34

ЗМІСТ

Вступ…………………………………………………	4
Алгоритми рішення задач………………………….	5
Тема 1: Розчини……………………………………..	5
1.1. Виготовлення вагових процентних розчинів.....	5
1.2. Розчини неелектролітів……………………...	6
1.3. Розчини електролітів. рН розчинів. Буферні системи………..….	8
Тема 2. Колоїдна хімія…………………………...	9
2.1. Будова міцели………………………………..	9
Задачі……………………………………….	10
Тестові завдання………………………………….	14
Список літератури…………………………………..	18

ВСТУП

Студенти біолого технологічного факультету повинні не тільки знати фізико – хімічні закони, але і вміти застосовувати їх для рішення конкретних задач. Рішення задач допомагає засвоїти та глибше зрозуміти теоретичні положення курсу. У методичних вказівках підібрані задачі, які охоплюють практично всі теоретичні питання програми курсу фізичної хімії.

У зв’язку з загальною тенденцією зменшення кількості годин аудиторних занять і переносу центра тягарю пізнання на самостійну позааудиторну роботу студентів, у методичних вказівках значно зменшені теоретичні відомості. У цьому відношенні методичні вказівки не повинні підміняти підручник.

У методичних вказівках виділена тема «Розчини» (причому окремо виділені задачі з приготування та розрахунку вагових процентних розчинів).

Наведені алгоритми рішення задач, пов’язаних з темами: «Розчини неелектролітів», «Розчини електролітів», «рН розчинів», «Буферні розчини».

Із колоїдної хімії наведені приклади побудови міцели.

Тестові завдання охоплюють всю програму курсу фізичної і колоїдної хімії для студентів біолого – технологічного факультету. Для рішення тестових завдань необхідно вибрати одну правильну відповідь у тестах.

Алгоритми рішення задач

Тема 1: розчини

1.1. Виготовлення вагових процентних розчинів

Варіант 1. Розчинена речовина тверда, до її складу не входить кристалізаційна вода. Розчинник – вода.

1. Розраховуємо практичну наважку речовини – Пн. Вона дорівнює вказаній величині процента у грамах.

2. Розраховуємо необхідну кількість розчинника, тобто води:

Хн₂о, г = 100г – Пн, г

Варіант 2. Розчинена речовина тверда, до її складу входить кристалізаційна вода. Розчинник – вода. При розрахунку наважки речовини вносять поправку на вміст у ній кристалізаційної води.

1. Розраховуємо теоретичну наважку речовини – Тн. Вона дорівнює вказаній величині процента у грамах.

2. Розраховуємо практичну наважку речовини – Пн. Для цього необхідно знати: теоретичну наважку, молекулярну масу кристалогідрату.

3. Розраховуємо необхідну кількість розчинника, тобто води:

Хн₂о, г = 100г – Пн, г

Варіант 3. Розчинена речовина – рідина, розчинник – вода.

1. Розраховуємо теоретичну наважку рідини – Тн. Вона дорівнює вказаній величині процента у грамах.

2. Розраховуємо практичну наважку речовини – Пн. Складаємо для цього пропорцію:

3. Переводимо величину Пн з одиниць маси в одиниці об’му, тобто з грамів у мл. Біля цього користуємося формулою:

,

де V – об’єм розчину у см³ (М³)

m – маса речовини, г (кг)

ρ – щільність речовини, г/см³ (кг/м³)

4. Розраховуємо необхідну кількість розчинника. При цьому з 100 віднімається не Пн у мл, а Пн у гр.

Варіант 4. Розчинена речовина тверда, розчинник неводний, з відносною щільністю, що відрізняється від відносної щільності води.

1. Розраховуємо наважку речовини. Вона дорівнює величині вказаного процента у грамах.

2. Розраховуємо об’єм розчинника у грамах:

Х г=100г –Пн, г

3. Розраховуємо об’єм розчинника у мл:

Варіант 5. Розчинена речовина рідина, розчинник неводний.

1. Розраховуємо необхідну кількість розчиненої рідини згідно схеми, викладеної у варіанті 3.

2. Розраховуємо необхідну кількість розчинника за схемою 4 варіанта.

1.2. Розчини неелектролітів

Неелектролітами називаються поєднання, що у розчинах практично не дисоціюють на іони. Це спирти, цукри, ефіри, слабкі кислоти та ін.. багато фізичних властивостей розчинів неелектролітів (осмотичний тиск, зниження температури замерзання та підвищення температури кипіння, тиск насиченої пари) залежать тільки від молярної (моляльної) концентрації розчиненої речовини, але не від його природи - при умові, що воно не летке.

При рішенні задач, пов’язаних зі зміною тиску насиченого пари розчинів, використовується перший закон Рауля: «Зниження тиску насиченої пари над розчином пропорційно мольній частині розчиненої речовини»

Р₀-Р=Р₀*N_x, де

Р₀ – тиск насиченої пари розчинника при даній температурі;

Р - тиск насиченої пари над розчином розчинника.

Температури плавлення або кипіння розчинів підпорядковуються другому закону Рауля: «Зниження температури замерзання або підвищення температури кипіння розчину пропорційно його моляльній концентрації».

Δt_з = К.в_х Δt_к = Е.в_х, де

К – кріоскопічна постійна, Е – ебуліоскопічна постійна розчинника.

Осмотичний тиск розчинів розраховується за рівнянням закону Вант-Гоффа:

Росм=С_хRT, або , якщо осмотичний тиск визначають за депресією (зниженням) температури плавлення розчину (Δt_з)

Склад розчину в умові задачі може бути заданий масовою або об’ємною долею розчиненої речовини, співвідношенням мас або об’ємів речовини та розчинника. Для переводу одних способів вираження складу розчину у інші можна користуватися наступними формулами:

- за відомим масовим співвідношенням компонентів розчину

m₀= m_x+m_ρ, де

m_x – маса розчиненої речовин (х) у розчині, г

m_ρ – маса розчинника у розчині, г

- якщо в умові задачі задано тільки об’єм розчинника, то масу треба визначати, користуючись значенням щільності:

m_ρ =V_ρ*ρ_ρ, де

V_ρ – об’єм розчину, см³

ρ_ρ – щільність розчинника, г/см³

, ,

, , де

Wx – масова доля речовини (х) у розчині, %

Cx – молярна концентрація розчину речовини (х), моль/л

Mx – молярна маса речовини(х), г/моль

M_ρ – молярна маса розчинника, г/моль

b_x – молярна доля речовини(х) у розчині, безрозмірна величина

• за відомою масовою долею Wx розчиненого компоненту (х):

, ,

де Nx – кількість речовини (х) у розчині, моль