30

Міністерство освіти, науки, молоді та спорту України

Національний університет харчових технологій

Сумський технікум харчової промисловості

Збірник задач

з фізичної і колоїдної хімії

Суми, 2012

Збірник задач з фізичної і колоїдної хімії для студентів всіх спеціальностей денної і заочної форм навчання.

УПОРЯДНИК: Сумський технікум харчової промисловості

Національного університету харчових технологій

УКЛАДАЧ: Мирошниченко Л.А., викладач фізичної і колоїдної

хімії Сумського технікуму харчової промисловості

Національного університету харчових технологій

Розглянуто і схвалено на засіданні

циклової комісії дисциплін

математичної та природничо - наукової

підготовки

протокол № від _________

Голова ______________С.Г.Яценко

ЗМІСТ

Передмова 4

Глава 1. Агрегатні стани речовини 5

1. . Газоподібний стан речовини 5

2. . Рідкий стан речовини 7

Глава 2. Хімічна термодинаміка 9

Глава 3. Розчини 11

3.1. Осмотичний тиск розчинів. Закон

Вант-Гоффа 11

3.2. Тиск насиченої пари розчинника над

розчином. Закони Рауля 13

Глава 4. Хімічна кінетика 16

Глава 5. Колоїдний стан речовини.

Властивості колоїдних розчинів 18

Література 21

Додатки 22

Передмова

Важливою складовою частиною хімічної освіти студента-технолога харчової промисловості є вміння розв’язувати задачі, що забезпечує глибоке засвоєння матеріалу предмета та формує вміння самостійно використовувати набуті знання.

Наявність розрахункових задач в курсі фізичної та колоїдної хімії зумовлена необхідністю привиття майбутнім технологам навичок кількісних розрахунків та складання мотивованого судження про можливість прове-дення хімічних реакцій на практиці. Важливою метою уведення розрахун-кових задач в програму курсу є необхідність переконання студентів у тому, що розрахунок умов завжди передує спробі практичного здійснення хімічних процесів.

У даному посібнику розкрито науково обгрунтовану методику розв’я-зування задач, що створює оптимальні умови для формування творчого мислення, нестандартного підходу та вибору раціонального шляху розв’язу-вання розрахункових задач.

Навчально-методичний посібник розроблений для студентів технікумів харчової промисловості денної та заочної форм навчання, які вивчають курс фізичної та колоїдної хімії, тому його побудова відповідає структурі про-грами теоретичного курсу, а об’єкт знань, в основному, відповідає об’єму програмного матеріалу базових підручників.

Посібник містить задачі усіх типів, які охоплюють основні теми курсу. Короткий теоретичний вступ до тем, а також ретельно підібрані приклади типових задач, які студент має розв’язати самостійно, перш ніж приступити до виконання домашнього завдання, сприяють свідомому засвоєнню і закріпленню теоретичного матеріалу.

До кожної окремої теми наведено значну кількість задач. що дає мож-ливість вибрати ті з них, які найбільшою мірою відповідають програмі курсу, враховуючи спеціалізацію студентів, рівень підготовки тощо, допомагають оцінити ступінь засвоєння студентами теоретичного матеріалу.

До усіх задач, за винятком найпростіших, як правило, дані відповіді.

У таблицях додатків подано довідниковий матеріал, необхідний для роз-рахунків.

Посібник можна використовувати при вивченні окремих тем курсу, як методичний посібник для самостійної підготовки до практичних, контрольних, лабораторних робіт, підготовці до екзаменів. Значна кількість матеріалу дає змогу використовувати його в поточній навчальній діяльності на заняттях, а також скомплектувати потрібну кількість варіантів для проведення програмних контрольних робіт.

Залежно від рівня підготовки групи викладач має змогу диференці-йовано підходити до добору завдань, як для поточного, так і для тематичного оцінювання знань та вмінь студентів.

Тема 1. Агрегатні стани речовини.

1.1. Газоподібний стан речовини

1. Який об’єм (н.у.) займатиме газ при 50^оС та тиску 0,954 ∙ 10⁵ Па, якщо за нормальних умов він займає об’єм 0,4 ∙ 10^-3 м³?

2. Маса 0,327 ∙ 10^-3 м³ газу при 13^оС та тиску 1,040∙10⁵ Па становить 0,828 ∙ 10^-3 кг. Знайти молярну масу газу.

3. При 17 ^оС та тиску 1,040 ∙ 10⁵ Па маса 0,624 ∙ 10^-3 м³ газу дорівнює 1,56 ∙ 10^-3 кг. Знайти молекулярну масу газу.

4. Газ, густина якого за повітрям 0,6, знаходиться у посудині об’ємом 0,02 м³ під тиском 1,038 ∙ 10⁵ Па при 20^оС. Знайти масу газу.

