- •Руководство
- •Оглавление
- •Глава 1. Растворы……………………..………………………………………………..…...7
- •Глава 2. Элементы химической термодинамики и био-
- •Глава 1. Растворы
- •1.1. Способы выражения концентрации растворов
- •Примеры решения задач Массовая доля компонента.
- •Молярная концентрация
- •Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация)
- •Моляльная концентрация
- •Лабораторная работа Приготовление растворов заданной концентрации
- •Вопросы и задачи для самоподготовки.
- •1.2. Растворы сильных и слабых электролитов
- •Примеры решения задач
- •Вопросы и задачи для самоподготовки.
- •1.3. Автопротолиз воды. Ионное произведение воды. Водородный и гидроксильный показатели. Гидролиз солей
- •Примеры решения задач
- •Гидролиз солей
- •1.4. Буферные растворы
- •Приготовление буферных растворов и определение буферной ёмкости
- •Примеры решения задач
- •Вопросы и задачи для самоподготовки.
- •1.5. Гетерогенное равновесие
- •Лабораторная работа Ислледование гетерогенных равновесий на реакциях ионного обмена
- •Примеры решения задач
- •Вопросы и задачи для самоподготовки
- •1.6. Коллигативные свойства растворов неэлектролитов
- •Примеры решения задач
- •Вопросы и задачи для самоподготовки.
- •Глава 2. Элементы химической термодинамики и биоэнергетики. Термохимия
- •Примеры решения задач
- •Вопросы и задачи для самоподготовки.
- •Глава 3. Химическая кинетика и катализ. Равновесие
- •3.1. Химическая кинетика и катализ
- •Скорость химической реакции
- •Примеры решения задач
- •Вопросы и задачи для самоподготовки.
- •3.2. Химическое равновесие
- •Химическое равновесие
- •Примеры решения задач
- •Вопросы и задачи для самоподготовки
- •Глава 4. Основы электрохимии
- •4.1. Электрическая проводимость растворов электролитов. Кондуктометрия
- •Кондуктометрические измерения
- •4.2. Потенциометрическое измерение рН растворов
- •Потенциометрическое измерение рН растворов
- •Примеры решения задач
- •Вопросы и задачи для самоподготовки
- •Глава 5. Поверхностные явления
- •5.1. Адсорбция на твердой поверхности
- •Адсорбция на твердом теле
- •Исходя из термодинамических представлений, д.Гиббс вывел зависимость между адсорбцией и поверхностным натяжением, т.Е. Уравнение изотермы адсорбции на жидкой поверхности: ,
- •Адсорбция на жидкой поверхности
- •5.3. Хроматография
- •Гель-фильтрация голубого декстрана и витамина в2 (рибофламина) на сефадексе g-25
- •Примеры решения задач
- •Вопросы и задачи для самоподготовки
- •Глава 6. Лиофобные коллоидные системы
- •6.1. Получение и очищение коллоидных растворов
- •Получение золей
- •6.2. Электрические свойства коллоидных систем
- •Определение знака заряда коллоидных частиц
- •6.3. Коагуляция в коллоидных растворах
- •Определение зависимости коагулирующей способности электролитов
- •Примеры решения задач
- •Вопросы и задачи для самоподготовки
- •Глава 7. Высокомолекулярные соединения
- •7.1. Свойства растворов высокомолекулярных соединений
- •Свойства растворов высокомолекулярных соединений
- •7.2. Вязкость растворов высокомолекулярных соединений
- •Вискозиметрическое определение молекулярной массы полиэтиленгликоля
- •Примеры решения задач
- •7.3. Углеводы
- •Определение константы скорости гидролиза сахарозы
- •Вопросы и задачи для самоподготовки
- •Глава 8. Мицеллярные поверхностно-активные вещества (системы с самопроизвольным мицеллообразованием, полуколлоиды)
- •Определение критической концентрации мицеллообразования методом измерения поверхностного натяжения
- •Вопросы и задачи для самоподготовки
- •Глава 9. Микрогетерогенные системы
- •Свойства эмульсий и пен
- •Примеры решения задач
- •Вопросы и задачи для самоподготовки
- •Образец билета модуля № 1 «Элементы общей химии. Поверхностные явления. Коллоидные системы»
- •Образец билета модуля № 2 «Микрогетерогенные системы»
Примеры решения задач
Пример 1. Гомогенная реакция между веществами А и В протекает по урав-нению 2А + В = С, концентрация вещества А равна 6 моль/л, а вещества В 5 моль/л. Константа скорости реакции равна 0,5 л2моль2с1. Вычислите скорость химической реакции в начальный момент и в тот момент, когда в реакционной смеси останется 45% вещества В.
