Slyshenkov_Rabochaja_tetrad

14.(454). Раствор, содержащий 0,05 моль сульфата алюминия в 100 г воды, замерзает при – 4,19 ºС. Определить кажущуюся степень диссоциации соли в растворе.

15.(456). При какой приблизительно температуре будет кипеть раствор сахара в воде, концентрация которого 0,5 (50%) масс. доли?

16.(459). При растворении 6,48 г серы в 80 г бензола температура кипения последнего повысилась на 0,81 ºС. Из скольких атомов состоят молекулы серы в растворе?

17.(462). При растворении 2,05 г едкого натра в 100 г воды температура кипения повысилась на 0,496 ºС. Определить кажущуюся степень диссоциации NaOH в данном растворе.

18.(467). Вычислить температуру замерзания раствора 7,308 г хлорида натрия в 250 г воды, если при 18 ºС осмотическое давление указанного раствора 2,1077*106 Па. Плотность раствора 1,1.

План занятия №5

«______»____________200____г. I. Повторение темы занятия №4

Контрольная работа №4 по темам: «Растворы», «Фазовое равновесие». II. Тема занятия №5: «Электродные процессы»

Вопросы для обсуждения

1.Гальванический элемент. Схема записи гальванического элемента. Электрохимический потенциал и равновесие на границе металл-раствор. Типы скачков потенциалов в гальваническом элементе.

2.Электродные реакции. Электродный потенциал. Уравнение Нернста для электродного потенциала.

3.Метод определения электродных потенциалов. Стандартный водородный электрод. Электроды сравнения (каломельный и хлорсеребряный). Стандартные электродные потенциалы.

4.Классификация электродов: электроды первого и второго рода, окислительновосстановительные, газовые, мембранный электрод.

5.ЭДС цепи. Зависимость ЭДС от активности ионов в растворе (уравнение Нернста).

6.Классификация электрохимических цепей.

8.Концентрационные цепи (пример). Диффузионный потенциал, причины его возникновения и устранения. Уравнение ЭДС для концентрационной цепи.

9.Определение рН растворов с помощью хингидронного, водородного, стеклянного электродов.

10.Электролиз. Законы Фарадея.

III.Решение типовых задач

1.Расчеты по электропроводности растворов электролитов.

2.Определение ЭДС электрохимических систем.

3.Определение электродных потенциалов.

4.Определение параметров химического равновесия в растворах электролитов и связанных с ними величин.

IV. Выполнение лабораторной работы по плану

V.Защита лабораторной работы

VI. Задание на дом

1.Подготовиться к обсуждению вопросов занятия №6 «Химическая кинетика».

2.Решить задачи [10]: с.108 № 56, с. 118 № 3, с. 120 № 12, с. 32 № 39, 43.

3.Подготовиться к лабораторной работе по плану.

40

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

4.Подготовиться к контрольной работе по темам занятия №3 «Растворы электролитов» и занятия №5

Задачи занятия №5

1.(1).Применяя уравнение Дебая – Гюккеля, вычислить средний коэффициент активности и активность ионов в растворе 0,02 m сульфата натрия при 25 ºС. А=0,5117.

2.(620). Через раствор иодида бария пропускают 18 мин ток силой 5,2 А. Какие реакции протекают на электродах? Какие вещества и в каких количествах выделятся на электродах? Выход по току 75 %.

3.(621). Сколько граммов КОН образуется при электролизе раствора КС1, если на аноде выделилось 10,85 л хлора, объем которого измерен при 22 ºС и 99975 Па?

4.(616). Сколько граммов серной кислоты образуется при электролизе раствора медного купороса в течение 3 ч 10 мин при силе тока 0,56 А? Выход по току 80 %.

5.657. В сосуд для измерения электрической проводимости помещены круглые платиновые электроды диаметром 2,26 см. Расстояние между электродами 1,68 см.

Сосуд заполнен 0,01 н. NaNO3. При напряжении 0,5 В через данный раствор проходит ток илой 1,17 мА.

