Неготовые работы
Контрольная работа по физической и коллоидной химии N124
Уважаемый студент!
Для удобства и лучшего понимания предмета предлагаем Вашему вниманию работы, не завершенные, но по которым уже частично раскрыт принцип их решения.
Мы с радостью поможем Вам решить заинтересовавшие Вас задания, объясним все нюансы доступно и в кратчайшие сроки.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ПО ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ
- Что изучает классическая термодинамика? Предмет и задачи химической термодинамики.
- Охарактеризуйте термодинамическую систему. Рассмотрите различные типы систем, приведите примеры.
- Состояние системы. Основные параметры состояния и функции основных параметров состояния. Экстенсивные и интенсивные свойства.
- Дайте понятие термодинамического процесса. Самопроизвольные и несамопроизвольные, равновесные и неравновесные, обратимые и необратимые процессы. Примеры.
- Внутренняя энергия и энтальпия как функции состояния. Что они характеризуют и чем отличаются друг от друга?
- Сущность теплоты и работы. В чем сходство и различие между ними?
- Формулировки I закона термодинамики и его математическое выражение.
- Рассмотрите приложение I закона термодинамики к различным термодинамическим процессам (изохорным, изобарным, изотермическим, адиабатическим).
- Дайте понятие теплового эффекта химической реакции. Закон Гесса, его практическое применение.
- Тепловой эффект химической реакции при стандартных условиях. Стандартные теплоты образования и стандартные теплоты сгорания. Расчет теплового эффекта реакции по стандартным теплотам образования и стандартным теплотам сгорания.
- Понятие о теплоемкости. Различные виды теплоемкости (истинная, молярная, средняя, изобарная, изохорная).
- Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Уравнение Кирхгофа.
- Дайте качественную оценку зависимости теплового эффекта реакции от температуры, используя дифференциальную форму уравнения Кирхгофа для изобарного процесса.
- Применение уравнения Кирхгофа (интегральная форма) для расчета теплового эффекта реакции при любой температуре.
- Приведите формулировки второго закона термодинамики. КПД тепловой машины.
- Энтропия, ее физический смысл. Математическое выражение второго закона термодинамики через энтропию для обратимых и необратимых процессов. Выражение, объединяющее I и II законы термодинамики.
- Постулат Планка. Абсолютная и стандартная энтропия.
- Вывод формулы для расчета энтропии при любой температуре через абсолютную и стандартную энтропию.
- Изменение энтропии при фазовых переходах, изобарных, изохорных процессах и при химических реакциях.
- Энтропия и термодинамическая вероятность. Статистический характер второго закона термодинамики. Уравнение Больцмана.
- Энтропия как критерий самопроизвольного протекания процессов в изолированной системе. Определите качественно, будет ли протекать реакция N2 + 3H2 ↔ 2NH3 в изолированной системе?
- Свободная энергия Гельмгольца, ее физический смысл.
- Свободная энергия Гиббса, ее физический смысл.
- Энергия Гельмгольца как критерий самопроизвольного протекания процессов при Т = const и V = const.
- Энергия Гиббса как критерий самопроизвольного протекания процессов при Т = const и Р = const.
- Стандартные энергии Гиббса и Гельмгольца. Как можно рассчитать изменение свободной энергии Гиббса при стандартных условиях?
- Расчет изменения свободной энергии Гиббса при температуре, отличной от стандартной?
- Химический потенциал: определение, математическое выражение, физический смысл.
- Применение химических потенциалов для расчета изменений свободной энергии Гельмгольца и свободной энергии Гиббса.
- Выражение для химического потенциала идеального и реального газа, реального раствора. Понятие фугитивности и активности.
- Закон действующих масс. Запишите выражение константы химического равновесия для конкретных реакций разными способами. Какая связь между Кс и Кр?
- Уравнение изотермы химической реакции, анализ уравнения. Для чего используют это уравнение?
- Связь константы равновесия реакции со стандартной свободной энергией Гиббса и стандартной свободной энергией Гельмгольца.
- Расчет константы равновесия реакции по стандартным термодинамическим величинам. Приведите конкретный пример.
- Как зависит константа химического равновесия от температуры? Уравнения изохоры и изобары реакции.
- Особенности химического равновесия в гетерогенных системах. Покажите на конкретных примерах.
- Фаза, виды фаз, примеры. Фазовые переходы, условия фазового равновесия.
- Что такое компонент? Чему равно число независимых компонентов в системах при взаимодействии компонентов между собой и без взаимодействия? Приведите примеры.
- Что такое число степеней свободы? Приведите примеры систем с различным числом степеней свободы.
- Правило фаз Гиббса. Приведите примеры расчета по правилу фаз.
- Уравнение Клапейрона-Клаузиуса. Как меняется температура плавления веществ с изменением давления?
- Интегрирование уравнения Клапейрона-Клаузиуса, применение его к процессам испарения.
- Диаграммы состояния в физико-химическом методе анализа систем. Принцип непрерывности, принцип соответствия.
- Анализ диаграммы состояния воды. Рассчитайте вариантность этой системы в фигуративных точках, лежащих на линиях, в областях, в тройной точке.
- Термический анализ. Кривые охлаждения системы, компоненты которой не растворимы в твердом состоянии, а в жидком - растворяются неограниченно.
- Построение диаграммы плавкости двухкомпонентной системы с простой эвтектикой по кривым охлаждения. Анализ полученной диаграммы.
- Применение правила фаз и правила рычага к диаграмме плавкости (приведите несколько примеров).
- Приведите кривые охлаждения чистого компонента и смесей различного состава. Объясните ход этих кривых.
- Анализ диаграммы плавкости двухкомпонентной системы с образованием химического соединения. Укажите состав и рассчитайте число степеней свободы для эвтектических точек.
- Используя диаграмму плавкости с образованием химического соединения, проанализируйте процесс нагревания смеси любого состава от твердого до жидкого состояния.
- Применение диаграмм плавкости в фармации (улучшение качества лекарств, избежание несовместимости компонентов лекарств).
- Определение состава неизвестных смесей по диаграмме плавкости. Приведите 2 – 3 примера.
- Диаграмма растворимости ограниченно растворимых жидкостей с верхней критической температурой, анализ диаграммы.
- Диаграмма растворимости ограниченно растворимых жидкостей с нижней критической температурой, анализ диаграммы.
- Диаграмма растворимости ограниченно растворимых жидкостей с замкнутой областью расслоения, анализ диаграммы.
- Определение состава равновесных фаз и расчет числа степеней свободы по диаграммам растворимости ограниченно растворимых жидкостей.
- Закон распределения. Коэффициент распределения, влияние на него различных факторов, практическое применение в фармации.
- Расчет коэффициента распределения при явлениях диссоциации и ассоциации растворенного вещества.
- Процесс экстракции, оптимальные условия экстрагирования.
- Покажите, что дробная экстракция эффективнее однократной. Применение экстрагирования в фармации.
- Современные представления о природе растворов и механизме растворения. Теории растворов.
- Термодинамические и молекулярно-кинетические условия образования растворов. Биологическая значимость растворов.
- Способы выражения концентрации растворов (молярная, объемная, массовая доли; молярная и моляльная концентрации; молярная концентрация эквивалента).
- Разбавленные растворы неэлектролитов. Давление насыщенного пара чистого растворителя. Понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором нелетучего вещества. Закон Рауля.
- Эбуллиоскопическое следствие закона Рауля, его графическая интерпритация.
- Криоскопическое следствие закона Рауля, его графическая интерпретация.
- Осмос и осмотическое давление. Уравнение Вант-Гоффа.
- Значение осмоса для живых организмов и растений. Осмомолярная концентрация, определение осмомолярной концентрации. Изотонические, гипертонические, гипотонические растворы. Онкотическое давление крови, лизис, плазмолиз.
- Закон Рауля для растворов электролитов. Изотонический и осмотический коэффициенты, связь между степенью электролитической диссоциации и изотоническим коэффициентом.
- Влияние концентрации раствора электролита на температуру кипения раствора.
- Влияние концентрации раствора электролита на температуру кристаллизации раствора.
- Уравнение Вант-Гоффа для растворов электролитов. Определение осмотического давления, осмотической концентрации, молярной массы растворенного вещества осмотическим методом.
- Определение молярной массы растворенного вещества криоскопическим и эбулиоскопическим методами.
- Идеальные растворы жидкостей в жидкостях. Закон Рауля для идеальных растворов. Приведите график зависимость общего и парциального давления паров компонентов от состава идеального раствора. Примеры идеальных растворов.
- Положительные и отрицательные отклонения от закона Рауля, их причины. Приведите графическую зависимость общего и парциального давления паров компонентов от состава неидеального раствора. Для каких систем характерны эти отклонения?
- Для двух неограниченно растворимых жидкостей, подчиняющихся закону Рауля, приведите диаграмму зависимости давления насыщенного пара от состава, проанализируйте ее, рассчитайте число степеней свободы во всех областях диаграммы.
- На примере двух неограниченно растворимых жидкостей, подчиняющихся закону Рауля, приведите диаграмму кипения, проанализируйте ее, рассчитайте число степеней свободы в гомогенной и гетерогенной областях диаграммы.
- Для двух неограниченно растворимых жидкостей, с положительным отклонением от закона Рауля, приведите диаграмму температура кипения - состав, проанализируйте ее, примените правило рычага для любой выбранной точки в гетерогенной области.
- Для двух неограниченно растворимых жидкостей, с отрицательным отклонением от закона Рауля, приведите диаграмму кипения, рассчитайте число степеней свободы в гомогенной и гетерогенной областях диаграммы, определите состав пара и жидкости для любой выбранной точки гетерогенной области.
- Анализ диаграмм зависимости давления насыщенного пара от состава и диаграмм кипения для двух неограниченно растворимых жидкостей, подчиняющихся закону Рауля. I закон Коновалова.
- Приведите диаграммы кипения двух неограниченно растворимых жидкостей, не подчиняющихся закону Рауля, с максимумом или минимумом на кривых общего давления, сформулируйте II закон Коновалова.
- Что собой представляют азеотропные растворы? Приведите примеры азеотропов с минимальной и максимальной температурами кипения.
- Простая перегонка двух неограниченно растворимых жидкостей, подчиняющихся закону Рауля.
- Фракционная перегонка, возможности использования.
- Ректификация. Устройство и принцип действия ректификационных колонн.
- Простая перегонка двух неограниченно растворимых жидкостей с положительными и отрицательными отклонениями от закона Рауля.
- Ректификация азеотропных смесей с максимальной температурой кипения. Какие компоненты можно получить в результате перегонки?
- Ректификация азеотропных смесей с минимальной температурой кипения. Какие компоненты можно получить в результате перегонки?
- Как можно разделить азеотропные смеси на чистые компоненты?
- Перегонка с водяным паром, расходный коэффициент пара. Какие вещества можно перегонять с водяным паром? Применение в фармации.
- Что такое кондуктометрия? Для каких целей используется этот метод в медико-биологических исследованиях? Прямые и косвенные методы кондуктометрии.
- Проводники II рода. Удельная электрическая проводимость, ее зависимость от концентрации для сильных и слабых электролитов, единицы измерения.