Решение:
Согласно закону действующих масс: =kC2(A)C(B). Скорость химической реакции в начальный момент равна0= 0,5625 = 90,0 (мольл1с1). По истечении некоторого времени в реакционной смеси останется 45% вещества В, т.е. концентрация вещества В станет равной С1(В) = 0,455 = 2,25 (моль/л).
Значит, концентрация вещества В уменьшилась на 5,0 2,25 = 2,75 (моль/л).
Так как вещества А и В взаимодействуют между собой в соотношении 2:1, то концентрация вещества А уменьшилась на 5,5 моль/л (2,752) и стала равной 6,0 5,5 = 0,5 (моль/л).
Скорость химической реакции в тот момент, когда в реакционной смеси останется 45% вещества В, станет 1 = 0,5(0,5)22,25 = 0,28 (мольл1с1).
Ответ: 0 = 90,0 моль/(л.с), 1 = 0,28 моль/(л.с).
Пример 2. Окисление глюкозы в организме протекает через несколько проме-жуточных стадий по суммарному уравнению: С6Н12О6 (т) + 6О2 (г) = 6СО2 (г) + Н2О(ж). Запишите кинетическое уравнение этой реакции и определите, как изменится скорость реакции: а) в условиях высокогорья, где концентрация кислорода вдвое меньше; б) в барокамере, где давление воздуха вдвое больше атмосферного.
Решение: запишем кинетическое уравнение реакции окисления глюкозы:
= kC6(O2)
Обозначим начальную концентрацию О2 через а моль/л, тогда 0 = kа 6
а) В условиях высокогорья С1(О2) = а/2 моль/л. 1 = k( а/2)6 =. Определим как изменяется скорость:.
Следовательно, скорость реакции уменьшается в 64 раза.
52
б) В барокамере С(О2) = 2 а моль/л. 2 = k(2а)6 = 64.kа 6. Определим, как изменится скорость: .
Следовательно, скорость реакции увеличивается в 64 раза.
Пример 3. Во сколько раз уменьшится скорость окисления глюкозы в организме, если уменьшить температуру тела с 37° до 30° при температурном коэффициенте = 1,7?
Решение: по правилу Вант-Гоффа: , .
Следовательно, скорость реакции уменьшилась в 1,5 раза.
Пример 4. При увеличении температуры от 10° до 50°С скорость реакции увеличилась в 16 раз. Определите её температурный коэффициент.
Решение: по правилу Вант-Гоффа: ,4 = 16; =
Ответ: температурный коэффициент реакции равен 2.
Пример 5. Раствор лекарственного вещества содержит 500 активных единиц в 1мл. Через 40 дней в нём осталось 20 единиц в мл. Реакция протекает по первому порядку. Рассчитайте константу скорости и период полупревращения реакции.
Решение: для реакции 1-го порядка ,
где С0 и С начальная и текущая концентрации, а время.
= 24.40 (дней) = 960 (часов).
= 0,0034 (час1)
= 203,5 (час) = 8,5 (дней).
Пример 6. В ферментативной реакции через час после её начала осталось 48 г субстрата, а через 3 часа27 г. Определите начальную концентрацию субстрата, считая, что реакция имеет первый порядок.
Решение: для реакции 1-го порядка:
; ;
; С0 = 63,97 г субстрата.
53
Пример 7. Как изменится скорость реакции: 4HCl + O2 2Cl2 + 2H2O, протекающей в газовой фазе, если увеличить в три раза:
1) концентрацию кислорода;
2) концентрацию хлороводорода;
3) давление в системе?
Решение: если обозначить концентрации HCl и O2 соответственно через x и y , то выражение для скорости реакции примет вид: = k.C4(HCl).C(O2) = kx4y. После увеличения концентрации в 3 раза они будут равны 3 x для HCl и 3y для O2, поэтому:
1) = kx43y = 3kx4y. Увеличение скорости реакции по отношению к первоначальной составляет: = 3.
2) = k(3 x)4y = 81k x4y, 2/ = 81.
3) Увеличение давления во столько же раз увеличивает концентрацию газообразных реагирующих веществ, поэтому: 3 = k(3x)43y = 243kx4y, 3/ = 243.