- •ТЕМА I. ВИДЫ КОНЦЕНТРАЦИЙ. ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ
- •1.2. Растворы. Способы выражения концентрации растворов
- •1.3. Закон эквивалентов
- •Ответы к тесту на стр. 193
- •ТЕМА II. ТЕРМОДИНАМИКА
- •2.1. Основные понятия и определения
- •2.2. Первое начало термодинамики
- •2.3. Закон Гесса. следствия из него
- •2.4. Второе начало термодинамики. Энтропия
- •2.5. Энергия Гиббса и направление химических реакций
- •ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ К ТЕМЕ II. ТЕРМОДИНАМИКА
- •Ответы к тесту на стр. 200
- •ТЕМА III. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
- •3.1. Химическая кинетика. Скорость химической реакции и факторы, на нее влияющие
- •3.2. Химическое равновесие
- •ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ К ТЕМЕ III. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ
- •Ответы к тесту на стр. 207
- •ТЕМА IV. РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ. ИОННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ. ПОВЕДЕНИЕ СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ. ЗАКОН РАЗБАВЛЕНИЯ ОСТВАЛЬДА. ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ
- •4.1. Понятие об электролитах и неэлектролитах. Электролитическая диссоциация. Степень диссоциации, константа ионизации. Закон разбавления Оствальда
- •4.2. Ионизация воды. Ионное произведение воды. Водородный и гидроксильный показатели (рН и рОН)
- •4.3. Сильные электролиты. Активность ионов
- •ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ К ТЕМЕ IV. РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ. ИОННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ. ПОВЕДЕНИЕ СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ. ЗАКОН РАЗБАВЛЕНИЯ ОСТВАЛЬДА. ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ
- •Ответы к тесту на стр. 210
- •ТЕМА V. БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ
- •5.1. Основные понятия и определения
- •5.2. Расчет рН буферных систем I типа
- •5.3. Расчет рН и рОН буферных систем II типа
- •5.4. Механизм буферного действия
- •5.5. Расчет буферной емкости
- •5.6. Оценка буферной емкости и буферное отношение. Факторы, определяющие емкость буфера
- •ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ К ТЕМЕ V. БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ
- •Ответы к тесту на стр. 224
- •ТЕМА VI. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ
- •6.1. Осмотические свойства растворов
- •6.2. Закон Рауля и следствия из него
- •Криоскопия. Эбулиоскопия
- •ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ К ТЕМЕ VI. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ
- •Ответы к тесту на стр. 232
- •ТЕМА VII. ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ (ПР)
- •7.1. Понятие о произведении растворимости
- •7.2. Насыщенные, ненасыщенные, пересыщенные растворы с точки зрения теории произведения растворимости
- •7.3. Практическое применение ПР. Растворимость веществ
- •7.4. Условия растворения осадков
- •ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ К ТЕМЕ VII ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ (ПР)
- •Ответы к тесту на стр. 238
- •8.1. Поверхностное натяжение: физический смысл, факторы, от которых зависит σ
- •8.2. Адсорбция на поверхности жидкости. Правило Дюкло-Траубе
- •8.3. Адсорбция на твердых сорбентах
- •ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ К ТЕМЕ VIII. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. АДСОРБЦИЯ
- •Ответы к тесту на стр. 253
- •9.1. Классификация дисперсных систем
- •9.2. Методы получения лиофобных коллоидов
- •9.3. Строение коллоидной мицеллы
- •9.4. Двойной электрический слой и электрокинетические явления
- •9.5. Коагуляция лиофобных коллоидов
- •9.6. Стабилизация золей. Коллоидная защита. Очистка золей. Гели
- •ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ К ТЕМЕ IX. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ
- •Ответы к тесту на стр. 261
- •Тема Х. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
- •10.1. Понятие о комплексных соединениях. Строение комплексных соединений
- •10.2. Классификация и номенклатура комплексных соединений
- •10.3. Поведение комплексных соединений в растворе
- •ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ К ТЕМЕ Х. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
- •Ответы к тесту на стр.268
- •ТЕМА XI. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ
- •11.1. Степень окисления
- •11.3. Типы окислительно-восстановительных реакций
- •11.4. Методы составления ОВР
- •11.5. Расчет молярной массы эквивалента окислителя и восстановителя
- •ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ К ТЕМЕ XI. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ
- •Ответы к тесту на стр. 274
- •ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ
- •ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ТЕМЕ IV. РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ. ИОННЫЕ РАВНОВЕСИЯ В РАСТВОРАХ. ПОВЕДЕНИЕ СЛАБЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ. ЗАКОН РАЗБАВЛЕНИЯ ОСТВАЛЬДА. ИОННОЕ ПРОИЗВЕДЕНИЕ ВОДЫ
- •ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ТЕМЕ V. БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ
- •ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ТЕМЕ VI. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ
- •ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ТЕМЕ VII ПРОИЗВЕДЕНИЕ РАСТВОРИМОСТИ (ПР)
- •ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ТЕМЕ VIII. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. АДСОРБЦИЯ
- •ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ТЕМЕ IX. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ
- •ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ТЕМЕ Х. КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ
- •ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ТЕМЕ XI. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ
- •ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ
- •ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ
- •ПРИЛОЖЕНИЯ
- •РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
ОТВЕТЫ К ТЕСТОВЫМ ЗАДАНИЯМ ПО ТЕМЕ V. БУФЕРНЫЕ СИСТЕМЫ
1.2; 2.3; 3.4; 4.1; 5.2; 6.2; 7.1; 8.1; 9.1;10.2.