- Молярная электрическая проводимость, ее зависимость от концентрации для сильных и слабых электролитов, единицы измерения. Как связаны между собой удельная и молярная электрические проводимости?
- Закон Кольрауша о независимости движения ионов. Как предельная молярная электропроводимость ионов связана с их электрической подвижностью?
- Вывод закона разведения Оствальда для одно-одновалентного электролита.
- Определение степени и константы ионизации слабого электролита через данные кондуктометрических измерений.
- Рассмотрите основные элементы установки для кондуктометрического титрования и принцип работы. В каких случаях этот метод можно использовать, его преимущества?
- Кондуктометрическое титрование. Приведите примеры кондуктометрического титрования:
а) сильной кислоты сильным основанием;
б) смеси слабой и сильной кислот сильным основанием;
Приведите кривые титрования и объясните их ход.
- Приведите кривые кондуктометрического титрования:
а) слабой кислоты сильным основанием;
б) смеси слабой и сильной кислот сильным основанием.
- Какие потенциалы возникают на границах раздела следующих фаз:
а) металл1 – металл2
б) раствор1 – раствор2
Разберите на конкретных примерах.
- Механизм возникновения скачка потенциала на границе металл – раствор. Разберите на конкретном примере.
- Электроды первого рода. Что характерно для данного типа электродов? Приведите конкретные примеры.
- Электроды второго рода. Покажите, что электроды второго рода обратимы относительно катиона и аниона одновременно.
- Окислительно-восстановительные электроды I и II типа. Как возникает потенциал у данного типа электродов? Стандартный окислительно-восстановительный потенциал.
- Ионоселективные электроды. Какова особенность данного типа электродов? Стеклянный электрод.
- Устройство водородного электрода. Стандартные потенциалы по водородной шкале, их определение, покажите на конкретных примерах.
- Какие гальванические элементы называются химическими? Устройство и работа гальванического элемента (разберите на конкретном примере). Электродвижущая сила гальванического элемента.
- Какие элементы называются концентрационными? Типы концентрационных элементов. Приведите конкретные примеры.
- Какие физико-химические величины можно рассчитать, измеряя ЭДС гальванического элемента?
- Как можно рассчитать тепловой эффект и константу равновесия реакции, протекающей в гальваническом элементе? Какие экспериментальные данные для этого необходимы?
- Обратимые и необратимые электроды. Классификация обратимых электродов. Приведите конкретные примеры.
- Классификация электрохимических цепей. За счет чего получается электрическая энергия в электрохимических цепях? Приведите конкретные примеры.
- Что такое потенциометрия? Прямые и косвенные потенциометрические методы.
- Определение рН раствора потенциометрическим методом. Разберите на конкретных примерах, приведите схемы гальванических элементов.
- Потенциометрическое титрование. Как определяется положение эквивалентной точки по кривым титрования? Какие приборы используются при потенциометрическом титровании? Интегральная и дифференциальная кривые титрования.
- Правила схематического изображения электродов и гальванического элемента. Разберите на конкретных примерах.
- Диффузионный потенциал. Цепи с переносом и без переноса ионов. Приведите конкретные примеры. Как можно составить гальваническую цепь, чтобы диффузионный потенциал был равен нулю.
- Сравните хингидронный и стеклянный электроды как индикаторные электроды для измерения рН, укажите их достоинства и недостатки. Запишите схемы гальванических элементов, с помощью которых можно измерить рН раствора.
- Какие электроды можно использовать в качестве индикаторных при потенциометрическом титровании кислот? Дайте развернутый ответ, приведите конкретные гальванические элементы.
- Кислотно-основное потенциометрическое титрование (выбор электродов, составление гальванических цепей, кривые титрования).
- Химическая кинетика: определение, теоретическое и прикладное значение.
- Скорость химической реакции. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Экспериментальное определение скорости химической реакции.
- Закон действующих масс для скорости химической реакции (элементарных и сложных реакций). Физический смысл константы скорости химической реакции. Приведите примеры записи закона для различных реакций.
- Элементарный акт химической реакции. Молекулярность и порядок реакции. Классификация реакций по этим признакам.
- Причины несовпадения порядка и молекулярности реакции. Приведите примеры.
- Кинетическое уравнение реакции первого порядка: вывод и анализ. Примеры реакций первого порядка.
- Кинетическое уравнение реакций второго порядка при равных исходных концентрациях: вывод и анализ. Примеры реакций второго порядка.
- Реакции нулевого порядка; кинетические закономерности, примеры.
- Графическое определение констант скоростей химических реакций нулевого, первого и второго (при равных исходных концентрациях) порядков.
- Что такое время (период) полупревращения и как оно связано с константой скорости реакции первого и второго порядков?
- Методы определения порядка реакции: подстановки, графический, изоляции или избытка.
- Различный характер зависимости периода полупревращения от начальной концентрации в реакциях различного порядка. Определение порядка реакции по периоду полупревращения.
- Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа. Особенности биохимических реакций.
- Уравнение Аррениуса.Графический способ определения коэффициентов в уравнении Аррениуса.
- Понятие об энергии активации. Соотношение между энергией активации прямой и обратной реакции и изменением внутренней энергии системы.
- Экспериментальное определение энергии активации. Графический и аналитический метод.
- Срок годности лекарственного препарата. Ускоренные методы определения срока годности лекарств.
- Основы теории активных соударений. Энергия активации и стерический фактор в теории столкновений.
- Основы теории активированного комплекса. Энтропия и энергия активации в теории активированного комплекса.
- Сложные реакции: обратимые, последовательные, параллельные, сопряженные. Приведите примеры.
- Параллельные реакции. Кинетическое уравнение параллельных реакций первого порядка и его анализ. Приведите примеры.
- Сопряженные реакции. Особенность механизма сопряженных реакций. Приведите примеры.
- Обратимые реакции. Кинетическое уравнение обратимой реакции первого порядка и его анализ.
- Последовательные реакции. Лимитирующая стадия последовательных реакций. Приведите примеры.
- Цепные реакции. Стадии цепной реакции. Неразветвленные и разветвленные цепные реакции.
- Природа фотохимических реакций. Основные законы фотолиза. Квантовый выход. Практически важные фотохимические реакции.
- Основные понятия катализа. Гомогенный и гетерогенный катализ. Влияние катализатора на энергию активации реакции.
- Механизм действия катализаторов. Активность, селективность катализатора.
- Ферментативный катализ. Примеры ферментов. Факторы, влияющие на активность ферментов.
- Основы теории гетерогенного катализа А.А. Баландина (мультиплетная теория катализа). Теория активных ансамблей катализа Н.И.Кобозева.
ЗАДАЧИ ПО ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ
(1 – 30). Определите возможность протекания реакции при стандартных условиях, а также при температуре, указанной в таблице: ∆fН°298 и S°298 соответствующих веществ даны в таблице (см. приложение)
Номер варианта |
Реакция |
Т, К |
1 |
2H2S(г) + 3O2 (г) = 2SO2 (г) + 2H2O(г) |
700 |
2 |
4HCl(г) + O2 (г) = 2Cl2 (г) + 2H2O(г) |
500 |
3 |
CaO(т) + CO2 (г) = CaCO3 (т) |
700 |
4 |
2NaHCO3 (т) = Na2CO3 (т) + H2O(г) + CO2 (г) |
800 |
5 |
2CuS(т) + 3O2 (г) = 2CuO (т) + 2SO2(г) |
650 |
6 |
Fe3O4 (т) + 4Н2 (г) = 3Fe(т) + 4H2O(г) |
500 |
7 |
4NH3 (г) + 5O2 (г) = 4NO(г) + 6H2O(г) |
550 |
8 |
Fe2O3 (т) + 3Н2 (г) = 2Fe(т) + 3H2O(г) |
1000 |
9 |
CS2 (г) + 3O2 (г) = CO2 (г) + 2SO2(г) |
900 |
10 |
MgCO3 (т) = MgO (т) + CO2 (г) |
100 |
11 |
Fe2O3 (т) + 3Н2 (г) = 2Fe(т) + 3H2O(г) |
800 |
12 |
2KClO3 (т) = 2KCl (т) + 3O2 (г) |
1000 |
13 |
ВаО(т) + 2CO2 (г) = ВаCO3 (т) |
600 |
14 |
4HBr(г) + O2 (г) = 2Br2 (ж) + 2H2O(г) |
900 |
15 |
FeO (т) + Н2 (г) = Fe(т) + H2O(г) |
750 |
16 |
СаCO3 (т) = СаO (т) + CO2 (г) |
1100 |
17 |
4FeS2 (т) + 11O2 (г) = 2Fe2O3 (т) + 8SO2(г) |
900 |
18 |
2H2S(г) + O2 (г) = 2H2O(г) + 2S(т) |
500 |
19 |
4NH3 (г) + 3O2 (г) = 2N2 (г) + 6H2O(г) |
750 |
20 |
CaO(т) + Н2О (г) = Ca(ОН)2 (т) |
500 |
21 |
Al2O3 (т) + 3SO3(г) = Al2(SO4)3 (т) |
600 |
22 |
2NО (г) + O2 (г) = 2NO2(г) |
800 |
23 |
CO2 (г) + Н2 (г) = CO (г) + H2O(г) |
900 |
24 |
N2О (г) + NО2 (г) = 3NО (г) |
1000 |
25 |
PbO (т) + SO3(г) = PbSO4 (т) |
800 |
26 |
4СO (г) + 2SO2(г) = 4CO2 (г) + S2 (г) |
700 |
27 |
СO (г) + H2O(г) = CO2 (г) + Н2 (г) |
600 |
28 |
2HF(г) + O3 (г) = H2O(г) + F2(г) + O2 (г) |
520 |
29 |
O3 (г) + Н2О2(ж) = 2O2 (г) + H2O(ж) |
550 |
30 |
SrO + CO2 (г) = SrCO3 (т) |
750 |
31-33. Константа химического равновесия реакции
С2Н6(г) С2Н4(г) + Н2(г)
при 1500 К равна 40. Определите направление реакции, если в начале реакции парциальные давления компонентов имеют следующие значения:
№ задачи |
Парциальные давления, МПа |
||
С2Н6 |
С2Н4 |
Н2 |
|
31 |
0,07 |
0,02 |
0,02 |
32 |
0,05 |
0,01 |
0,02 |
33 |
0,03 |
0,02 |
0,01 |
34-37. Константа равновесия реакции
Н2 + I2 2HI
при 693 К равна 50. Образуется ли йодоводород при исходных концентрациях компонентов, приведенных в таблице? Вещества в реакционной сосуд поступают из бесконечно больших емкостей. Йодоводород выводится из реакционного сосуда в емкость бесконечно большого объема.
№ задачи |
Концентрация, моль/л |
||
Н2 |
I2 |
НI |
|
34 |
2 |
5 |
10 |
35 |
1 |
2 |
10 |
36 |
1,5 |
5 |
5 |
37 |
0,25 |
1,5 |
5 |
- Свободная энергия Гиббса химической реакции (в газовой фазе)
СО + Н2О СО2 + Н2 при 373 К равна -30 кДж/моль. Определите константу равновесия реакции.
