задачи экзамен 2021

1. рассчитайте осмотическое давление физиологического раствора (0,9% NaCl) для 37⁰C. Степень диссоциации NaCl принять за 1.

0,15М (R=0,082 ^л*атм/_К*моль; р=1г/см³).

Р_осм = iCRT; альфа= i-1/n-1 => 1= i-1/2-1; i=2. NaCl ↔ Na⁺ + Cl^- n=2. C=n/V(л) =m/M*V

n(NaCl)=9/58,5=0,1538(моль)

Р_осм = 2*0,1538*0,082*310=7,8 атм.

2. сколько мл 68%-го р-ра Н₂SO₄ (р=1,6г/мл³) необходимо взять для приготовления 500 мл р-ра, имеющего рН=2.

рН= -lg [H⁺]; 2= -lg [H⁺] 2= -лог(100)

m кислота = C*M*V = 0,01*0,5*98=0,49 г.

m(р-ра KOH)= 0,49*100%/68%=0,72г

обьем раствора=0,72/1,6=0,45 мл

3. определите молярную массу неэлектролита, если р-р, содержащий 1г этого в-ва в 5г камфоры, плавится при 99⁰С.

(t_пл камфоры = 179⁰С, Е_кр камфоры = 40)

∆t_зам = Е_кр* С_m = 179-99=80⁰С

следствие из з-на Рауля.

∆t_зам = Е_кр*(m*1000/M*ню)=80

80=40*(1000/Мку)

40=1000/Мку

0,04=мку

M= Е_кр*(m*1000/∆t_зам*ню)

М=40*1*1000/80*5

4. определить рН буферного р-ра, содержащего 0,2 моль СН₃СООН и 0,4 моль СН₃СООNa в 0,5 л (рК_а=4,76).

рН= pK_a + lg C_соли/С_к-ты; С_соли = 0,4/0,5=0,8M; С_к-ты=0,2/0,5=0,4M

рН=4,76+ lg 0,8/0,4 = 4,76+ lg 2=

5. что произойдет с эритроцитами крови (Р_осм =7,7атм) при 37⁰С, если их поместить в 0,2-молярный р-р NaCl (R=0,082 ^л*атм/_К*моль) a (альфа)=1

NaCl ↔ Na⁺ + Cl^- n=2

Р_осм = iCRT закон Вант-Гоффа

£= i-1/n-1; £=1 => i=2 i=альфа* (n-1)+1 изотонический коэффициент

P_осм =2*0,2*0,082*310=10,168 => гипертонический р-р – плазмолиз.

6. вычислите концентрацию ионов Ag⁺ в 0,01М р-ре K[Ag(CN)₂].

(К_нест = 1,1*10^-21).

K[Ag(CN)₂] - ˃ K⁺ + [Ag(CN)₂]^-

[Ag(CN)₂]^- ↔ Ag⁺ + 2CN^-

[Ag]⁺ = X моль; [CN]^- = 2x

K_н[Ag(CN)₂] = [Ag⁺]*[CN^-]² / [Ag(CN)₂] = x*4x²/0,01 = 1,1*10^-21

4x³ = 1,1*10^-21*0,01

x = ³√2,75*10^-24

7. сколько мл 10% р-ра КОН (р=1,06 г/мл³) потребуется для приготовления 200 мл р-ра с рН=13.

рОН= 14-13=1

рОН=- lg[OH^-]

[OH^-] = 10^-1 = 0,1моль/л

m(KOH) = C*M*V = 0,1*0,2*56=1,12 г.

m(KOH)= 0,02*56=1,12 г

m(р-ра KOH)= 1,12*100%/10%=11,2г

V_р-ра = m/р = 11,2/1,06=10,6мл

8. при какой температуре замерзает р-р, содержащий 4,6г этилового спирта в 100мл воды. (Е_крН₂О = 1,86).