6.Вычислить удельную и эквивалентную электрическую проводимость раствора NaNO3.

7.(661). Сосуд для измерения электрической проводимости, заполненный 0,02 н. К.С1,

при 20 ºС имеет сопротивление 82,4 Ом, а заполненный 0,005 н. K2SО4 – 326 Ом. Вычислить эквивалентную электрическую проводимость раствора K2SО4.

8.(662). Сосуд для измерения электрической проводимости, заполненный 0,02 н. КС1,

имеет при 18 ºС сопротивление 35,16 Ом, а заполненный 0,1 н. СН3СООН – 179 Ом. Вычислить степень электролитической диссоциации и константу диссоциации СНзСООН.

9.(667). Удельная электрическая проводимость раствора H2SО4 концентрации 5 % (масс. доли, %) при 18 ºС равна 20,85 См/м, плотность раствора 1,033 г/см3. Вычислить кажущуюся концентрацию ионов водорода в растворе.

10.(663). Удельная электрическая проводимость 0,509 н. КС1 при 18 ºС 4,54 См/м. Вычислить кажущуюся степень диссоциации КС1 в данном растворе.

11.(692). При 25 ºС потенциал кадмиевого электрода, погруженного в 0,01 т CdSО4 по отношению к нормальному водородному электроду, равен -0,473 В. Вычислить нормальный потенциал кадмия для той же температуры *.

12.(697). Вычислить при 25 ºС потенциал цинкового электрода, погруженного в 150 см3 раствора, содержащего 0,2 г сульфата цинка; степень диссоциации соли в растворе принять равной единице.

13.(720). Вычислить ЭДС гальванического элемента при 18 ºС: ( + ) Ag | AgNО3 (0,5M) ||

(0,05M) AgNO3 | Ag ( - ). Эквивалентная электрическая проводимость 0,05 М AgNO3 9,95 См*м2/кмольэкв, а 0,5 М AgNO3 7,75 См*м2/кмольэкв.

14.(716). ЭДС гальванического элемента, состоящего из насыщенного каломельного и цинкового электродов, при 25 ºС компенсируется при положении ползунка на делении 66,2 см. Вычислить потенциал цинкового электрода, если отрезок на мостике при компенсации элемента Вестона равен 64,7 см.

15.(2). Вычислить ЭДС гальванического элемента (+)Cu | CuSO4 0,1 m || TlCl 0,01 m | Tl при 25 ºC.

16.(5). Вычислить ПР(AgI) при 25 ºС, если потенциал серебряного электрода, погруженного в насыщенный раствор AgI равен 0,325 В (относительно водородного электрода).

17.(6).Рассчитать максимальную работу и изменение энтальпии для гальванического элемента Вестона, если известна эдс этого элемента при двух температурах: при 293 К –

1,01830 В и при 298 – 1,01807 В.

41

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

План занятия №6

«______»____________200____г. I. Повторение темы занятия №5

Контрольная работа №5 по темам: «Растворы электролитов», «Электродные процессы»

II. Тема занятия №6: «Химическая кинетика» Вопросы для обсуждения

1.Химическая кинетика. Скорость химической реакции. Факторы, влияющие на скорость реакции. Основной постулат химической кинетики.

2.Кинетические уравнения. Константа скорости. Порядок реакции. Простые и сложные реакции. Моно-, би-, тримолекулярные реакции.

3.Определение константы скорости реакции. Дифференциальные и интегральные кинетические уравнения реакций первого и второго порядков. Время полупревращения. Размерности констант скоростей 1 и 2-го порядков.

4.Влияние температуры на скорость химической реакции. Уравнение Аррениуса. Энергия активации и методы ее определения.

5.Катализ. Представление о механизме действия катализаторов. Ферменты как биокатализаторы.

III.Решение типовых задач

1.Определение константы скорости реакции, скорости, концентрации реагирующих веществ.