- Для реакции PCl3 + Cl2 PCl5 при 500 К Кр=2,962·10-5 Па-1. Будет ли происходить образование PCl5 в газовой смеси, содержащей PCl3, Cl2 и PCl5, если парциальные давления реагирующих веществ имеют следующие значения:
Р(PCl3) = 1,013·104 Па, Р(PCl5) = 5,07·104 Па, Р(Cl2) = 2,026·105 Па.
- Для получения SO3 смесь газов SO2 и О2 медленно пропускают через трубку с платиновым катализатором при 1000 К. Парциальные давления выходящих из трубки газов следующие:
Р(SO2) = 0,55 атм.; Р(О2) = 0,101 атм.; Р(SO3) = 0,331 атм.
а) Рассчитайте константу равновесия Кр для этой реакции при 1000 К.
б) Определите каким должно быть парциальное давление кислорода при
1000 К, чтобы в условиях равновесия парциальные давления SO2 и SO3 были одинаковыми.
41-42. Для реакции 2FeO(т) 2Fe(т) + О2(г) при 1000 К Кр = 3,14·10-3 Па. Определите в каком направлении пойдет процесс при следующих значениях парциального давления кислорода над смесью FeO и Fe.
№ задачи |
Р(О2), Па |
41 |
4,052·10-3 |
42 |
2,026·10-3 |
- 0,02М раствор пикриновой кислоты в Н2О находится в равновесии с 0,07М раствором ее в бензоле. Вычислите коэффициент распределения пикриновой кислоты между бензолом и водой. В бензольном растворе кислота находится в виде простых молекул, а в воде частично диссоциирована (α = 0,9).
- Какую массу органического вещества (М. 90 у.е.) можно извлечь хлороформом из 200 мл 0,5М водного раствора, если экстрагирование проводить двукратно порциями по 50 мл? Коэффициент распределения органического вещества между хлороформом и водой при 20°С равен 15.
- В водном растворе хлорид ртути образует двойные молекулы Hg2Cl2, а в бензоле он находится в виде простых молекул. Рассчитайте коэффициент распределения хлорида ртути между бензолом и водой при 25°С по следующим данным:
|
Концентрация Hg2Cl2(моль/л) |
|||||
В воде |
232,16 |
157,78 |
52,20 |
24,91 |
0,394 |
0,020 |
В бензоле |
17,39 |
12,22 |
8,80 |
5,24 |
0,618 |
0,155 |
46-53. Рассчитайте число степеней свободы в системах. Поясните полученный результат.
№ задачи |
Системы |
46 |
При растворении в воде солей KNO3 и NaCl происходит реакция: KNO3 + NaCl KCl + NaNO3. В системе присутствуют пары воды и кристаллы KNO3. |
47 |
При растворении в воде солей NaNO3 и KNO3 в растворе обнаружены ионы К+, Na+, NO3-,. Раствор находится в равновесии с водяным паром. |
48 |
Разбавленный водный раствор хлорида натрия в присутствии паров воды. |
49 |
Водный раствор хлорида кальция в присутствии кристаллов CaCl2 (без учета паров воды). |
50 |
Вода, находящаяся в равновесии со льдом и водяным паром. |
51 |
Смесь, состоящая из кристаллов двух компонентов, не взаимодействующих между собой и их расплава. |
52 |
Раствор глюкозы и фруктозы в воде в присутствии кристаллов обоих соединений и паров воды. |
53 |
При нагревании карбоната свинца образуется оксид свинца (II) и диоксид углерода: PbCO3 → PbO + CO2 |
- Молярный объем некоторого вещества при давлении 1·105 Па и температуре плавления 427 К равен 142·10-6 м3/моль. Молярный объем жидкости при этих же условиях равен 152·10-6 м3/моль. При возрастании давления до 1,2·106 Па температура плавления увеличивается до 429 К. Рассчитайте энтальпию и энтропию плавления этого вещества.
- При каком давлении вода будет кипеть при 95°С? Теплота испарения воды 40,6 кДж/моль.
- При температуре 10°С давление паров эфира равно 292 мм рт.ст., а при 20°С -442,5 мм рт.ст. Определите теплоту испарения эфира.
- До какого значения надо повысить давление, чтобы температура кипения некоторого вещества повысилась до 500 К? В нормальных условиях оно кипит при 450 К, а его молярная теплота испарения 50 кДж/моль.
58-60. Постройте диаграмму плавкости системы с простой эвтектикой для веществ А (tпл 150°С) и В (tпл 100°С). Состав эвтектической смеси 60% А и 40% В, температура ее плавления 50°С. Линии ликвидуса изобразите прямыми линиями. С помощью диаграммы выполните следующие задания:
№ задачи |
Задание |
58 |
Постройте кривую охлаждения смеси, содержащей 20% компонента А. Укажите фазовые переходы и их температуры. |
59 |
Определите состав смеси, которая начинает кристаллизоваться при температуре 110°С. Постройте кривую охлаждения этой смеси. |
60 |
Постройте кривую охлаждения эвтектической смеси. Рассчитайте число степеней свободы для этой смеси. |
При решении задач 61-69 при построении диаграмм кипения используйте данные таблицы для указанных в заданиях двухкомпонентных систем:
№ п/п |
Компоненты системы |
Температура кипения компонентов, °С |
Состав азеотропной смеси, % |
Температура кипения азеотропной смеси, °С |
1 |
С2Н5ОН – СCl4 |
78,3 77 |
16 84 |
65 |
2 |
СН3ОН – С6Н6 |
64,7 80,6 |
39 61 |
58 |
3 |
Н2О – НСООН |
100 100,7 |
23 77 |
107,3 |
4 |
С2Н5ОН – СН3СООС2Н5 |
78,3 78 |
30 70 |
72 |
5 |
СН3СООС2Н5 – СCl4 |
78 77 |
43 57 |
75 |
6 |
Н2О – С4Н8О2 |
100 101,3 |
20 80 |
87 |
7 |
СН3ОН – СCl4 |
64,7 77 |
21 79 |
55,7 |
- Постройте диаграмму кипения для смеси №1 и определите результат фракционной перегонки раствора, содержащего 90% СCl4 и 10% С2Н5ОН.
- Постройте диаграмму кипения для смеси №1 и определите результат фракционной перегонки раствора, содержащего 10% СCl4 и 90% С2Н5ОН.
- Постройте диаграмму кипения для смеси №2 и определите результат фракционной перегонки раствора, содержащего 60% СН3ОН и 40% С6Н6.
- Постройте диаграмму кипения для смеси №2 и определите результат фракционной перегонки раствора, содержащего 70% С6Н6 и 30% СН3ОН.
- Постройте диаграмму кипения для смеси №3, определите число степеней свободы в гетерогенной области. Какой компонент можно получить в чистом виде при фракционной перегонке раствора, содержащего 80% НСООН и 20% Н2О.
- Постройте диаграмму кипения для смеси №4 и определите результат фракционной перегонки раствора, содержащего 20% СН3СООС2Н5 и 80% С2Н5ОН.
- Постройте диаграмму кипения для смеси №5, определите результат фракционной перегонки раствора, содержащего 30% СН3СООС2Н5 и 70% СCl4.
- Постройте диаграмму кипения для смеси №6, определите число степеней свободы в точке кипения азеотропной смеси и определите результат фракционной перегонки раствора, содержащего 50% Н2О и 50% С4Н8О2.
- Постройте диаграмму кипения для смеси №7, укажите фазовое состояние системы во всех областях диаграммы. Определите состав равновесного пара раствора, содержащего 40% СCl4 и 60% СН3ОН.
- Какую массу глицерина С3Н8О3 надо растворить в 100 г воды при 30°С, чтобы понизить давление пара на 300 Н/м2, если давление пара воды при 30°С составляет 4242 Н/м2?
- Вычислите давление насыщенного пара над раствором, содержащим 110 г глицерина С3Н8О3 и 401 г воды при 40°С. Давление паров чистой воды при данной температуре 7,3759 кПа.
- Равновесное давление пара над раствором, содержащим 13 г нелетучего вещества в 100 г воды при 30°С равно 3,65 кПа. Рассчитайте молярную массу растворенного вещества, полагая, что раствор идеален. Давление насыщенных паров чистой воды при данной температуре равно 3,74 кПа.
- Чему равно давление насыщенного пара над раствором, содержащим 10 г мочевины (NH2)2СО в 200 г воды при 25°С, если давление паров чистой воды при данной температуре равно 3,1672 кПа?
- В 1000 г Н2О растворено 68,4 г сахарозы С12Н22О11. Рассчитайте температуры замерзания и кипения раствора, давление пара над раствором при 20°С, если давление чистых паров воды при 20°С составляет 2314,9 Па. К(Н2О) = 1,86 К·кг/моль, Е(Н2О) = 0,52 К·кг/моль.
- Раствор, содержащий 0,81 г углеводорода Н(СН2)nН в 190 г C2H5Br замерзает при 9,47°С. Температура замерзания C2H5Br 10°С, К(C2H5Br) = 12,5 К·кг/моль. Рассчитайте молярную массу вещества и приведите формулу.
- 1,263 г нелетучей жирной кислоты общей формулы СnН2n-3СООН растворено в 500 г CCl4. Температура кипения раствора составила 76,804°С. Определите, какая кислота была исследована, если tкип CCl4 = 76,76°С, а эбулиоскопическая постоянная CCl4 4,88 К·кг/моль.
- Раствор, приготовленный из 0,524 г сахарозы С12Н22О11 и 75 г воды, замерзает при температуре, которая ниже температуры замерзания воды на 0,038 К. Определите криоскопическую постоянную воды.
- В радиатор автомобиля налили 9 л воды и 2 л метилового спирта (ρ(СН3ОН) = 800 кг/м3). При какой минимальной температуре можно оставить автомобиль на открытом воздухе, не боясь, что вода в радиаторе замерзнет, если К(Н2О) = 1,86 К·кг/моль.
- Водный раствор С2Н5ОН, содержащий 8,74 г спирта на 1000 г воды, замерзает при -0,354°С. Определите молярную массу спирта в растворе, приняв его идеальным. Криоскопическая постоянная Н2О равна 1,86 К·кг/моль.
- При 18°С осмотическое давление раствора глицерина равно 3·105 Па. Как изменится осмотическое давление, если раствор разбавить в 3 раза, а температуру повысить до 37°С?
- Осмотическое давление 0,025М раствора электролита равно 1,36·10-5 Па при 0°С. Кажущаяся степень диссоциации электролита 70%. На сколько ионов диссоциирует молекула электролита?
- Понижение температуры замерзания водного раствора исследуемого вещества составляет 1,395 К, а бензольного 1,28 К. Чем объяснятся различие в ∆Т, если моляльности растворов одинаковы? Рассчитайте изотонический коэффициент, если К(С6Н6) = 5,16 К·кг/моль, а К(Н2О) = 1,86 К·кг/моль.
- При растворении 2,05 г NaOH в 100 г воды температура кипения повысилась на 0,496°С. Определите кажущуюся степень диссоциации NaOH в растворе, если эбулиоскопическая постоянная воды равна 0,52 К·кг/моль.
