- •Контрольная работа по физической и коллоидной химии.
- •Вопрос 1. Что такое уравнение состояния? Охарактеризуйте уравнение состояния идеальных газов. Какие физические законы объединены в уравнении Менделеева - Клайперона?
- •Вопрос 2. Для реакции, соответствующей вашему заданию, следуют с помощью таблиц стандартных термодинамических функций . Определить при стандартных условиях:
- •Вопрос 10. Рассчитайте pH по данным таблицы:
- •Вопрос 12. Что такое адсорбция? Виды адсорбции.
- •Вопрос 15. Какие скачки потенциалов выделяют в мицелле? в каком соотношении друг с другом они находятся?
- •Вопрос 16. Что такое электрофорез? Как величина скорости электрофореза зависит от величины ξ- потенциала? Вычислить величину потенциала указанного ниже золя?
- •Вопрос 18. Пороги для исследуемого золя равны: NaNo3 – 300; MgCl2 – 25; Na2so3 – 295; AlCl3 – 0,5. Определите знак заряда золя.
- •Вопрос 19. Что такое изоэлектрическое состояние полиэлектролита в растворе? Что такое изоэлектрическая точка белка? Определите знак заряда частиц белка в растворе с указанным в таблице значениями pH?
- •Вопрос 6. В чем выражается аналогия между осмотическим давлением и давлением газа.
- •Вопрос 14. Укажите вещества, которые могут служить стабилизаторами для указанных таблице коллоидных систем? Полученных в результате обменных реакций. Привидите формулы мицелл.
- •Вопрос 13. Применим ли принцип Ле –Шателье к явлениям адсорбции. Как влияет увеличение температуры на адсорбцию.
Вопрос 10. Рассчитайте pH по данным таблицы:
№ |
Гальванический элемент |
ЭДС |
pH – стандартного электрода |
1 |
Хингидронно - каломельный |
0,337 |
1,07 |
Дано: |
Решение: |
Данные в таблице. |
Определение рН с помощью хингидронного электрода Для определения рН с помощью хингидронного электрода составляют гальванический элемент из хингидронного и каломельного электродов: (–) Нg / Нg2Сl2 // Н+, хингидрон / Рt (+) Определяют компенсационным методом ЭДС полученного элемента и по формуле (3) вычисляют рН раствора. Получив у лаборанта истинные значения рН испытуемых растворов, определяют относительную ошибку каждого опыта. Экспериментальные данные и результаты расчетов заносят в таблицу 1.
Здесь Φ°хг - стандартный потенциал хингидронного электрода, В; Φкал - потенциал каломельного электрода, В; Е - ЭДС гальванического элемента, В. Расчет:
Ответ: pH= 1,07 В
|
Вопрос 11. Вычислите редокс – потенциал при заданных значениях aFe+3, aFe+2 в системе Fe+3| Fe+2 при 250С если Е(Fe+3| Fe+2)=0,771 В.
№ Задачи |
aFe+3(моль – ион/л) |
aFe+2(моль – ион/л) |
А |
1 |
1 |
Дано: |
Решение: |
aFe+3(моль – ион/л) = 1; aFe+3(моль – ион/л) = 1;
|
Пусть aFe+3(моль – ион/л) = 1; aFe+3(моль – ион/л) = 1; равны единице. рассчитаем редокс – потенциал равен:
|
E Fe+3| Fe+2 =? |
Ответ: E Fe+3| Fe+2 = 0,771В. |
Вопрос 12. Что такое адсорбция? Виды адсорбции.
Ответ: Адсорбцией называют процесс самопроизвольного увеличения концентрации вещества на границе раздела фаз. Адсорбирующееся вещество носит название адсорбата, адсорбирующее – адсорбента. Процесс, обратный адсорбции, называют десорбцией. Адсорбционное равновесие определяется двумя процессами: притяжением молекул к поверхности под действием межмолекулярных сил и тепловым движением, стремящимся восстановить равенство концентраций в поверхностном слое и объеме фазы. Количественно адсорбцию характеризуют числом молей или массой вещества, накапливающегося на границе раздела фаз, в расчете на единицу площади поверхности раздела. Адсорбция является поверхностным процессом, который заключается во взаимодействии молекул или ионов адсорбата (газа или растворенного вещества) с поверхностью адсорбента за счет сил Ван-дер-Ваальса, водородных связей, электростатических сил. Существует два вида адсорбции: адсорбция на твердой поверхности и адсорбция в поверхностном слое жидкости (адсорбция газа на поверхности жидкости). Поверхность твердых тел, как и жидкостей обладает избыточной энергией Гиббса. Тенденция к уменьшению избыточной поверхностной энергии Гиббса проявляется у твердых тел в способности удерживать на поверхности молекулы газа или растворенного вещества. Различают физическую и химическую адсорбцию. Адсорбцию, обусловленную действием сил Ван-дер-Ваальса, называют физической адсорбцией. Физическая адсорбция – обратимый экзотермический процесс. Когда частица адсорбируется на поверхности, ее поступательное движение ограничивается, и поэтому процесс сопровождается уменьшением энтропии. При повышении температуры адсорбция уменьшается, а десорбция увеличивается. Значение энтальпии физической адсорбции невелика и обычно составляет -8…-20кДж /моль. При физической адсорбции быстро устанавливается равновесии между адсорбированными частицами и частицами в газовой фазе. Распределение молекул адсорбата между поверхностью твердого тела и газовой фазой зависит от давления, температуры, химической природы вещество, площади поверхности. Равновесие распределения оценивают по изотермам адсорбции. Простейшим уравнением для изотермы адсорбции служит уравнение изотермы Ленгмюра.
Вывод уравнения изотермы Ленгмюра основан на следующих допусках: -поверхность адсорбента однородна;
-взаимодействие между адсорбированными молекулами отсутствует; -адсорбция протекает лишь до образования монослоя, т.е. каждый центр может присоединить только одну частицу (мономолекулярная адсорбция); -процесс динамичен, и при заданных условиях устанавливается равновесие между адсорбцией и десорбцией.
0(тета) = bАрА 1 + bАрА уравнение изотермы Ленгмюра |
где 0(тета) - доля поверхности, занятая адсорбированным газом; bА =kА/kВ – адсорбционный коэффициент; р – давление. Химическая адсорбция – процесс адсорбции, который протекает в результате образования химической связи (обычно ковалентной). Энергия связи адсорбент – адсорбат достаточно велика и примерно равна энтальпии образования химических соединений (80...8000кДж/моль). Хемосорбция характеризуется высокой специфичностью (зависит от природы адсорбента и адсорбата).
Принципиальное отличие хемосорбции от физической адсорбции заключается в том, что в результате образования более прочных связей хемосорбированное вещество с трудом удаляется поверхности адсорбента, причем десорбция может сопровождаться химическими превращениями. Например. При адсорбции кислорода на поверхности угля образуется настолько прочная связь, что при десорбции в газовую фазу выделяются оксиды СО и СО2.
Если энергия активации равна нулю, то хемосорбцию называют неактивированной (например, адсорбция многих газов на очень чистых металлических поверхностях). При наличии активационного энергетического барьера хемосорбцию называют активированной (например, на загрязненной примесями поверхности металла). Хемосорбция играет важную роль при протекании гетерогенных реакций, которые имеют сложный многостадийный механизм, включающий хемосорбционные процессы.
