенного вещества, а не от их природы.

2. Криоскопический эффект. Растворение этиленгликоля в воде приводит к значительному понижению температуры замерзания последней. Молекулы этиленгликоля встраиваются между молекулами воды и мешают им формировать упорядоченную кристаллическую структуру льда. Для преодоления этого препятствия и начала кристаллизации требуется отвод большего количества тепла, то есть достижение более низкой температуры. Это явление называется понижением температуры замерзания (или криоскопической депрессией).

3. Ошибка в исходных данных. В условии задачи указано, что температура кристаллизации этиленгликоля равна 13 °C. Это фактическая ошибка. Температура кристаллизации (замерзания) чистого этиленгликоля составляет приблизительно -13 °C. Если бы мы использовали корректное значение в нашей простой модели, результат был бы другим: $T_{прогноз} = 0.5 \cdot (-13\,\text{°C}) + 0.5 \cdot 0\,\text{°C} = -6.5\,\text{°C}$. Этот результат все еще очень далек от реального значения (–37 °C), но он хотя бы правильно указывает направление изменения температуры (в сторону понижения).

4. Эвтектическая точка. Зависимость температуры замерзания раствора вода-этиленгликоль от концентрации является сложной нелинейной кривой. Эта кривая имеет ярко выраженный минимум, который называется эвтектической точкой. Для данной системы он достигается при концентрации этиленгликоля около 63% по массе, и температура замерзания в этой точке составляет примерно -55 °C. 50%-ный раствор находится на этой кривой, близко к точке минимума, что и объясняет столь низкую температуру кристаллизации. Именно это свойство делает водные растворы этиленгликоля эффективными антифризами.

Выводы:

• Прогнозирование физических свойств растворов, в частности температуры кристаллизации, путем простого усреднения свойств компонентов недопустимо и приводит к грубым ошибкам.

• Температура замерзания растворов подчиняется физическим законам, описывающим коллигативные свойства. Добавление растворенного вещества понижает температуру замерзания растворителя.

• Зависимость температуры замерзания от концентрации для реальных, особенно концентрированных, растворов является нелинейной и должна определяться экспериментально или с помощью сложных моделей.

• При решении задач важно критически оценивать исходные данные на предмет их достоверности.

Ответ: Прогноз, основанный на линейном усреднении, оказался неверным, поскольку температура кристаллизации раствора — это нелинейная функция концентрации, определяемая эффектом понижения температуры замерзания. Реальная зависимость для системы вода-этиленгликоль имеет сложный характер с эвтектическим минимумом, что и обуславливает её использование в качестве антифриза. Кроме того, в условии задачи содержится ошибка в значении температуры кристаллизации чистого этиленгликоля.