- Раствор, содержащий 1,23 г бромида натрия в 40 г воды замерзает при температуре -0,95°С. Вычислите кажущуюся степень диссоциации бромида натрия в этом растворе, если К(Н2О) = 1,86 К·кг/моль.
- Раствор, объемом 1 л, содержащий 0,87 моль тростникового сахара при 18°С изоосмотичен 1 л раствора, содержащего 0,5 моль NaCl. Определите кажущуюся степень диссоциации и изотонический коэффициент для раствора хлорида натрия.
- Определите концентрацию водного раствора глюкозы, если этот раствор при 291 К изоосмотичен раствору, содержащему 0,5·103 моль/м3 CaCl2, причем кажущаяся степень диссоциации последнего при указанной температуре составляет 65,4%.
- Для очистки толуола его перегоняют с водяным паром при температуре 358 К. Определите расход водяного пара на перегонку 1 кг толуола С6Н5СН3, если давление насыщенного пара воды при 358 К составляет 6,2·104 Па, а для толуола 4,8·104 Па.
- При перегонке бромбензола с водяным паром кипение начинается при 368,3 К. Бромбензол практически нерастворим в воде, а парциальные давления паров воды и бромбензола при указанной температуре равны 8,519·104 Па и 1,613·104 Па соответственно. Вычислите массу бромбензола, которая переходит в дистиллят совместно с 1 кг Н2О и рассчитайте общее давление над системой при 368,3 К.
- Давление пара над системой из двух несмешивающихся жидкостей анилин-вода равно 9,999·104 Па при 371 К. Давление пара воды при этой температуре равно 9,426·104 Па. Какую массу воды необходимо взять для перегонки с водяным паром 1 кг анилина при внешнем давлении 9,999·104 Па?
- Давление насыщенного пара над системой из двух несмешивающихся жидкостей диэтиланилин-вода равно 10,133·104 Па при 372 К. Какая масса пара воды потребуется для перегонки 0,1 кг диэтиланилина, если давление пара воды при указанной температуре 9,919·104 Па?
- Молярная электрическая проводимость водного раствора уксусной кислоты при 25°С равна 4,815·10-3 См·м2/моль при концентрации 1,02 ммоль/л и 39,06·10-3 См·м2/моль при бесконечном разбавлении. Вычислите константу кислотной диссоциации и степень диссоциации уксусной кислоты при этой концентрации.
- Вычислите молярную электрическую проводимость раствора уксусной кислоты с концентрацией, равной 4,41·10-2 моль/л при 25°С, если известно, что его проводимость при бесконечном разбавлении равна 3,91·10-3 См·м2/моль, константа кислотной диссоциации равна 1,8·10-5. Коэффициенты активности примите равными 1.
- Водный раствор Li Х (где Х – анион) с концентрацией 0,100 моль/л имеет удельную электрическую проводимость 0,895 См·м-1. Молярная электрическая проводимость иона Li+ равна 3,95·10-3 См·м2/моль. Вычислите молярную проводимость и молярную электрическую проводимость иона Х-.
- Вычислите степень диссоциации уксусной кислоты в растворе с концентрацией равной 6,71·10-4 моль/л, а также рН раствора. Константа кислотной диссоциации СН3СООН равна 1,75·10-5.
- Вычислите молярную электропроводимость раствора уксусной кислоты при бесконечном разведении при 298 К, если электропроводимости растворов HCl, CH3COONa, NaCl при бесконечном разведении соответственно равны: 0,0426; 0,0091; 0,0126 См·м2/моль.
- При кондуктометрическом титровании 25 мл соляной кислоты раствором КОН (С = 0,1 моль/л) были получены следующие данные:
Объем КОН, мл |
3,2 |
6,0 |
9,2 |
15,6 |
20,0 |
23,5 |
Удельная электропроводимость æ·10-2, См/м |
3,2 |
2,56 |
1,86 |
1,64 |
2,38 |
2,96 |
Определите концентрацию кислоты.
- Удельная электропроводимость насыщенного водного раствора бромида таллия при 20°С равна 2,158·10-2 См/м, удельная электропроводимость воды равна 4,4·10-6 См/м. Молярная электропроводимость этой соли при бесконечном разведении составляет 1,383·10-2 См·м2/моль. Вычислите растворимость бромида таллия.
- При температуре 298 К удельная электропроводимость насыщенного раствора йодида серебра равна 4,144·10-6 См/м, удельная электропроводимость воды, определенная в этих же условиях, 4,00·10-6 См/м. Вычислите концентрацию йодида серебра в насыщенном растворе. Предельные молярные электропроводимости ионов Ag+ и I- равны соответственно 53,5·10-4 и 66,5·10-4 См·м2/моль.
- Удельная электропроводимость 0,7М раствора пропионовой кислоты при 291 К равна 9,25·10-2 См/м. Молярная электропроводимость при бесконечном разведении равна 346·10-4 См·м2/моль. Вычислите степень диссоциации пропионовой кислоты, концентрацию ионов водорода и константу диссоциации.
- Удельная электропроводимость гидроксида натрия (ω = 10%) при температуре 291 К равна 31,24 См/м, плотность раствора 1,113 г/см3. Предельная молярная электропроводимость раствора равна 217,5·10-4 См·м2/моль. Вычислите степень диссоциации гидроксида натрия и концентрацию гидроксид-ионов.
- При гидролизе лекарственного препарата выделяется соляная кислота, концентрация которой определяется кондуктометрическим титрованием. При титровании 50 мл препарата раствором гидроксида натрия (С = 0,5 моль/л), получены следующие данные:
V, мл КОН |
3,0 |
6,4 |
9,0 |
17,0 |
20,5 |
25,0 |
æ·10-2 См/м |
3,65 |
2,75 |
2,05 |
1,7 |
2,55 |
3,65 |
Определите концентрацию свободной кислоты.
- Молярная электропроводимость при бесконечном разведении раствора уксусной кислоты в 1,5 раза больше такой же электропроводимости раствора гидроксида аммония. Растворы 0,1М СН3СООН и 0,05М NH4ОН имеют одинаковую молярную электропроводимость. Каково соотношение степеней диссоциации этих электролитов в данных растворах?
- Раствор слабой кислоты АН при 298 К и разведении 32 л имеет молярную электропроводимость 9,2·10-4 См·м2/моль, а при бесконечном разведении она равна 389·10-4 См·м2/моль. Рассчитайте концентрацию ионов водорода в этом растворе и константу диссоциации кислоты.
- Удельная электропроводимость насыщенного раствора ВаСО3 в воде при 18ºС равна 25,475·10-4 См/м. Удельная электропроводимость воды равна 4,5·10-5 См/м. Молярные проводимости ионов Ва2+ и СО32- при 18ºС равны соответственно 55·10-4 и 66·10-4 См·м2/моль. Рассчитайте растворимость
ВаСО3 в воде при 18ºС в моль/л.
- Молярная электропроводимость бесконечно разбавленных растворов KCl, KNO3 и AgNО3 при 25ºС равна соответственно 149,9·10-4, 145,0·10-4 и 133,4·10-4 См·м2/моль. Какова молярная электропроводимость бесконечно разбавленного раствора AgCl при 25ºС?
- Вычислите при 298 К ЭДС концентрированного элемента.
Pt |
C(Fe3+) = 0,1 моль/л
С(Fe2+) = 0,5 моль/л |
|
C(Fe3+) = 0,4 моль/л
С(Fe2+) = 0,04 моль/л |
Pt |
- Определите ЭДС гальванического элемента, если стандартный потенциал хингидронного электрода равен 0,699 В.
Pt, Н2 │ Н + ║ Н+ , С6Н4О2, С6Н4(ОН)2 │ Pt
аН+ = 1,31·10-5 аН+ = 1,132
- ЭДС гальванической цепи равна 0,082 В. Определите рН желудочного сока.
Pt, Н2 │ Н + ║ Н+ │ Н2, Pt
(желудочный сок) аН+ = 1
- При температуре 291 К ЭДС гальванической цепи, составленной из хингидронного и каломельного электродов равна 0,142 В. При 291 К потенциал каломельного электрода равен 0,25 В, а хингидронного равен (0,704 + 0,058 lg аН+). Определите рН раствора и концентрацию ионов водорода. Составьте гальваническую цепь.
- Вычислите ЭДС гальванического элемента при 298 К
Pb │ Pb 2+ ║ Ag+ │ Ag
Концентрации растворов AgNO3 и Pb(NO3)2 равны 0,1 моль/л и 0,05 моль/л соответственно. Кажущаяся степень диссоциации Pb(NO3)2 равна 75%, а для раствора AgNO3 – 81%.
- Вычислите ЭДС гальванического элемента (298 К), составленного из двух стеклянных электродов, погруженных в растворы соляной кислоты с
рН = 1 и рН = 3. Мембраны стеклянных электродов идентичны. Составьте гальваническую цепь.
- Вычислите рН биологического объекта, если при Т = 298 К, ЭДС гальванического элемента, составленного из хингидронного и каломельного электродов равна 210 мВ, потенциал каломельного электрода равен 0,337 В. Стандартный потенциал хингидронного электрода равен 0,699 В. Составьте гальваническую цепь.
- Вычислите ЭДС гальванического элемента при 298 К
Tl │ Tl + ║ Cu2+ │ Cu
С = 0,1 моль/л С = 0,002 моль/л
Кажущаяся степень диссоциации в растворе CuSO4 равна 40%, а в растворе Tl2SO4 – 87%.
- Вычислите потенциалы электродов и ЭДС гальванического элемента при температуре 298 К.
Zn │ Zn2+ ║ Cl+ │ Cl2, Pt
Моляльность растворов ZnSO4 и HCl равна 0,1. Средние коэффициенты активности имеют значения:
γm (ZnSO4) = 0,15 γm (HCl) = 0,8
- Вычислите ЭДС гальванического элемента при 298 К:
Ni │ Ni 2+ ║ Ag+ │ Ag
Концентрации растворов NiSO4 и AgNO3 одинаковы и равны 5·10-3 моль/л. Степень диссоциации солей принять за единицу.
- Вычислите ЭДС цепи:
Со │ Co(NO3)2 ║ AgNO3 │ Ag
при 25ºС, если кажущиеся степени диссоциации AgNO3 и Co(NO3)2 в растворах соответственно равны 82% и 87%, концентрации растворов AgNO3 и Co(NO3)2 равны 0,1 и 0,01 моль/л.
- Составьте схему гальванического элемента, в котором протекает реакция:
Ag+ + Br- = AgBr
Рассчитайте стандартную ЭДС элемента при 25ºС, изменение энергии Гиббса и константу равновесия.
- Изменение энтальпии реакции
Pb + Hg2Cl2 = PbCl2 + 2Hg,
протекающей в гальваническом элементе равно (– 94,2 кДж/моль) при 298 К. ЭДС этого элемента возрастает на 1,45·10-4 В при повышении температуры на один градус. Рассчитайте ЭДС элемента и изменение энтропии при 298 К.
- В гальваническом элементе обратимо протекает реакция
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu
Рассчитайте ΔН и ΔS реакции, если ЭДС элемента равна 1,0960 В при 273 К и 1,0961 В при 276 К.
- Рассчитайте потенциал водородного электрода в чистой воде при 25ºС.