2.Определение порядка реакции.

3.Определение энергии активации реакции.

IV. Выполнение лабораторной работы по плану

V. Защита лабораторной работы

VI. Задание на дом

1.Подготовиться к обсуждению вопросов занятия №7 «Поверхностные явления в дисперсных системах».

2.Решить задачи [10]: с.148 №2, 5, 13, 14.

3.Подготовиться к лабораторной работе по плану.

4.Подготовиться к контрольной работе по темам «Химическая кинетика».

Задачи занятия №6

1.(503). Как изменятся скорости прямой и обратной реакций 2NO+O2=2NO2 при увеличении давления в три раза при постоянной температуре?

2.(504). Во сколько раз увеличится скорость прямой реакции 2SO+O=2SO3, протекающей в закрытом сосуде, если увеличить давление в 5 раз без изменения температуры?

3.(505). В растворе, содержащем 1 моль хлорида олова (II) и 2 моль хлорида железа (III),

протекает реакция по уравнению SnCI2 + 2FеС1з = SnCl4 + 2FeCl2 Во сколько раз уменьшится скорость прямой реакции после того, как прореагирует 0,65 моль SnCl2?

4.(506). Разложение оксида азота (I) на поверхности золота при высших температурах

протекает по уравнению N2O N2+O. Константа скорости данной реакции при 900 ºС 5*10-4. Начальная концентрация N2О 3,2 моль/л. Определить скорость реакции при указанной температуре в начальный момент и когда произойдет разложение 78% начального количества оксида.

5.(510). Константа распада Ra А равна 3,79*10-3 с-1. Определить период половины превращения и время, за которое Ra А распадается на 90 %.

6.(518). При изучении кинетики реакции инверсии сахара получены данные

42

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Рассчитать среднее значение константы скорости реакции при указанной температуре

и время, за которое прореагирует 60 % введенного в реакцию сахара.

7.(525). Константа скорости двумолекулярной реакции омыления этилового эфира уксусной кислоты едким натром при 10 ºС равна 2,38 л/моль*мин. Какое время потребуется на омыление 80 % эфира, если смешать при 10 ºС а) 1 л 0,04 н раствора этилацетата с 1 л 0,04 н едкого натра, б) 2 л 0,03 н эфира 1 л 0,02 н едкого натра.

8.(526). Реакция омыления уксуснометилового эфира щелочью протекает как реакция

второго порядка по уравнению СНзСООСН3 + NaOH = CH3COONa + СНзОН Для этой реакции при 25 ºС получены следующие данные: время, мин 3, 7, 10, 15, 25, а

соответсвующие концентрации NaOH в моль/л 0,00740 0,00550 0,00464 0,00363 0,00254.

Исходные концентрации щелочи и эфира одинаковы и равны 0,01 моль/л. Определить среднее значение константы скорости реакции при 25 ºС и время, за которое произойдет омыление 50 % эфира.

9.(537). Константа скорости омыления уксусноэтилового эфира едким натром при 9,4 ºС равна 2,37, а при 14,4 ºС 3,204. Вычислить по уравнениям Аррениуса и Вант-Гоффа, при какой температуре константа скорости будет равна 15.

10.(540). При 25 и 40 ºС константы скорости реакции разложения гипохлорита натрия в растворе равны соответственно 0,0093 и 0,0342. Вычислить по уравнению Аррениуса, использовав приближенное правило Вант-Гоффа, константу скорости этой реакции при

50 ºС.

11.(541). Определить порядок реакции взаимодействия брома и этилового спирта если

получены следующие данные: в начальный момент времени для первого опыта С0 для брома 0,00814 моль/л, а через 4 минуты 0,00610 моль/л, для второго опыта соответственно 0,0024 моль/л и 0,00314 моль/л.

12.(6). Определить порядок реакции и среднюю константу скорости реакции разложения

N2O5, растворенного в четыреххлористом углероде при 45 ºС, используя следующие опытные данные: время, мин 0; 5,7; 16,9; 35,51 и соответствующие им концентрации

N2O5 в моль/л 2,08; 1,67; 1,11; 0,55.

