4 .5 Потенціометрія: потенціометричне визначення рН за допомогою воднево-хлорсрібного та хлорсрібного скляного елемента. Потенціометричне титрування.

Потенціометричне титрування.

Самостійна робота : Розв’язування задач з тем «Вчення про розчини» та Електрохімія»

Тема. Как определить массу испарившейся жидкости ?

Пример . Сосуд вместимостью 1,000 дм³ содержит воздух при 1,01 ^.10⁵ Н^. м ^-2 и 0⁰С. После введения в сосуд 1,000 г воды температуру подняли до 90⁰С. Найдите массу испарившейся воды. Давление насыщенного пара воды при 90⁰С равно 6,99^.10⁵ Н^. м^-2.

Решение . Воспользуемся уравнением состояния идеального газа : PV = nRT . В которое подставим заданные значения : Р = 6,99^.10⁵ Н^. м^-2 ; R = 8,314 Дж^.К-1.мол^-1 ; Т = 273 К +90⁰С= 363 К ; V = 1,000 дм³ = 1^.10^-3 м^-3 .

6,99^.10^{5 .} 1^.10^-3 = n ^. 8,314 ^. 363

Количество воды в пару (n) = 2,32 ^. 10^-2 моль

Масса воды (М) = 18,0 ( Н₂О = 1^.2 + 16) г^.моль^-1

Исходя из формулы n(моль) = m(грамм) / M (г^.моль^-1 ) находим m паров воды : m= n ^. M

Масса паров воды = 18,0 ^. 2,32 ^. 10^-2 = 0,417 г

Решите самостоятельно задачу :

Медицинская сестра случайно разбила термометр . Давление насыщенного пара ртути при 20 ⁰С равно 0,160 Па . Если разлитое не убрано сразу, какая масса ртути будет содержаться в 1 см³ воздуха при этой температуре ?

Объёмы газов обычно сравнивают при 0⁰С и 1 атм. – стандартных

температуре и давлении (СТД). Иногда сравнение ведут при КТД –

комнатной температуре (20⁰С) и давлении 1 атм . В системе СИ

давление измеряют в Ньютонах, приходящихся на 1 м² ( Н^.м^-2);

называется эта единица Паскаль (Па) :

1атм = 1,01132^.10⁵ Н^.м^-2 = 1,0132^.10⁵ Па = 760 мм рт.ст.

Единицей измерения объёма в системе СИ служит 1 м³; используют

также 1 дм³, 1см³ и 1л : 1м³ = 10³ дм³ = 10⁶ см³ ; 1дм³ = 1л .

Температура должна измеряться в Кальвинах (К) : (Т) К = t⁰С + 273.

Тема. Температура замерзания (∆Т_з) и криоскопическая постоянная (k)

Растворение 1 моль вещества в 1 кг воды понижает температуру замерзания на 1,86 К.

Тоесть ∆Т_з = k ^. n ( Закон Рауля)

( k Н₂О = 1,86 К^.кг^. моль^-1)

Понижение

температуры криоскопическая количество вещества, моль(n) 1 m 1

замерзания (∆Т_з) = постоянная (k) х -------------------------------------- = k.n --- = k ^.---^. ----

Масса растворителя, кг (w) w M w

Пример. Чему равна температура замерзания водного раствора глюкозы с массовой долей 3% ?

Дано : W(глюк) = 3% С₆Н₁₂О₆ = 72+12+96 = 180 г^.моль^-1

k Н₂О = 1,86 К^.кг^. моль^-1

m 1

Решение : Согласно закону Рауля (∆Т_з) = k ^.---^. ---- ;

M w неизвестно только - m

m(вещества)

Его мы находим из формулы W(вещества) = ---------------------------------------------- 100%

w(m)(растворителя) + m(вещества)

Х грам

3% = -----------------------------100% путём подбора определили, что Х = 3,09 г

100 г Н₂О + Х грамм

3,09 1

(∆Т_з) = 1,86 ----------- ------------ = 0,311

180. 0,100 кг

∆Т_{з =} tзам воды - t зам.раствора  t зам.раствора = 0⁰ - 0,311= 0,311⁰

Ответ раствор глюкозы замерзает при t = 0,311⁰ С

Задача для самостоятельного решения : Какова молекулярная масса вещества Х , если водный раствор его . содержащий 5,12 г в 100 г воды . замерзает при - 0,280⁰ С; криоскопическая постоянная воды равна k Н₂О = 1,86 К^.кг^. моль^-1

( Ответ : М = 340 г^. моль^-1)

Тема. Определение осмотического давления .

Есть определённа аналогия с давлением газа. 1 моль вещества А , испаряясь, занимает при 0⁰ С и 1,01^.10⁵ Н.м^-2 объём 22,4 дм³, а моль А, растворённый в 22.4 дм³ растворителя. При 0⁰С развивает осмотическое давление 1,01^.10⁵ Н.м^-2 . Выражение подобно уравнению для идеального газа

πV = nRT

π- осмотическое давление; V- объём; n- число моль раствора; T- температура, К;

R- газовая постоянная, а именно 8,314 Дж.К^-1.моль^-1. Это уравнение Вант-Гоффа.

Пример . Можно ли использовать раствор , содержащий хлорид натрия и др. необходимые компоненты, в качестве физиологического раствора при 37⁰ с, если он замерзает при -0,8⁰ С.

Дано : t зам. = - 0,8⁰

t раствора = 37⁰

k Н₂О = 1,86 К^.кг^. моль^-1

R- 8,314 Дж.К^-1.моль^-1 =0,0831 атм/моль K.