5. Об’єм гумової камери автомобільної шини дорівнює 0,025 м³; тиск в ній 5,0665 ∙ 10⁵ Па. Визначити масу повітря, яке знаходиться у камері при 20^оС.

6. Розрахуйте молекулярну масу газу, якщо 7 ∙ 10^-3 кг його при 20^оС та 0,253 ∙ 10⁵ Па займають об’єм 22,18 ∙ 10^-3 м³.

7. Визначити масу пари толуолу у приміщенні об’ємом 30 м³ при 25^оС. Тиск пари толуолу при цій температурі дорівнює 2972 Па.

8. При якому тиску маса хлору (Cl₂) об’ємом 3 ∙ 10^-3 м³ становить 2,5 ∙ 10^-3 кг, якщо t = 23^оС?

9. Визначити тиск кисню, якщо 0,1 кг цього газу знаходиться у посудині об’ємом 0,02 м³ при 20^оС.

10. Яку масу CaCO₃ необхідно взяти, щоб отримати в результаті прожа-рювання оксид карбону (ІV), який при 15^оС та тиску 104000 Па займає об’єм 25 ∙ 10^-6 м³?

11. З 5 ∙ 10^-3 м³ кг хлорату калію KClO₃ отримали 0,7 ∙ 10^-3 м³ кисню, вимі-ряного при 20^оС та тиску 111900 Па. Визначити масову частку домішок у хлораті калію.

12. Який тиск викликає етилен масою 0,05 кг у посудині об’ємом 10^-2 м³ при -2^оС?

13. В 0,1 м³ повітря міститься 6 ∙ 10^-3 м³ ксенона. У якому об’ємі повітря (н.у.) міститься 10²⁵ молекул ксенона?

14. Молекула деякої газоподібної речовини має масу 1,2 ∙ 10^-25 кг. Виз-начити молекулярну масу речовини.

15. Скільки молекул СО₂ утворяться в результаті згорання 4 ∙ 10^-6 кг вуглецю?

16. Маса 10^-3 м³ газу (н.у.) становить 1,175 ∙ 10^-3 кг. Розрахувати мо-лекулярну масу газу та масу однієї молекули газу.

17. Маса 87 ∙ 10^-3 м³ пари при 62^оС та тиску 1,01 ∙ 10⁵ Па становить 0,24 ∙ 10^-3 кг. Розрахувати молекулярну масу речовини та масу однієї молекули.

18. Скільки молекул газу міститься в 1м³ газу при 32^оС у космосі при тиску 133,3 ∙ 10^-16 Па?

19. Визначте, у якому об’ємі аргона міститься 5 ∙ 10¹⁶ молекул при 20^оС та тиску 13333 Па.

20. Об’єм пари 0,2 ∙ 10^-3 кг речовини при 17^оС та тиску 10174,4 Па становить 48 ∙ 10^-6 м³. Знайти молекулярну масу та масу молекули цієї речовини.

21. Маса 200 мл ацетилену за н.у. дорівнює 0,232 г. Визначити мольну масу ацетилену.

22. Маса 0,001 м³ газу (0^оС; 101,33 кПа) становить 1,25 г. Розрахувати: а) мольну масу газу; б) масу однієї молекули газу.

23. Розрахувати мольну масу ацетону, якщо маса 500 мл його пари при 87^оС та тиску 96 кПа становить 0,93 г.

24. При 17^оС та тиску 104 кПа маса 624 мл газу дорівнює 1,56 г. Яка мо-лекулярна маса газу?

25. Який об’єм займає 1 кг повітря при 17^оС та тиску 101,33 кПа?

26.Газометр об’ємом 20 л заповнений газом. Густина цього газу за повіт-рям 0,40 тиск 103,3 кПа, температура 17^оС. Знайти масу газу.

27. Маса колби об’ємом 750 мл, заповненої киснем при 27^оС, становить 83,3 г. Маса пустої колби дорівнює 82,1 г. Визначити тиск кисню у колбі.

28. Розрахувати масу 1 м³ повітря при 17^оС та тиску 83,2 кПа.

29. Яку масу мають:

а) 2 л Н₂ при 15^оС та тиску 100,7 Па;

б) 1 м³ N₂ при 10^оС та тиску 102,9 кПа;

в) 0,5 м³ Cl₂ при 20^оС та тиску 99,9 кПа.

30. Бертолетова сіль при нагріванні розкладається на KCl та О₂. Скільки літрів кисню при 0^оС та тиску 101,3 кПа можна отримати з 1 моль KClO₃?

31. Який атмосферний тиск на вершині гори Казбек, якщо при 0^оС маса 1 л повітря дорівнює 700мг?