11. Гидрокарбонатная буферная система относится к буферным
системам I типа, состоящих из слабой кислоты (
Н |
СО |
3 |
2 |
|
) и соли
этой кислоты и сильного основания (
NaHCO |
3 |
|
). Расчет рН
буферных систем I типа ведется по формуле:
рН рК |
|
lg |
С |
соли |
V |
|
|
|
|
соли |
|||
кисл. |
С |
|
|
V |
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
к ты |
|||
|
|
|
|
к ты |
||
.
Подставляем данные задачи в формулу:
рН , lg |
, |
, lg |
|
|
, |
|
|||
|
|
рН = 5,8.
Правильный ответ 2.
,
.
12. Фосфатная буферная система, относящаяся к буферным системам I типа, состоит из двух солей: дигидрофосфата натрия
(
NaH PO |
4 |
2 |
), который выполняет роль кислоты, и гидрофосфата
натрия
(
Na |
HPO |
4 |
2 |
|
), который выполняет роль протолитического
основания и является «солью» буферной системы. Подставляем данные задачи в формулу для расчета рН буферных систем
I типа:
рН рК |
|
lg |
С |
соли |
V |
|
|
|
|
соли |
|||
кисл. |
С |
|
|
V |
||
|
|
|
|
|||
|
|
|
к ты |
|||
|
|
|
|
к ты |
||
.
«Соль» - это
Na |
HPO |
4 |
2 |
|
(гидрофосфат натрия),
«Кислота» - это NaH2PO4 (дигидрофосфат натрия).
рН , lg , , lg , , , .,
рН = 5,8.
Правильный ответ 3.
13. Оксигемоглобиновая буферная система относится к буферным системам I типа, состоит из слабой
233
оксигемоглобиновой кислоты
KHbO . |
Используем |
2 |
|
HHbO |
2 |
|
для
и соли этой кислоты расчета формулу:
рН рК |
|
lg |
С |
соли |
V |
|
||
|
|
|
соли |
. |
||||
кисл. |
С |
|
|
V |
||||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
к ты |
|
||||
|
|
|
|
к ты |
|
|||
рН , lg |
|
, lg , , . |
||||||
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
рН = 8,2.
Правильный ответ 4.
14. 1; 15.4
16. Аммиачная буферная система относится к буферным системам II типа, состоящих из слабого основания ( NH3 H2O )
и соли этого основания и сильной кислоты ( NH4Cl ). Для расчета рН буферной системы II типа используется формула:
рН (рК |
осн |
lg |
|
|
С |
соли |
V |
|
|
|
соли |
|||
С |
|
V |
) |
|
осн |
|
|||
|
|
осн |
|
|
.
Подставляем данные задачи в формулу для расчета:
рН ( , lg |
, |
) ( , lg , ) ( , ) , |
|
, |
|||
|
|
рН = 10,26.
Правильный ответ 1.
17. Анилиновая буферная система
системам |
II |
типа и |
состоит |
C6 H5 NH2 |
H2O и его соли C6 H5 NH3 |
||
для расчета |
рН |
буферных |
|
относится к буферным из слабого основания
Cl . Используем формулу систем II типа:
рН (рК |
осн |
lg |
|
|
С |
соли |
V |
|
|
|
соли |
|||
С |
|
V |
) |
|
осн |
|
|||
|
|
осн |
|
|
.
Подставляем данные задачи в формулу для расчета:
рН ( , lg , ) ( , lg , ) ( , ) , .,
рН = 5,62.
234
Правильный ответ 4.