- Срок годности лекарственного вещества при 20ºС составляет 2 года. Как изменится срок годности лекарства, если хранить его в холодильнике (tº = 4ºС)? (Температурный коэффициент равен 2).
- Некоторая химическая реакция относится к типу А + В → С + D. При одинаковых начальных концентрациях А и В для времени полупревращения получены следующие данные:
С0, моль/л |
t1/2, мин. |
0,005 |
304 |
0,010 |
152 |
0,050 |
30,5 |
Докажите, что реакция следует кинетике второго порядка.
123-127. Вычислите энергию активации химической реакции по данным таблицы:
№ задания |
Уравнение реакции |
Т, К |
k, с-1 |
123 |
С2Н5Br C2H4 + HBr |
750 800 |
4,539·10-3 4,140·10-2 |
124 |
N2O4 2NO2 |
300 330 |
3,228·106 2,398·107 |
125 |
H2 + I2 2HI |
520 560 |
0,243·10-3 5,610·10-2 |
126 |
2NO2 2NO + O2 |
350 390 |
1,119·10-4 7,499·10-3 |
127 |
СН4 + Н2О СО + 3Н2 |
1023 1323 |
2,8·10-3 2,4·10-2 |
- Константа скорости реакции COCl2 → CO + Cl2 равна 5,3·10-3 мин-1. Определите, какое количество вещества прореагирует за 10 минут, если исходная концентрация его равна 0,8 моль/л?
- Разложение перекиси водорода в водном растворе является реакцией первого порядка. Период полупревращения равен 15,86 минут. Определите, какое время потребуется для разложения 99% перекиси водорода при заданных условиях.
- Определите энергию активации для некоторой реакции, если скорость реакции увеличилась в три раза при возрастании температуры на 10º:
Т1 = 300 К; Т2 = 310 К
- Докажите графически, что реакция термического разложения ацетальдегида в газовой фазе протекает по уравнению второго порядка по следующим кинетическим данным:
t, с |
Р(СН3СНО), мм рт.ст. |
0 |
363 |
42 |
329 |
105 |
289 |
450 |
174 |
- Дана зависимость константы скорости разложения N2O5 от температуры:
Т, К |
298 |
318 |
338 |
k, с-1 |
3,46·10-5 |
4,98·10-4 |
4,87·10-3 |
Определите графически энергию активации и константу скорости при 323 К.
- Для реакции разложения N2O5 в тетрахлориде углерода график зависимости lg C(N2O5) от времени представляет прямую линию. Константа скорости этой реакции при 45ºС равна 6,2·10-4 с-1. Какое время потребуется для 20%-ного разложения?
- Химическую реакцию изучают при двух температурах 27ºС и 37ºС. Константы скорости при этих температурах соответственно равны 3,4 мин-1 и 8,5 мин-1. Рассчитайте: а) энергию активации для этой реакции, б) температурный коэффициент (γ) реакции.
- Энергия активации некоторой реакции равна 65 кДж/моль. Константа скорости при 20ºС равна 1,2 мин-1. Рассчитайте константу скорости реакции при 0ºС.
- Венгерский препарат «Калий - нормин» нормализует количество ионов калия в сыворотке крови. После приёма таблеток концентрация ионов калия изменилась следующим образом:
t, с
|
0
|
14400
|
43200
|
86400
|
Ск+, мг-ион л |
4,60
|
4,40
|
4,03
|
3,53
|
Определите порядок реакции и константу скорости реакции.
- Реакция HCHO + H2O2 HCOOH + H2O второго порядка. Если смешать равные объемы одномолярных растворов,то через два часа при температуре 500С концентрация муравьиной кислоты будет равна 0,165 моль/л. Определите константу скорости реакции и время, которое потребуется, чтобы прореагировало 85% исходных веществ.
- При ядерных взрывах появляются изотопы азота. Один из изотопов азота имеет период полураспада 9,86 часа. Определите, какая часть его распадается через 16 часов после начала процесса?
- Сахароза в присутствии Н+ подвергается гидролизу:
С12Н22О11 + Н2О С6Н12О6 + С6Н12О6.
глюкоза фруктоза
Средняя константа скорости равна 2,07·10-4 с -1. Определите, какой процент сахарозы прореагирует через час после начала реакции?
- Константа скорости реакции второго порядка
НСНО + Н2О2 НСООН + Н2О
при 600С равна 2,095·10-4 л/моль·с
Определите массу муравьиной кислоты, которая образуется через один час, если смешать но 0,5 литра одномолярных растворов формальдегида и перекиси водорода.
- 141. Фармацевтический препарат этилхлорид вызывает временную анестезию. При гидролизе в среде 80% этилового спирта изменение его концентрации происходит следующим образом:
t, с
|
0
|
36000
|
97200
|
133200
|
С (С2Н5Сl), моль/л |
0,312
|
0,186
|
0,085
|
0,047
|
Определите порядок реакции, период полупревращения и константу скорости реакции.
- Константа скорости гидролиза новокаина при 323 К равна 7,2·10-7мин-1, энергия активации реакции равна 55215 Дж/моль. Определите, сколько процентов новокаина прореагирует за 15 дней хранения препарата при 150С?
- Константа скорости реакции разложения сульфацила натрия при 1500 равна 4,2·10-4с-1. Определите константу скорости реакции и температурный коэффициент (γ) при 1800 С.
- Температурный коэффициент скорости реакции гидролиза 5%-го норсульфазола натрия равен 2,5. Определите температуру, при которой нужно проводить «искусственное старение» препарата, чтобы скорость реакции возросла в 70 раз.
- При изучении кинетики реакции гидролиза сахарозы получили следующие данные:
t0С
|
25
|
40
|
50
|
55
|
k ср, с -1 |
0,161
|
1,223
|
4,467
|
8,183
|
Вычислите температурный коэффициент для каждого температурного интервала.
- При хранении таблеток амидопирина было установлено, что при температурах 800С и 900С константы скорости разложения лекарственного препарата соответственно равны 1,62·10-6с-1 и 4,15·10-6 с-1 Определите срок хранения таблеток при 250C (считая годным, если разложится 10% вещества).
147.За 10 дней содержание раствора лекарственного препарата в растворе при гидролизе уменьшилось на 5,45%. Определите константу скорости реакции и период полупревращения.
- При изучении кинетики реакции гидролиза аллилхлорида в 80%-ом этиловом спирте получены следующие данные:
t0С
|
0
|
25
|
35
|
45
|
k,мин-1 |
6,36·10-4
|
1,91·10-2
|
5,92·10-2
|
1,75·10-1
|
Определите графически энергию активации реакции и константу скорости реакции при 300С.
149.Для определения срока годности порошка папаверина гидрохлорида проведено «ускоренное старение» при температурах 600С и 800С, константы скорости разложения соответственно равны 2,17·10-5час-1 и 4,17·10-5 час-1. Определите срок годности порошка при температуре 250С (считая годным, если разложится 10% вещества).
150.Денатурация белка (реакция первого порядка) при 500С прошла за 13,75 минуты на 50%. Определите время его распада на 85% при этих же условиях.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ПО КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ
- Свободная поверхностная энергия и поверхностное натяжение. Факторы, влияющие на поверхностное натяжение. Перечислите методы измерения поверхностного натяжения. Подробно рассмотрите сталагмометрический метод измерения поверхностного натяжения.
- Поверхностно-активные (ПАВ) и поверностно-инактивные вещества (ПИВ). Особенности строения ПАВ. Покажите графически, как поверхностное натяжение зависит от концентрации раствора для ПАВ, ПИВ и веществ, не меняющих поверхностное натяжение.
- Что такое смачивание? Гидрофобные (лиофобные) и гидрофильные (лиофильные) поверхности. Как можно гидрофилизировать поверхность? Краевой угол смачивания и его определение.
- Что такое адгезия и когезия? Как определить величину работы адгезии и когезии?
- Сорбция, ее разновидности. В чем особенность химической и физической адсорбции?
- Поверхностная активность, ее физический смысл. Определение поверхностной активности, единицы измерения. Правило Дюкло-Траубе.
- Адсорбция на границе жидкость – газ. Уравнение Гиббса, его анализ. Как графически будут располагаться относительно друг друга изотермы поверхностного натяжения и изотермы адсорбции растворов одинаковой концентрации перечисленных ниже кислот: масляной, уксусной, валерьяновой, пропионовой?
- С помощью каких величин можно количественно оценить значение адсорбции? Изотерма адсорбции, ее определение.
- Построение изотермы адсорбции по изотерме поверхностного натяжения. Определение поверхностной активности.
- Строение адсорбционного слоя на границе раздела раствор – газ. Определение размера молекул ПАВ. Величина предельной адсорбции. Одинакова ли толщина насыщенного слоя для пропанола или пентанола? Дайте обоснованный ответ.
- Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра, основные положения. Изотерма адсорбции.
- Уравнение Ленгмюра, его вывод и анализ.
- Графический метод определения констант в уравнении Ленгмюра. Их физический смысл.
- Уравнение Фрейндлиха, его анализ, условия применения, изотерма адсорбции. Определение постоянных в уравнении Фрейндлиха.
- Проведите анализ уравнения Шишковского. Какие параметры уравнений Ленгмюра и Шишковского связаны между собой?
- Молекулярная адсорбция из растворов. Факторы, влияющие на величину молекулярной адсорбции.
- Адсорбция электролитов. Объясните на конкретных примерах адсорбцию ионов на кристаллах (правило Панета-Фаянса). Влияние валентности и радиуса ионов на их адсорбционную способность.
- Обменная адсорбция, ее особенности. Катиониты и аниониты, их действие.
- В чем отличие мономолекулярной и полимолекулярной адсорбции? Приведите примеры различных изотерм адсорбции.
- Хроматография. Виды хроматографии. Применение в фармации.
- Предмет коллоидной химии, основные понятия: дисперсная система, дисперсная фаза, дисперсионная среда. Приведите примеры дисперсных систем.
- Отличительные признаки дисперсных систем: гетерогенность, дисперсность. Степень дисперсности, удельная поверхность.
- Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды. Примеры.
- Классификация дисперсных систем по размеру и форме частиц. Приведите примеры. В чем отличие монодисперсных систем от полидисперсных?
- Классификация дисперсных систем по взаимодействию между частицами дисперсной фазы и по степени взаимодействия дисперсной фазы с дисперсионной средой. Приведите примеры систем.
- Получение дисперсных систем методами механического и физического диспергирования. Механизм процессов, примеры.
- Получение коллоидных систем методом пептизации. Виды пептизации.
- Получение коллоидных систем методом химической конденсации. Приведите примеры реакций и формулы образующихся мицелл.
- Получение коллоидных систем методом физической конденсации. Электрораспыление. Механизм процессов, примеры.
- Методы очистки коллоидных систем от примесей: диализ, электродиализ, компенсационный диализ, ультрафильтрация.
- Броуновское движение в дисперсных системах. Средний сдвиг частицы.
- Диффузия в дисперсных системах. Коэффициент диффузии. Связь между броуновским движением и диффузией.
- Осмотическое давление коллоидных растворов. Как связаны между собой осмотическое давление и размер частиц в коллоидных растворах?
