- •Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации
- •Тема : Способы выражения состава растворов. Приготовление растворов. Теоретический материал к занятию:
- •Формулы перехода от одних способов выражения состава раствора к другим
- •Тема: Способы выражения состава растворов. Приготовление растворов Решение задач
- •Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».
- •Тема: Количественный анализ. Теоретический материал к занятию:
- •Домашнее задание:
- •Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».
- •Лабораторная работа. Определение массы гидроксида натрия в растворе.
- •Тема: Принципы качественного анализа. Теоретический материал к занятию:
- •Лабораторная работа. Качественные и групповые реакции ионов.
- •Модуль №02.
- •Примеры решения типовых задач Пример 1
- •Пример 2
- •Пример 3.
- •Пример 4.
- •Пример 5.
- •Пример 6.
- •Пример 7.
- •Пример 8.
- •Пример 9.
- •Пример 10.
- •Для реакции
- •Пример 11.
- •Химическая термодинамика. Энергетика химических реакций.
- •Лабораторная работа. Определение стандартной энтальпии реакции нейтрализации.
- •Тема: Химическая кинетика. Теоретический материал к занятию:
- •Истинная скорость (в любой момент времени) определяется первой производной концентрации по времени:
- •Примеры решения типовых задач Пример 1
- •Определите порядок реакции
- •Пример 2
- •Пример 3
- •Пример 4
- •Пример 5
- •Для ответа на вопрос а) воспользуемся модифицированым уравнением:
- •Пример 6
- •Пример 7
- •Пример 8
- •Пример 9
- •Пример 10
- •Пример 11
- •Пример 12
- •Лабораторная работа. Определение кинетических характеристик реакции окисления йодид йонов пероксидом водорода. (Оценка практических навыков.)
- •Приготовление реакционной смеси.
- •Проведение измерений при комнатной температуре.
- •Проведение измерений при повышенной температуре.
- •Проведение измерений в присутствии катализатора.
- •Тема: Свойства водных растворов Теоретический материал к занятию:
- •Примеры решения типовых задач Пример 1
- •Пример 2
- •Пример 3
- •Пример 4
- •Пример 5
- •Пример 6
- •Пример 7
- •Лабораторная работа. Наблюдение явлений плазмолиза и гемолиза эритроцитов.
- •Свойства растворов
- •Протолитические равновесия и процессы
- •Примеры решения типовых задач
- •Пример 9
- •M(сн3соок)
- •0,0482 Моль/л 0,1 л 98 г/моль
- •Пример 16
- •Пример 20
- •Домашнее задание:
- •Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».
- •Тема: Свойства буферных растворов. Лабораторная работа. Свойства буферных растворов, определение буферной емкости.
- •Экспериментальные данные
- •Расчет рН
- •Лигандообменные равновесия и процессы
- •Примеры решения типовых задач
- •Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».
- •Изучение реакций комплексообразования с неорганическими лигандами.
- •Редокс-равновесия и редокс-процессы
- •Примеры решения типовых задач Пример 1
- •Пример 2 . Определение направления редокс-процесса в стандартном состоянии
- •Пример 3
- •Пример 4
- •Пример 5
- •Пример 6
- •Пример 7
- •Пример 8
- •Пример 9
- •Пример 10
- •Пример 11
- •Пример 12
- •Пример 13
- •Пример 14
- •После введения некоторого количества протолита значение редокс-потенциала системы уменьшается:
- •Пример 15
- •Пример 16
- •Пример 17
- •Пример 18
- •Пример 19
- •Ответ: эдс гальванического элемента равна 0,118 в.
- •Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».
- •Изучение зависимости редокс-потенциала от соотношения концентраций окисленной и восстановленной форм
- •Изучение влияния лигандного окружения на редокс-потенциал
- •Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».
- •Изучение влияния рН на редокс-потенциал.
- •Измерение рН растворов с помощью стеклянного электрода
- •Влияние различных факторов на адсорбцию из растворов
- •Хроматография
- •Получение, очистка и свойства коллоидных растворов
Пример 9
Расчет рН растворов гидролизующихся солей
Вычислите рН раствора NH4NO3 с концентрацией 0,1 моль/л.
Решение. NH4NO3 - соль, образованная слабым основанием и сильной кислотой.
Соли такого типа гидролизуются по катиону:
NH4+ +Н2О NH3 + H3О+
При решении задачи воспользуемся уравнением:
pH=7 – 0,5 (pKb + lg c(HB+)).
Предварительно, определив рKb (табл. ):
р Kb = 14 - р Kа = 14 - 9,24 = 4,76, вычислим рН: рН = 7 – 0,5 (4,76 + lg 0,1) = 5,12.
Анализ полученного ответа: Задача решена верно, т.к. раствор соли NH4NO3 имеет кислую среду (рН < 7).
Пример 10 Расчет степени ионизации
Вычислите степень ионизации фенолфталеина в растворе с рН 9,2.
Решение. Для расчета степени ионизации индикатора используют формулу:
рН = рКа + lg- ,
1 - где - степень ионизации индикатора.