18. аммиачная системам II типа
буферная система относится и состоит из слабого основания
к буферным
NH3 H2O и
его соли NH4Cl . Для расчета рОН буферных систем II типа
используется формула:
рОН рК |
|
lg |
С |
соли |
V |
|
|
|
|
соли |
. |
||||
осн |
C |
|
V |
||||
|
|
|
|
||||
|
|
|
осн |
|
|||
|
|
|
|
|
осн |
|
|
Подставляем данные задачи в формулу для расчета:
рОН , lg |
, |
, lg , , . |
|
, |
|||
|
|
рОН = 5,76. pH = 14 – pH = 8,24
Правильный ответ 2.
19.2; 20. 3; 21. 3; 22. 4; 23. 3; 24. 2; 25. 2; 26. 3; 27. 2; 28. 3; 29. 2; 30. 1
31. Буферная емкость по кислоте
Вк
(или
В |
А |
|
) измеряется
числом моль эквивалентов посторонней сильной кислоты, добавленных к 1 л раствора, чтобы изменить его рН на единицу.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
э |
|
|
В |
|
(В |
|
) |
сильн.к ты |
, моль экв/л |
|
к |
А |
рН V |
|||||
|
|
|
(л) |
||||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
буфера |
|
Подставим данные задачи в формулу для вычисления буферной
емкости. Учтем, что
Vб = 30 мл
VHCl = 3 мл
э
э |
V |
С |
.
|
C |
HCl = 0,1 |
В |
|
|
|
к |
|
моль/л |
|
|
|
рН = 0,1 |
|
|
|
Вк - ? |
|
|
Вк = 0,1 моль экв/л |
|||
|
ν |
э |
|
С |
|
V |
|
, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
НС |
|
|
HCl |
HCl |
|
|
, моль экв/л |
|
рН |
V (л) |
рН V |
, |
|||||||
|
|
|
|
|||||||
|
|
б |
|
|
|
б |
|
|
|
|
. Правильный ответ 2:
235
32. Буферная емкость по основанию измеряется числом моль эквивалентов постороннего сильного основания, которые нужно добавить к буферу объемом 1 л чтобы изменить его рН на единицу.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
э |
|
В |
(В |
|
) |
сильн.осн. |
, моль экв/л |
В |
|
||||
о |
|
|
рН V |
(л) |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
буфера |
|
Подставим данные задачи в формулу для вычисления буферной
емкости. Учтем, что |
|
э |
|
э |
V . |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|||||||
V = 50 мл |
|
|
|
|
|
|
NaOH |
|
С |
V |
1 5 |
|
|||
B |
|
В |
о |
|
|
|
|
|
|
NaOH NaOН |
|
|
1моль экв/л |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
VNaOH = 5 мл |
|
|
|
рН VБ (л) |
|
рН VБ |
0,1 50 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
CNaOH = |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
моль/л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
рН = 0,1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
B |
|
B |
o |
|
|
0 - ?
= 1 моль экв/л. Правильный ответ 3.
33.Запишем механизм буферного действия ацетатной буферной системы:
|
|
3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
COOH CH |
COONa |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
3 |
COOH |
|
|
|
|
3 |
COO |
|
H |
|
|
CH |
|
|
|
|
CH |
|
|
||||
|
|
3 |
|
3 |
COO |
|
Na |
|
|
|
|
|
|
CH |
COONa CH |
|
|
|
|
|
|||||
|
добавим постороннюю сильную кислоту НС1. В действие |
|||||||||||
вступит соль буфера: |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
CH |
COONa HCl CH |
COOH NaCl |
|
|
||||||||
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
Получается, что чем больше в буфере соли, тем больше посторонней сильной кислоты можно нейтрализовать.
236
Буферная емкость по кислоте определяется числом моль соли в буфере: Вк .
|
|
|
|
|
ν |
|
|
|
С |
|
|
|
добавим постороннее сильное основание NaOH. В |
||
действие вступит кислота буфера: |
|
||
CH |
COOH NaOH CH |
COONa H |
O |
3 |
3 |
2 |
|
Получается, что чем больше в буфере кислоты, тем больше постороннего сильного основания можно нейтрализовать. Буферная емкость по основанию определяется числом моль
кислоты в буфере: Во .