- Седиментация в дисперсных системах. Константа седиментации. Примеры седиментационно устойчивых и неустойчивых систем.
- Седиментационно-диффузионное равновесие. Седиментационный анализ суспензий, его применение в фармации.
- Рассеяние света в дисперсных системах. Эффект Тиндаля.
- Уравнение Релея, его анализ. Объясните применение красного цвета для сигналов опасности, а синего – светомаскировки.
- Поглощение света дисперсными системами. Уравнение Ламберта-Бера применительно к дисперсным системам.
- Оптические методы исследования дисперсных систем: ультрамикроскопия, электронная микроскопия.
- Нефелометрия, турбидиметрия – оптические методы исследования дисперсных систем, применяемые в фармации.
- Прямые и обратные электрокинетические явления. Их практическое применение.
- Механизмы возникновения двойного электрического слоя (ДЭС): избирательная адсорбция ионов из раствора; ионизация твердой поверхности.
- Охарактеризуйте с точки зрения термодинамики поверностный (φ) и электрокинетический (ξ) потенциалы.
- Теории строения ДЭС: Гельмгольца-Перрена; Гуи-Чепмена.
- Строение ДЭС по теории Штерна. Значение теории, недостатки. Приведите строение ДЭС по Штерну для конкретной мицеллы.
- Влияние различных факторов на ξ-потенциал (рН, разведения, температуры).
- Понятие об индифферентных электролитах. Влияние их на электрокинетический потенциал. Что при этом происходит с поверхностным (φ) потенциалом?
- Дайте определение неиндифферентных электролитов. Влияние их на ξ-потенциал. Изменится ли φ-потенциал в этом случае?
- Определение величины ξ-потенциала по скорости электрофореза. Метод подвижной границы. Уравнение Гельмгольца-Смолуховского.
- Определение величины ξ-потенциала по скорости электроосмоса. Уравнение Гельмгольца-Смолуховского.
- Понятие об устойчивости коллоидных систем. Виды устойчивости.
- Факторы агрегативной устойчивости дисперсных систем (термодинамические и кинетические).
- Коагуляция гидрофобных золей. Факторы, вызывающие коагуляцию. Скрытая и явная коагуляция.
- Коагуляция под действем электролитов. Правила коагуляции электролитами. Скорость коагуляции.
- Теории коагуляции электролитами (адсорбционная, электростатическая).
- Физическая теория коагуляции (теория ДЛФО). Расклинивающее давление.
- Силы, действующие на частицы при их сближении (силы притяжения, силы отталкивания). Их природа, зависимость от расстояния.
- Результирующая потенциальная кривая, ее анализ.
- Концентрационная коагуляция, механизм, примеры.
- Механизм нейтрализационной коагуляции, примеры.
- Чередование зон устойчивости и неустойчивости («неправильные ряды» коагуляции). Приведите примеры.
- Коагуляция золей смесью электролитов (аддитивность, антагонизм, синергизм). Приведите примеры.
- Взаимная коагуляция коллоидных растворов. Покажите на конкретных примерах.
- Коллоидная защита. Механизм защитного действия. Защитное число. Сравнительная характеристика защитного действия различных ВМВ.
- Значение коллоидной защиты для биологии и фармации. Сенсибилизация. Гетерокоагуляция, взаимная коагуляция.
- Эмульсии. Примеры эмульсий. Получение. Классификация.
- Методы определения типа эмульсий.
- Эмульгаторы. Механизм их действия. Понятие о гидрофильно-липофильном баллансе (ГЛБ).
- Обращение фаз эмульсий. Разрушение эмульсий.
- Применение эмульсий в фармации. Преимущества и недостатки лекарственных форм в виде эмульсий.
- Аэрозоли. Получение и классификация. Применение в фармации и медицине.
- Молекулярно-кинетические и электрические свойства аэрозолей. Особенности физических свойств аэрозолей.
- Какие системы называются порошками? На чем основаны способы получения порошков?
- Свойства порошков. Процесс гранулирования и его роль в фармацевтической промышленности.
- Суспензии. Седиментационная и агрегативная устойчивость суспензий.
- Чем отличаются суспензии от коллоидных растворов? Опишите явления флотации, фильтрации и кольматации. Что такое пасты?
- Пены, типы пен. Чем характеризуются пены? Практическое значение процессов пенообразования.
- Общая характеристика и классификация ПАВ. Применение ПАВ в фармации.
- Мицеллярные растворы ПАВ. Прямые и обратные мицеллы. Критическая концентрация мицеллообразования (ККМ). Методы ее определения.
- Влияние различных факторов на ККМ. Понятие о солюбилизации. Применение мицеллярных растворов ПАВ.
- Какие соединения и по какому признаку относятся к ВМВ? Приведите примеры природных и искусственных ВМВ, используемых в медицине и фармации.
- Объясните механизм растворения ВМВ. Теории растворов ВМВ. В чем проявляются особенности растворов ВМВ как лиофильных систем? Какие свойства растворов ВМВ соответствуют свойствам коллоидных растворов?
- Опишите особенности набухания ВМВ. Ограниченное и неограниченное набухание. Как определить степень набухания?
- Чем вызваны тепловые эффекты в процессе набухания? Термодинамика набухания и растворения полимеров.
- Почему при набухании образца возникает давление набухания? Уравнение Позняка, его анализ, определение постоянных в уравнении.
- Ньютоновские жидкости. Уравнение Ньютона и Пуазейля. Динамическая вязкость, единицы измерения.
- Вязкость разбавленных растворов ВМВ. Возможно ли использовать уравнение Ньютона и Пуазейля для определения вязкости разбавленных растворов ВМВ?
- Относительная вязкость. Как определить вязкость с помощью вискозиметра Оствальда?
- Особенности вязкости коллоидных растворов. Уравнение Эйнштейна. Влияние объемной доли дисперсной фазы на величину вязкости коллоидного раствора.
- Объясните причины аномалий вязкости концентрированных растворов ВМВ. Уравнение Бингама, определение постоянных в уравнении графическим методом.
- Удельная, приведенная и характеристическая вязкости. Уравнение Штаудингера. Приведите зависимость приведенной вязкости от концентрации полимера.
- Уравнение Марка-Куна-Хаувинка. Приведите графическую зависимость, позволяющую определить коэффициенты в этом уравнении.
- Вискозиметрический метод определения средней молярной массы полимера.
- Полиэлектролиты. Ионизация белка в кислой, щелочной средах и в изоэлектрической точке.
- Изоэлектрическая точка белка, прямые и косвенные методы ее определения. Опишите свойства белка в изоэлектрической точке.
- Почему изменяются структура макромолекул белков и вязкость их растворов при изменении рН среды?
- Нарушение устойчивости растворов ВМВ. Высаливание, коацервация, застудневание. Микрокапсулирование, его использование в фармации. Чем отличается высаливание от коагуляции золей электролитами?
- Студни. Методы получения студней. Диффузия в студнях. Химические реакции в студнях. Что такое тиксотропия и синерезис? Приведите примеры.
- Гели. Коагуляционные и конденсационно-кристаллизационные структуры гелей, их свойства. Отличие гелей от студней.
- Осмотическое давление растворов ВМВ. Уравнение Галлера. Определение средней молярной массы полимера методом осмометрии.
ЗАДАЧИ ПО КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ
- Используя константы уравнения Шишковского (А = 12,6 · 10-3, В = 21,5) рассчитайте поверхностное натяжение водных растворов масляной кислоты при 273 К для следующих концентраций (кмоль/м2): 0,007; 0,021; 0,05; 0,104 и постройте кривую в координатах σ = f(c). Поверностное натяжение воды при этой температуре равно 75,49 · 10-3 Н/м.
- Величина адсорбции карболовой кислоты на угле составляет 1 моль/г. Сколько угольных таблеток надо внести в 1 л водного раствора, содержащего 2 моль карболовой кислоты, чтобы полностью очистить раствор от нее (1 таблетка – 0,25 г).
- Во сколько раз поверхностное натяжение ртути превышает поверхностное натяжение глицерина, если в капилляре с радиусом r = 0,6·10-3 м столбик ртути опустился на 12·10-3 м ниже, а глицерина поднялся на 17,8·10-3 м выше уровня жидкости в сосуде? Плотность ртути ρрт. = 13,6·103 кг/м3, глицерина ρг = 1,26 · 103 кг/м3.
- Даны константы уравнения Шишковского для водного раствора валериановой кислоты при 273 К: А = 14,72 · 10-3 , В = 10,4. При какой концентрации поверхностное натяжение раствора будет составлять 52,1·10-3 Н/м, если поверхностное натяжение воды при 273 К равно 75,49·10-3 Н/м?
- Пользуясь графическим методом, определите поверхностную активность масляной кислоты на границе ее водного раствора с воздухом при 273 К по следующим экспериментальным данным:
С1 кмоль/м3 |
0,00 |
0,021 |
0,050 |
0,104 |
0,204 |
σ ·103, Н/м |
75,23 |
68,12 |
63,53 |
58,60 |
50,3 |
- Используя уравнение Ленгмюра, вычислите адсорбцию азота на цеолите при давлении, равном 2,8·102 Па, если Аmax = 38,9 · 10-3 кг/кг,
К = 0,156·10-2.
- Вычислите адсорбцию масляной кислоты на поверхности раздела водный раствор – воздух при 283 К и концентрации 0,104 кмоль/м3 , используя следующие экспериментальные данные:
С1 кмоль/м3 |
0,00 |
0,021 |
0,050 |
0,104 |
0,246 |
0,489 |
σ ·103, Н/м |
74,01 |
69,51 |
64,30 |
59,82 |
51,09 |
44,00 |
- По экспериментальным данным постройте кривую адсорбции СО2 на цеолите при 293 К и с помощью графического метода определите константы уравнения Ленгмюра:
Равновесное давление, Р·10-2 Па |
1,0 |
5,0 |
10,0 |
30,0 |
75,0 |
100,0 |
200,0 |
Адсорбция, А·103, кг/кг |
35,0 |
86,0 |
112,0 |
152,0 |
174,0 |
178,0 |
188,0 |
- Рассчитайте поверхностную активность валериановой кислоты на границе ее водного раствора с воздухом при 353 К и концентрации 0,01 кмоль/м3 по константам Шишковского: А = 17,7 · 10-3 , В = 19,72, σ0 = 162,8 · 10-3 Дж/м2.
- По экспериментальным данным адсорбции СО2 на активированном угле постройте изотерму адсорбции и определите константы уравнения Ленгмюра:
Равновесное давление, Р·10-2 Па |
9,9 |
49,7 |
99,8 |
200,0 |
297,0 |
398,5 |
Адсорбция, А·103, кг/кг |
32,0 |
70,0 |
91,0 |
102,0 |
107,3 |
108,0 |
- При адсорбции бензойной кислоты углем из раствора в бензоле при 25ºС получены следующие данные:
С·10-3 моль/м3 |
0,006 |
0,025 |
0,053 |
0,118 |
х/m, моль/кг |
0,44 |
0,78 |
1,04 |
1,44 |
Определите графическим способом константы уравнения Фрейндлиха.