-------------------------------------------------------------------

Решение : по уравнению Вант-Гоффа. πV = nRT ∆Т_з

Находим n через ∆Т_з = k ^. n ( Закон Рауля)  n = -------

K

∆Т_з = 0⁰ - (-0,8⁰) = 0,8 Т = 37⁰С + 273К = 310 К

0,8

πV = ----------- 0,083 ^. 310 = 11,06 атм

1,86

Ответ: Чтобы вводить физраствор он должен быть изотоничен крови. Осмотическое давление крови в норме 7,7 -8 атм . А у полученного раствора осмотическое давление больше , тоесть он гипертоничен по отношению к крови и в кочестве физраствора его использовать нельзя .

Задача для самостоятельного решения: В 1 литре раствора содержится 18.4 г глицерина .

Вычислите осмотическое давление раствора при 300 К.

( ответ 4,98 ^. 10⁵ Па)

Тема Электрохимия. Потенциометрическое титрование.

Пример задачи. Найти рН при титровании 0,001 М раствора СН₃СООН едким натром в точках :

А) до титрования ;

В) после нейтрализации 0,9 кислоты ;

С) в момент эквивалентности , если К_{СН3СООН} = 1,76 ^. 10^-5

Дано: К_{СН3СООН} = 1,76 ^. 10^-5

С _{кислоты} = 0,001 моль/л

---------------------------------------------

Решение : 1. Определение рН₁ до титрования осуществляем по формуле :

рН₁ = ½ рК_кисл - ½ lgC_кисл

рК_{кисл =} - lgК_кисл = 4,7

рН₁ = ½ 4,7 - ½ lg10^-3 = 2,351 + 1,5 = 3,85

2. рН₂ после титрования 0,9 кислоты определяется по формуле

С_кисл

рН₂ = рК_кисл - lg --------

С_соли

Если обозначить объём кислоты, взятый до титрования через V, то к моменту , когда оттитравано 0,9 всей кислоты С_кисл = 0,001. V ^. 0,1 , а С_соли = 0,001 . V^.0,9 так как вся оттитрованная кислота превращается в соль. Тогда

0,1 1

рН₂ = 4,7 - lg -------- = 4,7 - lg -------- = 5,6543

0,9 9

3. рН₃ раствора в момент эквивалентности по формуле

рН₃ = 7 + ½ рК_кисл - ½ lgC_соли так как в момент эквивалентности вся кислота превращается в соль , то С_соли = С_кисл (без учёта разбавления) = 0,001 моль/л

рН₃ = 7 + 4,7/2 - ½ lg ^-3 = 7,85

Ответ : рН₁ = 3,85 ; рН₂= 5,6543 ; рН₃ = 7,85 .

Задача для самостоятельного решения . Вычислите значение рН раствора масляной кислоты (С₃Н₇СООН) концентрации 1.00^.10^-2 моль.дм^-3 , значение К_а которой равно 1,51^.10^-5 моль.дм^-3 .

(ответ рН = 3,42).

 Фізична та колоїдна хімія

Лекція № 5. Адсорбція на рухомій та нерухомій межі

поділу фаз

5.1 Поверхневі явища та їхнє значення в біології й медицині. Поверхневий натяг рідин та розчинів. Ізотерма поверхневого натягу. Рівняння Ленгмюра. Поверхнево-активні та поверхнево-неактивні речовини. Поверхнева активність. Правило Дюкло - Траубе.

5.2 Адсорбція на межі поділу рідина-газ та рідина - рідина. Рівняння Гіббса. Орієнтація молекул поверхнево-активних речовин у поверхневому шарі.

5.3 Уявлення про структуру біологічних мембран. Адсорбція на межі поділу тверде тіло - газ.

5.4 Адсорбція із розчину на поверхні твердого тіла. Фізична та хімічна адсорбція. Закономірності адсорбції розчинених речовин, парів та газів. Рівняння Фрейндліха.

5.5 Фізико-хімічні основи адсорбційної терапії (гемосорбція, плазмосорбція, лімфосорбція, ентеросорбція, аплікаційна терапія). Імуносорбенти. (СПРС)

Самостійна робота : Фізико-хімічні основи адсорбційної терапії .

5.1 Поверхневі явища та їхнє значення в біології й медицині. Поверхневий натяг рідин та розчинів. Ізотерма поверхневого натягу. Рівняння Ленгмюра. Поверхнево-активні та поверхнево-неактивні речовини. Поверхнева активність. Правило Дюкло - Траубе.

Природний мінерал - клиноптилоліт, велике родовище якого знахо­диться у Сокирниці (Закарпаття), - був вперше застосований після Чорно­бильської аварії для зв'язування радіонуклідів, які могли потрапити з дощовими водами в Прип'ять, а потім в Дніпро та інші річки, які є основним джерелом питної води. Сьогодні клиноптилоліт широко вико­ристовується на водоочисних станціях як фільтруючий матеріал практично у всіх великих містах України. Цеоліт також використовують при вироб­ництві поглинаючих сумішей (памперсів) тощо.

Інший природний сорбент - гідрофобізований перліт - застосовується як фільтруючий матеріал у системі оборотного водопостачання атомних електростанцій. Природні адсорбенти (глини, опоки, трепели, діатоміти, вугілля, торфи й ін.) застосовуються безпосередньо або після хімічного і термічного активування.

Ізотерма поверхневого натягу. Поверхнева активність.