νк
Считаем число моль соли и кислоты:
ν |
СH |
COONa(соли) |
С V(л) , , , моль |
|
|
|
|
ν |
СН |
СООН(к ты) |
|
С V(л) , , , моль |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ν |
с |
ν |
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
В |
к |
В |
о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Т.к. соли в буфере больше, |
то буферная емкость по кислоте |
|||||||||||||||||||||
больше, чем буферная емкость по основанию: |
B |
k |
B |
o . |
||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||
Правильный ответ 1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
34. |
|
Буферным |
|
|
отношением для БС I |
|
типа |
называют |
||||||||||||||
соотношение, |
|
c |
/ |
k |
, |
стоящее под логарифмом в формуле для |
||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вычисления рН: |
|
|
рН рК |
|
lg |
νс |
. |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
к ты |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
νк |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Механизм буферного действия: |
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
HHbO2 KHbO2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
HHbO |
2 |
|
|
|
|
|
|
H HbO |
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
||
237
KHbO |
|
K |
|
HbO |
|
2 |
|
2 |
|||
|
|
|
|
добавим постороннюю сильную кислоту НС1. Ее нейтрализует соль буфера:
KHbO |
2 |
HCl HHbO |
2 |
KCl |
|
|
|
Чем больше в буфере соли, тем больше посторонней кислоты можно нейтрализовать, тем больше буферная емкость по
кислоте:
В |
к |
|
|
|
|
ν |
|
С |
|
.
добавим постороннее сильное основание КOH. Его нейтрализует кислота буфера:
HHbO |
2 |
KOH KHbO |
2 |
H |
O |
|
|
2 |
|
Чем больше в буфере кислоты, тем больше постороннего сильного основания можно нейтрализовать, тем больше
буферная емкость по основанию:
В |
о |
|
|
|
|
ν |
к |
. В данной буферной
системе буферная емкость по кислоте больше:
B |
k |
|
B |
o |
|
.
Вспомним, какой компонент буферной системы |
какую |
|
Вк Во |
|
|
буферную емкость характеризует и поставим знак > : |
|
, |
νс |
νк |
|
т.е. в буфере соли было больше,
значит буферное отношение c / k 1.
Правильный ответ 1.
238
35. Аммиачная буферная система относится к буферным системам II типа. Запишем механизм буферного действия:
NH3 H2O NH4Cl
NH |
H |
O |
|
|
3 |
2 |
|
|
|
NH |
Cl NH |
|
||
4 |
||||
4 |
|
|
||
NH |
|
OH |
|
|
4 |
|
|||
|
|
|
|
|
Cl |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
добавим постороннюю сильную кислоту НС1. Ее нейтрализует соль буфера:
NH |
H |
O HCl NH |
Cl H |
O |
3 |
2 |
4 |
2 |
|
Чем больше в буфере основания, тем больше посторонней сильной кислоты можно нейтрализовать, тем больше буферная
емкость по кислоте: |
Вк . |
|
|
|
|
|
ν |
о |
добавим постороннее сильное основание NaOH. Его нейтрализует кислота буфера:
NH |
Cl NaOH NH |
H |
O NaCl |
4 |
3 |
2 |
|
Чем больше в буфере соли, тем больше постороннего сильного основания можно нейтрализовать, тем больше буферная
емкость по основанию:
В |
о |
|
|
|
|
νС |
|
. В данной буферной системе
буферная емкость по кислоте больше:
B |
k |
|
B |
o |
|
. Вспомним,
какой компонент буферной системы
характеризует и поставим знак > :
какую
В |
к |
В |
о |
νо νс
буферную емкость
, значит, в буфере
основания было больше, т.е. буферное отношение с / o 1.
239
Правильный ответ 2: с
36. ацетатная буферная
/ o |
1. |
система – БС I типа. с / k 1 =>
|
с |
|
|
k |
|
, т.е. в буфере соли меньше, чем кислоты. Соль буфера
нейтрализует постороннюю сильную кислоту и характеризует буферную емкость по кислоте:
ν |
с |
|
|
|
|
В |
к |
|
|
.
Кислота буфера нейтрализует постороннее сильное основание и
характеризует буферную емкость по основанию: |
νк . |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Во |
|
В |
|
данной |
буферной системе соли |
меньше, |
чем |
кислоты: |
|||
ν |
с |
ν |
к |
|
|
|
|
|
|
|
|
, значит и буферная емкость по кислоте меньше, чем |
|||||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
||||
Вк |
В |
о |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
буферная |
емкость по основанию. |
Правильный |
ответ 2: |
||||||
Bk |
Bo . |
|
|
|
|
||||
37. 3; 38. 1; 39. 4; 40. 2; 41. 1; 42.3; 43.2
240