- Определить поверхностный избыток при 15ºС водного раствора ацетона (С = 0,5 кмоль/м3), если поверхностное натяжение раствора 59,4 · 10-3 Н/м. Поверхностное натяжение воды при этой температуре 73,49 · 10-3 Н/м.
- Вычислите площадь, приходящуюся на молекулу стеариновой кислоты и толщину пленки, покрывающей поверхность воды, если известно, что 0,1·10-6 кг стеариновой кислоты покрывает поверхность воды, равную 5·10-2 м2. Молярная масса стеариновой кислоты равна 284 г/моль, плотность 0,85·103 кг/м3.
- Постройте изотерму адсорбции СО2 на активированном угле при 231ºС и определите константы эмпирического уравнения Фрейндлиха, используя следующие экспериментальные данные:
Равновесное давление, Р·10-2 Па |
10,0 |
44,8 |
100,0 |
144,0 |
250,0 |
425,0 |
Адсорбция, А·103, кг/кг |
32,3 |
66,7 |
96,2 |
117,2 |
145,0 |
177,0 |
- Среднее число капель воды, вытекающей из сталагмометра, равно 54, а среднее число капель исследуемого раствора равно 88,2. Поверхностное натяжение воды при температуре опыта (18ºС) равно 72,38·10-3 Дж/м2. Относительная плотность раствора равна 1,1306. Вычислить поверхностное натяжение раствора.
- Определить величину адсорбции бензойной кислоты из 150 мл бензольного раствора 5 г угля при температуре 298 К, если начальная концентрация кислоты равна 30·10-3 моль/л, равновесная 5 · 10-3 моль/л.
- Определить равновесную концентрацию бензойной кислоты в бензоле, если 1 г угля адсорбирует 79,2·10-3 г бензойной кислоты. Константы в уравнении Фрейндлиха равны: К = 3,05; 1/п = 0,4. Молярная масса бензойной кислоты 122 г/моль.
- В раствор, объемом 70 мл некоторого вещества с концентрацией 0,5 моль/л, поместили твердый адсорбент массой 2,5 г. После достижения адсорбционного равновесия, концентрация вещества снизилась до 0,25 моль/л. Вычислить величину адсорбции.
- При адсорбции бензойной кислоты из бензольного раствора (V = 1 л) углем при 298 К, получены следующие данные:
Начальная концентрация, ммоль/л |
440 |
780 |
1040 |
1440 |
Равновесная концентрация, ммоль/л |
6 |
25 |
59 |
118 |
Определить постоянные в уравнении Фрейндлиха. Масса угля 1 г.
- Определить величину адсорбции уксусной кислоты на животном угле при температуре 298 К, если равновесная концентрация кислоты равна 1,2 ммоль/мл. Константы в уравнении Фрейндлиха равны: К = 2,89; 1/п = 0,45.
- Сравните осмотическое давление двух монодисперсных гидрозолей золота одинаковой концентрации по массе, если радиусы частиц в них равны 2,5 · 10-8 м и 5 · 10-8 м.
- Определите средний квадратичный сдвиг частицы дыма хлорида аммония с радиусом 10-7 м при 273 К за 5 секунд. Вязкость воздуха 1,7 10-5 Па·с.
- Рассчитайте коэффициент диффузии частиц дыма оксида цинка с радиусом 2·10-6 м, вязкость воздуха 1,5·10-5 Па·с при температуре 20ºС.
- Сравните интенсивности светорассеяния высокодисперсного полистирола, освещенного монохроматическим светом с длиной волны λ1 = 680 · 10-9 м, а затем с длиной волны λ2 = 420 · 10-9 м.
- С какой скоростью осаждаются частицы аэрозоля хлорида аммония с радиусом частиц 5·10-7 м (плотность частиц 1,5 · 103 кг/м3). Вязкость воздуха 1,8·10-5 Па·с, плотностью его можно пренебречь.
- Определите коэффициент диффузии мицелл мыла в воде при 313 К и среднем радиусе мицелл 1,25 · 10-8 м. Вязкость среды 6,5 · 10-4 Па·с.
- Определите коэффициент диффузии и среднеквадратичный сдвиг частиц некоторого гидрозоля за 10 секунд, если радиус частиц 5 · 10-8 м, температура опыта 293 К, вязкость среды 10-3 Па·с.
- Какой объем нитрата серебра с концентрацией 1 · 10-3 моль/л надо добавить к 10 мл раствора хлорида калия с концентрацией 2 · 10-3 моль/л, чтобы получить золь с положительно заряженными частицами? Приведите схему строения мицеллы золя.
- Какой объем сульфида аммония с концентрацией 1·10-3 моль/л надо добавить к 25 мл раствора хлорида марганца (II) с концентрацией 2,5·10-3 моль/л, чтобы получить золь сульфида марганца с отрицательно заряженными частицами? Приведите схему строения мицеллы золя.
- Частицы золя берлинской лазури в электрическом поле перемещаются к аноду. Какое вещество является стабилизатором? Приведите схему строения мицелл золя.
- Золь гидроксида железа (III) получен при добавлении 15 мл 2% раствора хлорида железа (III) к 85 мл кипящей воды. Приведите схему строения мицелл золя, учитывая, что в растворе при образовании коллоидных частиц присутствуют ионы Fe3+ и Cl-.
- Можно ли получить коллоидный раствор серы в спирте? Дайте обоснованный ответ.
- Золь золота получен при взаимодействии аурата калия с формальдегидом. При электрофорезе частицы золя движутся к аноду. Приведите схему строения мицелл золя.
- Свежий осадок гидроксида алюминия (III) обработали небольшим количеством разбавленного раствора соляной кислоты. Приведите строение мицелл образовавшегося золя. Укажите метод образования золя.
- Золь иодида свинца получен при сливании равных объемов нитрата свинца и иодида калия. В электрическом поле частицы перемещаются к катоду. Одинаковы ли исходные концентрации растворов? Приведите строение образовавшихся мицелл.
- При добавлении к водному раствору хлорида цинка избытка водного раствора сульфида аммония происходит образование золя. Приведите схему строения мицеллы, укажите электролит-стабилизатор и метод получения этого золя.
- Золь диоксида марганца получен по реакции восстановления перманганата калия тиосульфатом натрия. Приведите строение образующихся мицелл и укажите метод образования коллоидного раствора.
- Свежий осадок гидроксида железа (III) обработали раствором хлорида железа (III). При этом осадок полностью растворился. Какой процесс произошел? Приведите строение образующихся мицелл золя.
- Частицы золя серы, полученного при взаимодействии сероводорода с раствором оксида серы, при электрофорезе перемещается к аноду. Приведите схему строения мицелл золя и укажите электролит-стабилизатор.
- Золь сульфата бария получен при взаимодействии равных объемов нитрата бария и серной кислоты. В электрическом поле частицы перемещаются к катоду. Приведите строение образующихся мицелл, сравните концентрации исходных растворов, укажите метод образования золя.
41-45. По скорости электрофореза вычислите электрокинетический потенциал золя, полученного методом химической конденсации по соответствующей реакции (см. таблицу 1). Диэлектрическая проницаемость воды равна 81, электрическая постоянная 8,85 · 10-12 Ф/м. вязкость воды 10-3 Па·с, напряженность электрического поля и скорость электрофореза даны в таблице 2.
Приведите строение мицеллы золя и укажите к какому электроду перемещаются частицы золя при электрофорезе.
Таблица 1.
№ задания |
Электролит 1 |
Электролит 2 |
||||
формула |
С1, моль/дм3 |
V1,см3 |
формула |
С2, моль/дм3 |
V2,см3 |
|
41 |
Na2S |
0,015 |
10 |
SbCl3 |
0,02 |
25 |
42 |
AgNO3 |
0,1 |
15 |
Na2S |
0,5 |
5 |
43 |
AlCl2 |
0,01 |
10 |
NaOH |
0,001 |
35 |
44 |
BaCl2 |
0,015 |
20 |
K2SO4 |
0,1 |
10 |
45 |
KCl |
0,008 |
25 |
AgNO3 |
0,01 |
18 |
Таблица 2.
№ задания |
Е В/м |
u·105 м/с |
41 |
500 |
3,0 |
42 |
400 |
1,1 |
43 |
320 |
1,3 |
44 |
310 |
1,73 |
45 |
600 |
2,5 |
- Напишите формулу коллоидной мицеллы золя иодида серебра, полученного по реакции обмена в избытке AgNO3. Приведите схему ДЭС по Штерну для данной мицеллы. Что будет происходить при добавлении в систему КNO3? Объясните и покажите на схеме.
- Приведите формулу коллоидной мицеллы диоксида кремния и схему строения ДЭС данной мицеллы. Какое влияние на величину потенциала будет оказывать введение ионов Al3+? Объясните и покажите на схеме.
- Почему для снижения потенциала положительно заряженных частиц золя сульфида мышьяка на одну и ту же величину, иона PO43- требуется намного меньше, чем Cl-. Дайте обоснованный ответ.
- Напишите формулу коллоидной мицеллы золя бромида серебра, стабилизированного нитратом серебра. Какое явление будет наблюдаться при введении бромида калия к золю. Объясните происходящее явление и приведите схему этого процесса.
- Расположите ионы I-, Cl-, F-, Br- по способности сжимать ДЭС и уменьшать ξ-потенциал положительно заряженных частиц золя берлинской лазури. Дайте обоснованный ответ. Приведите формулу коллоидной мицеллы данного золя.
- Напишите схему мицеллы золя серы (стабилизатор H2S). Какой из электролитов – KNO3, Ca(NO3)2, Al(NO3)3 - имеет наименьший порог коагуляции и наибольшую коагуляционную способность?
- Дан гидрозоль As2S3 (стабилизатор - AsCl3). Ck(KCl) = 4,9∙10-2 моль/л. Рассчитайте Ck(MgSO4), Ck(Na3PO4), Ck(K4[Fe(CN)6]), используя соотношения теории ДЛФО.
- Дан гидрозоль иодида серебра, Ck(NaCl) = 300 ммоль/л, Ck(MgCl2) = 25 ммоль/л, Ck(Na2SO4) = 165 ммоль/л, Ck(AlCl3) =0,5 ммоль/л. Определите знак заряда частиц золя. Напишите схему мицеллы.
- При исследовании коагуляции гидрозоля золота получили Ck(NaCl) = 24 ммоль/л, Ck(К2SO4) = 11,5 ммоль/л. Определите знак заряда частиц золя и рассчитайте Ck(MgSO4), Ck(AlCl3), используя соотношения теории ДЛФО.
- Для коагуляции 100 мл золя Fe(OH)3 взяли 10,5 мл 1М раствора КCl, 62 мл 0,01М раствора Na2SO4 и 5 мл 0,001М раствора Na3PO4. Определите пороги коагуляции электролитов и знак заряда частиц золя. Напишите строение мицеллы.
- Дан золь гидроксида железа, частицы которого передвигаются к катоду. Ck(NaCl) = 9,25 моль/л. Рассчитайте Ck(KNO3), Ck(ВаCl2), Ck(MgSO4), Ck(К3PO4), используя соотношение теории ДЛФО. Напишите схему мицеллы.
- Для очистки водопроводной воды от взвешенных частиц глины и песка добавляют небольшое количество сульфата алюминия. Почему наблюдается быстрое оседание частиц?