∆t_зам = Е_кр*С_{m =} Е_кр*m*1000/M*масса растворителя

100г Н₂О – 4,6г

1000г – Х Х=1000*4,6/100=46г

n=m=4,6/46=0,1 моль

C_m = n/m=0,1/0,1=1 моль/кг

∆t_зам= 1,86*1=1,86*C

t_{зам=температура зам растворителя – дельта т=0-1,86=-1,86*С}

9. чему равно осмотическое давление р-ра в 500мл, которого содержится 4,7г фенола при 25⁰С.

Р_осм = CRT; C=n/V;

n(C₆H₅OH) = 4,7/94=0,05г/моль;

С=0,05/0,5=0,1моль/л

Р_осм = 0,1*0,082*(25+273)= 0,1*0,082*298=2,44атм.

10. концентрация комплексного иона [Cu(CN)₂]^- равна 0,1моль/л. Определить концентрацию цианид-ионов, если К_нест[Cu(CN)₂] ^-= 1*10^-24.

[Cu(CN)₂]^- ↔ Cu²⁺ + 2CN^-

K_н= [Cu²⁺]*[CN^-]² /[ [Cu(CN)₂]^-]

1*10^-24 = x*(2x)²/0,1; домножаем на 0,1 поэтому 10 в -25

4x³ = 1*10^-25

x = ³√0,25*10^-25

11. в каком мольном соотношении надо взять компоненты фосфатного буфера, чтобы его рН был равен рН сыворотки крови (7,4).

рК_а (Н₂РО₄^-) = 7,21 Н₂РО₄^- (к-та)/ НРО₄^2- (основание)

рН = рК_а + lg C_соли/С_{к-ты= 7,4}

7,4=7,21+ lg С_соли/С_к-ты

lg С_соли/С_к-ты=0,19

С_соли/С_к-ты = 10^0,19

12. Н₃РО₄+ аденозин ↔ АМФ + Н₂О

(самопроизв. не идет, т.к. ∆G >0, ∆G=14 кДж/моль).

В каком направлении идет р-ия при стандартных условиях? Каково значение константы равновесия при 37⁰С?

∆G= ∆Н-Т*∆S Т=310К

∆G= -RT*ln K_p

ln K_p = ∆G/- RT = 14000/-8,314*310 = -2,36

K_p=e^-2,36=0,1

13. период полураспада в р-ре (р-ия первого порядка) 10 суток. Через сколько дней содержание его уменьшится на 90%?

10% остается

t_0,5 = 0,69/K =10 0,69 это десятичный лог от 2, вставлять во все задачи, тк не зависит от количества и концентрации

К=0,69/10 = 0,069;

t= 1/К*ln С_о/С_т= 1/0,069* ln 100/10=

время, которое прошло на распад 90%вещества

14. концентрации комплексных ионов [Cu(CN)₂]^-, [Ag(CN)₃]^2- одинаковые. В каком из р-ров концентрация цианид-ионов наибольшая?

Кнест. [Cu(CN)₂]^- = 1*10^{-24 концентрация ионов больше, тк к нестабильности меньше}

Кнест. [Ag(CN)₃]^2- = 1,6*10^-22

15. сколько граммов ацетата натрия надо добавить к 1л 0,1М уксусной к-ты, чтобы рН буферного р-ра стал равным рКа (СН₃СООН)?

Буферный р-р I типа.

рК_а= -lg Ka;

K_a=1,74*10^-5

или

рН= рК_а+ lg C_соли/C_к-ты = 1,74*10^-5+ лог соли/ 0,1=1, тк пш кислоты равен 1 тк –лг от 0,1=1

1,74*10^-5-1=-лгС соли/0,1

0,74*10^-5=

4,76г

16. при какой температуре замерзает р-р, содержащий 0,1 моль этиленгликоля в 200мл воды. (К_кр Н₂О = 1,86)

∆t_зам = К_кр*С_m;

С_m=n/m(р-ля) = 0,1/0,2=0,5 моль/кг

∆t_зам =1,86*0,5=0,93

t_{зам=0-0,93=-0,93}

17. вычеслить концентрацию иона серебра в одномолярном(0,1М) р-ре [Ag(NH₃)₂]Cl, если Кнест. [Ag(NH₃)₂]⁺ = 4*10^-8

Кн = [Ag⁺]*[NH₃]² / [Ag(NH₃)₂]⁺

4*10^-8 = x*(2x)²/10^-1

4*10^-9 = 4x³

x = 10^-3 = 0,001 моль/л

18. 0,1 моль BaCl₂ растворен в 500г воды. Считая диссоциацию соли полной, определить, при какой температуре р-р будет кипеть?