План занятия №7

«______»____________200____г. I. Повторение темы занятия №6

Контрольная работа №6 по теме «Химическая кинетика»

II. Тема занятия №7: «Поверхностные явления в дисперсных системах» Вопросы для обсуждения

1.Классификация дисперсных систем. Поверхностные явления в дисперсных системах. Поверхностное натяжение. Основы термодинамики поверхностных явлений.

2.Адгезия и когезия. Смачивание и растекание. Роль капиллярных явлений в биологических системах.

3.Адсорбция. Основные понятия и определения. Общий обзор сорбционных явлений. Теории адсорбции, природа адсорбционных взаимодействий.

4.Адсорбция на границе твердое тело – газ, твердое тело – раствор, раствор – газ.

5.Молекулярная адсорбция из растворов, уравнение изотермы мономолекулярной адсорбции (Лэнгмюра), правило Ребиндера. Адсорбция электролитов. Адсорбенты.

6.Хроматография. Сорбционные методы удаления токсических веществ из организма.

7.Электрические свойства дисперсных систем. Двойной электрический слой. Электрокинетический потенциал. Электрокинетические явления.

8.Строение мицелл в гидрофобных коллоидных системах.

9.Коагуляция лиофобных золей электролитами. Влияние температуры и глубокого диализа. Кинетика коагуляции.

III.Решение типовых задач

1.Расчеты на поверхностные явления вещества.

43

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

2.Строение коллоидных частиц и определение порога коагуляции золей.

IV. Выполнение лабораторной работы по плану

V. Защита лабораторной работы

VI. Задание на дом

1.Подготовиться к обсуждению вопросов занятия №8 «Грубодисперсные системы. Растворы ВМС».

2.Решить задачи [10]: с.156 № 4, 13; с. 161 № 52, 54.

3.Подготовиться к лабораторной работе по плану.

4.Подготовиться к контрольной работе №7 по темам: «Поверхностные явления в дисперсных системах», «Грубодисперсные системы. Растворы ВМС».

Задачи занятия №7

1.(742). Вычислить суммарную площадь поверхности 2 г платины, раздробленной на правильные кубики с длиной ребра 10-6 см. Плотность платины 21,4 г/см3.

2.(744). Золь ртути состоит из частиц шарообразной формы диаметром 6*10-6 см. Чему равна суммарная площадь поверхности частиц, образовавшихся из 0,5 см3 ртути?

3.(746). Золь ртути состоит из шариков диаметром 6*10-6 см. Чему равна: а) суммарная

площадь поверхности частиц; б) общее число частиц в растворе при дроблении 1 г ртути? Плотность ртути 13,546 г/см3.

4.(748). Определить поверхностный избыток (кмоль/м2) для водных растворов фенола при 20 ºС на основании приведенных данных: концентрация фенола, кмоль/м3 0,0156; 0,0625; поверхностное натяжение, Н/м 58,2*10-3 ; 43,3*10-3.

5.(750). Определить поверхностный избыток (кмоль/м2) для 20 %-го раствора H2SО4 при 18 ºС, если поверхностное натяжение этого раствора 75,2*10-3 Н/м, а воды 73,05*10-3. Плотность раствора серной кислоты 1,143 г/см3.

6.(755). При изучении адсорбции уксусной кислоты углем были получены следующие данные (25 ºС): С, ммоль/см3 0,268 0,471 0,882; n/m 1,55 2,04 2,48. Определить графически и аналитически константы а и 1/b в уравнении изотермы адсорбции Фрейндлиха.

7.(777). Золь хлорида серебра получен смешением равных объемов 0,0095 М КС1 и 0,012

н. AgNO3. Написать мицеллу золя. Какой из электролитов: K3[Fe(CN)6], K4[Fе(СN)6] или MgSО4 будет обладать наименьшей коагулирующей способностью?