рКа – показатель константы ионизации индикатора( табличная величина; табл. )
Подставляя в данное уравнение известное по условию задачи значение рН раствора и определив по таблице ( ) рКа(фенолфталеина) = 9,37, вычислим :
9,2 = 9,37 + lg-
1 - = 0,4034
Ответ: 0,4034.
Пример 11 Расчет константы протолитического равновесия
Силовые показатели щавелевой кислоты по первой и второй ступеням равны 1,25 и 4,27, соответственно. Вычислите константу равновесия процесса:
НООС-СООН 2Н+ + -ООС-СОО-
Решение. Запишем процесс диссоциации кислоты по ступеням:
Н2С2О4 Н+ + НС2О4-
НС2О4- Н+ + С2О42-
Запишем выражение для константы суммарного процесса:
с2(Н+)с(НС2О4-)с(С2О42-) К = = Ка1Ка2
с(Н2С2О4)с(НС2О4-)
Учитывая, что Ка = 10- рКа , вычислим константу равновесия процесса:
НООС-СООН 2Н+ + -ООС-СОО- К= Ка1Ка2 = 10-1,2510-4,27 = 3,019 10-6.
Ответ: 3,019 10-6.
Пример 12 Расчет рН буферных растворов
При определении альбумина по реакции с бромкрезоловым зеленым применяют ацетатный буфер. Уксусную кислоту объемом 50 мл смешивают с 13,2 мл раствора гидроксида натрия (концентрация каждого раствора равна 1 моль/л) и объем доводят дистиллированной водой до 1 л. Вычислите рН используемого раствора.
Решение. При смешении двух растворов протекает реакция:
CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2О ,
а1 b2 b1 а2
в результате которой образуется ацетатный буферный раствор.
Вычислив концентрации компонентов буферного раствора, воспользуемся уравнением:
рН = рKа + lg сосн/ скисл где рKа - табличная величина, (табл. ).
Для ацетатного буфера сb = с(СН3СООNа); са = с(СН3СООН).
CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2О
Было:50 ммоль 13,2 ммоль
Осталось: (50 - 13,2) ммоль
с(СН3СООН) после смеш. = /V буф.р-ра = (50 – 13,2) ммоль/1 л
с (CH3COONa) после смеш. = /V буф.р-ра = 13,2 ммоль/1 л = 13,2 ммоль/л
Для расчета рН буферного раствора воспользуемся уравнением, подставив в него известные значения:
13,2 ммоль/л
pH=4,76 + lg
(50 – 13,2) ммоль/л
рН = 4,32
Ответ: рН буферного раствора равен 4,32.
Пример 13 Расчет масс веществ для приготовления буферного раствора с заданными параметрами
Вычислите массу хлорида аммония, которую следует добавить к раствору аммиака с концентрацией 0,137 моль/л и объемом 2 л, чтобы получить буферный раствор с рН 10,34.
Решение. Запишем протолитическое равновесие:
NH3 + Н2О = NH4+ + ОН-
b1 а2 a1 b2
При решении задачи воспользуемся уравнением. Для аммиачного буфера, состоящего из аммиака и хлорида аммония
сb = с(NH3); сa = с(NH4+)
Концентрацию NH4+ выразим:
m(NH4Cl)
с (NH4+) =
M(NH4Cl)V
Тогда уравнение примет вид:
с(NH3) M(NH4Cl)V
рН = рКа + lg
m(NH4Cl)
Преобразуем данное выражение:
с(NH3) M(NH4Cl)V
= 101,1
m(NH4Cl)
с(NH3)M(NH4Cl)V
= 12,59
m(NH4Cl)
Подставив в полученное выражение известные величины, вычислим m:
0,137 моль/л 53,5 г/моль 2л
= 1,16
12,59 m = 1,16
Ответ: для получения буферного раствора с рН 10,34 необходимо взять 1,16 г хлорида аммония.
Пример 14 Расчет массы одного из компонентов буферного раствора с заданными параметрами
Имеется 100 мл раствора уксусной кислоты, в котором степень ее диссоциации равна 1,9 %. Вычислите массу ацетата калия, которую следует добавить в этот раствор для получения буферного раствора с рН 4,0.
Решение. Связь между степенью диссоциации и константой диссоциации слабых электролитов описывается уравнением Оствальда:
2с
К =
1
Расчет объемов веществ для приготовления буферного раствора с заданными параметрами 1, величиной в знаменателе можно пренебречь, т.к.
1 1 и уравнение примет более простой вид:
К = 2с
K 1,74·10-5
Откуда с = = = 0,0482 моль/л
2 (0,019)2
Для ацетатного буфера сb = с(СН3СООК); са = с(СН3СООН).
Для расчета массы соли воспользуемся уравнением [5.13], подставив в него известные значения:
m(СН3СООК)
рН = рКа + lg ,
с(СН3СООН)V(СН3СООН) M (СН3СООК)
где рKа - табличная величина, (табл. ).