Е_эб Н₂О = 0,52

в 500г Н₂О – 0,1моль, в литре-0,2 моль

тк, ВСЕ продиссицировало, альфа равна 1, тк это коэф относит диссоциации

BaCl₂ ↔ Ba²⁺ +2 Cl^-,

n=3

альфа= i-1/n-1, i=3

∆t_кип = iЕ_эб*С_m

C_m= 0,2/1=0,2моль/кг

∆t_кип = 3*0,52*0,2=0,312=312⁰С

Температура равна 412 град????

19. найти рН 0,01М р-ра бензойной к-ты.

К_а(С₆Н₅СООН) = 6,3*10^-5 (рК_а = 4,2)

С₆Н₅СООН ↔ С₆Н₅СОО^- + Н⁺

альфа= √Ка/С_М = √6,3*10^-5/10^-2 = √6,3*10^-3 = х

[H⁺] = альфа*С = х*0,01

рН = -lg [H⁺] = - lg 0,01х

20. вычеслить концентрацию иона Ag⁺ в 0,1М р-ре К[Ag(CN)₂], если

[Ag(CN)₂]^- ↔ Ag⁺ + 2CN^-

К_н = [Ag⁺]*[CN^-]/[Ag(CN)₂]^-

1,1*10^-21 = х*(2х)² / 0,1

1,1*10^-21 = 4х³/0,1;

х = ³√0,2775*10^-22

21. 0,1 моль CaCl₂ растворен в 500г воды. Рассчитать при какой температуре раствор будет замерзать, если £=80%.

Екр (Н₂О) = 1,86 500г – 0,1моль

∆t_зам = i*К*С_m 1000г – х х=0,2моль

СaCl₂ ↔ Ca²⁺ + Cl^-, n=3 ∆t_зам =1,86*0,2*2,6=0,97

£= i-1/n-1, i=2,6 Ответ: t_зам = -0,97⁰С

22. в 500 мл содержится 0,315г азотной к-ты. Рассчитать рН р-ра и [ОН^-].

n(HNO₃)= 0,315/63 = 0,005моль

С(HNO₃)= n/V= 0,005/0,5=0,01моль/л

HNO₃ ↔ Н⁺ + NO₃^- [H⁺]=[HNO₃]

[H⁺]=10^-2, рН = -lg [H⁺]=2

рОН = 14-2=12

23. осмотическое давление крови при 37⁰С равно 7,7атм. Будет ли изотоничен с кровью 1%-ный р-р глюкозы? (р=1г/см³, R=0,082 л*атм/К*моль)

Росм=СRT; C=n/V n(С₆Н₁₂О₆)=10/180=0,055моль

m=1000г С=0,055моль/л

100г – 1г Р_осм=0,055*0,082*310=1,4атм

1000 – 10г

24. определить энтальпию образования оксида азота (I), исходя из уравнения.

C + N₂O → CO₂↑ + 2N₂↑ ∆H⁰= ∑(∆H⁰_обр)прод.р-ии – ∑(∆H⁰_обр)исход.в-в

∆H⁰= -556,5 кДж -556,5= -393,5 – 2∆H⁰N₂O

∆H(CO₂)= -393,5 кДж/моль 2∆H⁰N₂O= -393,5+556,5=163 кДж/моль

25. кажущаяся степень диссоциации р-ра, состоящего из 10г NaOH и 200г воды, равна 0,8. найти температуру замерзания р-ра.

Е_кр(Н₂О)=1,86 NaOH ↔ Na⁺ = OH^-, n=2

∆t_зам = iЕС n= 50/40=1,25моль

£= i-1/n-1, i=1,8 С_m= 1,25кг/моль

10г – 200г ∆t_зам = 1,8*1,86*1,25=4,185

х – 1000 х=50г Ответ: ∆t_зам = -4,185⁰С

26. для каких оксидов принципиально осуществима р-ия восстановления водородом в стандартных условиях и почему?