- Гидрозоль иодида серебра получен путем смешения равных объемов 0,008 М раствора KI и 0,01М раствора AgNO3. Какой из электролитов MgSO4 или K3[Fe(CN)6] будет иметь наибольший порог коагуляции для данного золя?
- На гидрозоль иодида серебра (избыток KI) подействовали смесью электролитов К2SO4 и Th(NO3)4. Какое явление наблюдается? (в растворе образуется комплекс K2[Th(SO4)3]).
- Напишите схему мицеллы золя сульфида мышьяка (III), частицы которого передвигаются к аноду (исходные вещества AsCl3 и H2S). Какой электролит CаCl2, ВаCl2 или Sr(NO3)2 имеет наибольшую коагуляционную способность?
- Дан золь гидроксида алюминия (избыток NaOH). Ck(К2Cr2O7) = 0,63 ммоль/л. Какой объем 0,01М раствора К2Cr2O7 нужно добавить к 100 мл золя, чтобы вызвать коагуляцию?
- Дан золь гидроксида магния (стабилизатор MgCl2). Приведите примеры трех золей, при наливании которых произойдет взаимная коагуляция золей.
- При сливании электролитов КClи CdCl2 образуется комплекс K2[CdCl4]. Приведите примеры золей, когда наблюдается явление антагонизма и явление синергизма при добавлении смесей этих электролитов.
- Для защиты 5 мл золя гидроксида железа от коагуляции электролитом потребовалось ввести 3∙10-3 л 0,01%-го раствора желатины. Рассчитайте защитное число желатины.
- Дан гидрозоль берлинской лазури (стабилизатор FeCl3). Какие электролиты могут вызвать явление «неправильных рядов» коагуляции? Приведите график.
- Определите степень дисперсности миндального масла в эмульсиях ручного и машинного изготовления, если размер шариков масла при ручном диспергировании составляет 2 · 10-4 м, а при машинном 4 · 10-5м. В каком случае дисперсность выше?
- Вычислите общую и удельную поверхность 100 г эмульсии, содержащей 70% подсолнечного масла. Диаметр шариков масла составляет 2 · 10-6 м, плотность масла 920 кг/м3.
- Вычислите количество шариков масла в 500 г коровьего молока с жирностью 3,2% и найдите общую и удельную поверхность, если диаметр отдельного шарика равен 2·10-6 м, а плотность жира равна 950 кг/м3.
- Вычислите удельную и общую поверхность масла в 100 г эмульсии ручного изготовления, содержащего 50% абрикосового масла. Диаметр шариков масла 2·10-5 м, плотность масла 960 кг/м3.
- Размер частиц рисового крахмала 2·10-6 м, а картофельного 4·10-6м. Рассчитайте и сравните удельные поверхности обоих крахмалов.
- Вычислите количество шариков масла в 120 г эмульсии, содержащей 30% абрикосового масла, если масса одного шарика равна 32 · 10-12 г.
- Размер шариков масла в майонезе при ручном взбалтывании составляет 2·10-5 м, а при машинном 4·10-6 м. Сравните удельные поверхности частиц.
- Вычислите количество шариков жира в 400 г козьего молока с жирностью 3,5% и найдите их общую и удельную поверхности, если диаметр отдельного шарика равен 3·10-6 м, а плотность жира составляет 930 кг/м3.
- Вычислите удельную и общую поверхность шариков масла в 200 г эмульсии, содержащей 35% персикового масла. Диаметр шариков составляет 2 · 10-5 м, ρ = 920 кг/м3.
- Вычислите количество шариков масла в 150 г эмульсии, содержащей 50% подсолнечного масла, если масса одного шарика равна 30 · 10-12 г.
- Рассчитайте и сравните дисперсность порошков, имеющих размер частичек дисперсной фазы 2·10-5 м и 3·10-6 м соответственно.
- Скорость оседания частиц монодисперсной суспензии равна 0,105 см/с. Определите радиус частиц, приняв вязкость воды равной 0,001Па·с, плотность вещества частиц 500 кг/м3.
- Определите скорость оседания суспензии сульфата бария, если радиус частичек дисперсной фазы 1·10-6 м, плотность BaSO4 4500 кг/м3, вязкость воды 0,001 Па·с, плотность воды 1000 кг/м3.
- Рассчитайте и сравните удельные поверхности шариков масла в эмульсиях ручного и машинного изготовления. Диаметр шариков масла 2 · 10-5 м и 4 · 10-6 м соответственно.
- Вычислите удельную поверхность суспензии каолина, отнесенную к единице массы. Частицы считайте шарообразными, средний радиус частиц 1·10-6 м. плотность каолина 2500 кг/м3. Суспензия монодисперсна.
- При вискозиметрическом определении молекулярной массы ВМВ время истечения раствора составило 2 мин. Объем жидкости, протекающей по капилляру, 20 см3, длина капилляра равна 0,2 м. Жидкость с вязкостью
10-3Н·с/м2 протекает под действием собственного веса, причем высота
столба жидкости равна 0,2 м, а плотность ее 103 кг/м3. Какой радиус дол
жен иметь капилляр?
- Вязкость раствора поливинилового спирта (ПВС) при 25ºС равна 0,954 Н/м2. Рассчитайте, за какое время через капилляр радиусом 1 · 10-3 м и длиной 0,1 м протекает 16 · 10-6 м3 раствора ПВС под давлением 0,963 Н/м2.
- Какова вязкость глицерина, если из капилляра длиной 6 · 10-2 м и радиусом 10-5 м глицерин вытекает со скоростью 14·10-10 м3/с под давлением 200 Па.
- Вычислите скорость истечения жидкости из капилляра длиной 5 · 10-2 м с радиусом 25 · 10-5 м под давлением 980 Па, если вязкость жидкости 2 · 10-3 Па · с.
- Плотность винилина при 22ºС 920 кг/м3, плотность воды 996 кг/м3. Винилин протекает через вискозиметр за 21 мин., а тот же объем воды за 14 сек. Вычислить динамическую вязкость винилина, если η ( Н2О) = 9,85 · 10-4 Н·с/м2 при 22ºС.
- Для раствора синтетического каучука, молекулярная масса которого 2·105, в хлороформе определены константы в уравнении Марка-Куна-Хаувинка: α = 0,56; К = 1,85·10-5. Определите характеристическую вязкость образца.
- Рассчитайте молекулярную массу поливинилацетона, если характеристическая вязкость его раствора в бензоле [η] = 0,225 м3/кг, константы уравнения Марка-Куна-Хаувинка: К = 5,7 · 10-5; α = 0,7.
- Установлено, что связь между характеристической вязкостью и молекулярной массой растворов полиизобутилена при 20ºС описывается уравнением [η] = 3,6·10-4∙М0,64. Определите молекулярную массу фракции полиизобутилена в растворе с характеристической вязкостью [η] = 1,8 м3/кг.
- Какова молекулярная масса натурального каучука, если при его растворении в бензоле характеристическая вязкость [η] оказалась равной 0,126 м3/кг, константы уравнения Марка-Куна-Хаувинка: К = 5 · 10-5; α = 0,67.
- Определите молекулярную массу этилцеллюлозы, используя данные вискозиметрического определения:
Концентрация полимера в растворе, кг/м3 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
Приведенная вязкость, ηуд/с, м3/кг |
0,163 |
0,192 |
0,210 |
0,24 |
0,263 |
Константы в уравнении Марка-Куна-Хаувинка:К = 11,8·10-5, α = 0,66.
- Рассчитайте молекулярную массу этилцеллюлозы, используя данные вискозиметрического метода для раствора этилцеллюлозы в анилине
(К = 6,9·10-5; α = 0,72):
Концентрация полимера в растворе, кг/м3 |
1 |
1,75 |
2,5 |
3,25 |
4,0 |
Удельная вязкость, η – η0/η0 |
0,24 |
0,525 |
0,875 |
1,35 |
1,84 |
- По данным характеристической вязкости [η] (м3/кг) и молярной массы М (кг/моль) полиизобутилена в CCl4 определите графически константы К и α в уравнении Марка-Куна-Хаувинка:
М |
[η] |
М |
[η] |
М |
[η] |
М |
[η] |
1260000 |
4,30 |
48000 |
0,43 |
110000 |
0,78 |
9550 |
0,138 |
463000 |
2,06 |
10000 |
0,15 |
92700 |
0,73 |
7080 |
0,115 |
- Определите графически константы α и К в уравнении Марка-Куна-Хаувинка для синтетического каучука, растворенного в толуоле, по данным молярной массы М (кг/моль) и характеристической вязкости [η] м3/ кг:
М |
[η] |
М |
[η] |
М |
[η] |
М |
[η] |
25000 |
0,30 |
39500 |
0,40 |
100000 |
0,71 |
380000 |
1,76 |
31800 |
0,35 |
57000 |
0,48 |
224000 |
1,16 |
|
|
- При измерении вязкости растворов полистирола в толуоле вискозиметром Оствальда получены следующие данные:
Концентрация р-ра, с,г/л |
0 |
1,70 |
2,12 |
2,52 |
2,95 |
3,40 |
Время истечения р-ра, t,c |
97,6 |
115,6 |
120,2 |
124,5 |
129,8 |
134,9 |
Приведите график зависимости ηуд/с = f(с) и определите молекулярную массу полистрола, если К = 1,7 · 10-5, α = 0,69.
- При измерении вязкости растворов 1,4-цис-полиизопрена в толуоле с помощью капиллярного вискозиметра получены следующие данные:
С, г/л |
0 |
1,41 |
1,94 |
2,59 |
3,24 |
3,89 |
Время истечения р-ра, t,c |
171,5 |
216,1 |
234,0 |
257,3 |
282,6 |
308,1 |
Определите графическим методом характеристическую вязкость раствора [η].
- Вычислите степень набухания каучука в этиловом спирте и постройте кривую набухания α = f(t), используя следующие экспериментальные данные:
Время набухания, t,c |
1 |
4 |
8 |
12 |
Масса каучука до набухания, г |
10,0 |
19,0 |
44,0 |
56,0 |
Масса каучука после набухания, г |
10,0 |
44,0 |
56,0 |
51,0 |
Сделайте вывод о типе набухания.
- По экспериментальным данным рассчитайте степень набухания желатина и приведите график зависимости α = f(рН). Определите ИЭТ.
РН раствора |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
Вес желатина до набухания, г |
0,3971 |
0,3881 |
0,2684 |
0,3754 |
0,4106 |
0,4170 |
Вес желатина после набухания, г |
1,2062 |
1,3551 |
0,4408 |
0,5746 |
0,6320 |
0,6489 |
- Осмотическое давление водного раствора белка с массовой концентрацией 1кг/м3 при температуре физиологической нормы равно 292,7 Па. Определите молекулярную массу белка, если константа в уравнении Галлера b = 1.
- Рассчитайте молярную массу полистрола, если осмотическое давление при 25ºС равно 120,9 Па, а массовая концентрация 4,17 кг/м3 b = 1.
100. Рассчитайте осмотическое давление раствора белка с молярной массой
12000 г/моль, если его массовая концентрация 2 г/дм3, Т = 310 К, b = 1.