8.(777а). Золь сульфата бария получен смешением равных объемов 0,002 М хлорида бария и 0,01 н. cульфата натрия. Написать мицеллу золя. Какой из электролитов: NaCl, Al2(SO4)3, MgSО4 будет обладать наименьшей коагулирующей способностью?

План занятия №8

«______»____________200____г. I. Повторение темы занятия №7

Контрольная работа №7 по теме: «Поверхностные явления в дисперсных системах» II. Тема занятия №8: «Грубодисперсные системы. Растворы ВМС»

Вопросы для обсуждения

1.Устойчивость дисперсных систем. Кинетическая устойчивость дисперсных систем и седиментационное равновесие.

2.Агрегативная устойчивость. Устойчивость лиофобных коллоидов.

3.Эмульсии, их классификация, методы получения. Устойчивость эмульсий.

4.Пены. Суспензии. Аэрозоли.

5.Высокомолекулярные соединения. Полимеры. Структура полимера (химическое строение, молекулярная масса, форма макромолекул). Надмолекулярная структура полимеров. Гибкость макромолекул.

6.Агрегатные, фазовые, физические состояния полимеров. Релаксационные процессы в полимерах. Понятие о механохимии полимеров.

44

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

7.Растворы высокомолекулярных соединений. Общая характеристика растворов ВМС. Набухание и растворение ВМС. Размеры и форма макромолекул в растворе.

8.Термодинамические свойства растворов ВМС. Термодинамическая устойчивость растворов ВМС, нарушение устойчивости растворов ВМС (расслоение, высаливание, коацервация).

9.Вязкость растворов ВМС. Определение молекулярной массы ВМС. Полиэлектролиты.

III.Обобщение и систематизация знаний

1.Защита лабораторных работ.

2.Обсуждение ключевых вопросов и проблемных ситуаций по основным разделам физической и коллоидной химии, тестовые задания.

3.Подведение итогов освоения дисциплины студентами.

Рекомендуемая литература.

1.Балезин, С.А. Практикум по физической и коллоидной химии / С.А.Балезин. – М.: Просвещение, 1980.

2.Практикум по физической химии / под. ред. И.В.Кудряшова. – М.: Высш. шк., 1986.

3.Практикум по физической химии / под. ред. В.В.Буданова, Н.К.Воробьева – М.:

Химия, 1986.

4.Дулицкая, Р.А. Практикум по физической и коллоидной химии / Р.А.Дулицкая, Фельдман Р.И. – М.: Высш. шк., 1978.

5.Горшков, В.И. Физическая химия: учебник / В.И.Горшков, И.А.Кузнецов. – М.: Издво Моск. ун-та,1986.

6.Хмельницкий, Р.А. Физическая и коллоидная химия: учебник / Р.А.Хмельницкий. –

М.: Высш. шк., 1988.

7.Захарченко, В.Н., Коллоидная химия / В.Н.Захарченко. – М.: Высш. шк., 1989.

8.Фролов, Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы / Ю.Г.Фролов. – М.: Химия, 1989.

9.Краткий справочник физико-химических величин / под. ред. К.П.Мищенко, А.А.Равделя. – Л.: Химия.

10.Климов, И.И., Филько А.И. Сборник вопросов и задач по физической и коллоидной химии / И.И.Климов, А.И.Филько. – М.:Просвещение,1983.

45

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Учебное издание

Тетрадь для лабораторных работ по физической и коллоидной химии

Пособие

Учреждение образования «Гродненский государственный университет имени Янки Купалы» ЛИ № 02330/0133257 от 30.04.2004. Ул. Пушкина, 39, 230012, Гродно.

Отпечатано на технике издательского центра Учреждения образования «Гродненский государственный университет имени Янки Купалы».

ЛП № 02330/0056882 от 30.04.2004. Ул. Пушкина, 39, 230012, Гродно.

46

PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com