∆G_обр(CuO)= -129 кДж/моль; ∆G(MnO)= -363; ∆G(PbO)= -189;∆G(H₂O)= -273,3

CuO + H₂ → Cu + H₂O

∆G⁰= ∑(∆G_обр)пр.р-ии – ∑(∆G_обр)исх.в-в

∆G⁰= -237+129= -108 => ∆G<0 – р-ия осуществима

MnO + H₂ → Mn + H₂O

∆G⁰= -237+363=126 => ∆G>0 – не пойдет

PbO + H₂ → Pb + H₂O

∆G⁰= -237+189= -48 => ∆G<0 – р-ия осуществима

27. ск-ко мл 40%-го р-ра NaOH (р=1,28г/мл³) необходимо взять, чтобы приготовить 500мл р-ра с рН=12.

pH= -lg [H⁺], [H⁺]=10^-12, [OH^-]=10^-14/10^-12=10^-2=0,01моль/л

C=n/V =>n=0,5*0,01=0,005моль

m(NaOH)=0,005*40=0,2г; m(р-ра)=0,2/0,4=0,5г; V(р-ра)= m/р =0,5/1,28=0,39мл

28. осмотическое давление крови при 37⁰С равно 7,7 атм. Будет ли изотоничен с кровью 5%-ый р-р NaCl?

£=0,5; р=1,02г/см³; R=0,082

NaCl ↔ Na⁺ + Cl^-, n=2 m(NaCl)=1020*0,05=51г

£= i-1/n-1, i=1,9 n(NaCl)=51/58,5=0,87моль

m(р-ра)= 1000*1,02=1020г Росм=1,9*0,87*0,082*310=42атм

29. определить концентрацию Ag⁺ в 0,1М р-ре [Ag(NH₃)₂Cl] в присутствии 0,5М NH₃.

Кн= [Ag(NH₃)₂]⁺ = 6*10^-8 [Ag⁺]= 6*10^-8*0,1/(0,5)²=2,4*10^-8

Кн= [Ag⁺]*[ NH₃]² / [Ag(NH₃)₂]⁺

30. период полураспада изотопа ¹³¹I =8 суток. За какое время этот изотоп распадается на 90%?

t_0,5=0,69/K=8

K=ln 2 / 8= x; К=1/Т* lgC_o/C_т=1/0,1

T= 1/K*lnC_o/C_т= 1/х*ln 1=2,3/х

31. стандартная энтальпия сгорания глюкозы равна -2801,69 кДж/моль, у С₂Н₅ОН = -1366,6 кДж/моль. На основании этих данных вычислите тепловой эффект биохим. прицесса брожения глюкозы.

С₆Н₁₂О₆ → 2С₂Н₅ОН + 2СО₂↑ ∆Н⁰= ∑(∆Н⁰_сгор.)исх. – ∑(∆Н⁰_сгор.)прод.

∆Н⁰=-2801,69-(-1366,6*2)= -68,49 кДж/моль

32. Энергия активации гидролиза сахарозы в присутствии к-ты при 37⁰С=102 кДж/моль, а в присутствии фермента 35 кДж/моль. Во ск-ко раз возрастет скорость р-ии в присутствии ферментв.

ln K₂/K₁= E_a – E_a^K/KT = (102-35)*10³/298*8,31=27

2,3 lg К₂/К₁=27; lg К₂/К₁=11,7; К₂/К₁=10^11,7

33. к 1л 0,1М р-ра аммиака добавляем 0,5 моль NH₄Cl (объем р-ра не уменьшается). Определить рН полученного р-ра. (рК_а(NH₄ОН)=4,755).

Буферный р-р II типа

рН=14- [рК(NH₄ОН) + lg С_соли/С_осн]=14-(4,755+ lg 0,5/0,1)=14-(4,755+ lg 5)= =14-(4,755+0,7)=8,545