- •Химия. Общая и неорганическая химия.
- •Содержание
- •Введение
- •1 Методические указания по использованию учебно-методического пособия
- •2 Список рекомендуемой литературы
- •3 Задания
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •Вопрос 1.
- •Вопрос 2.
- •Вопрос 3.
- •Вопрос 4.
- •Вопрос 5.
- •Вопрос 6.
- •Вопрос 7.
- •Вопрос 8.
- •Вопрос 9.
- •Вопрос 10.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •Вопрос 1.
- •Вопрос 2.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Вопрос 1.
- •Вопрос 2.
- •Вопрос 3.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Вопрос 1. Даны металлы (табл. 3.45), погруженные в воду, или в водный раствор электролита, или в растворитель – неэлектролит (спирт, бензин, керосин, бензол, толуол, эфир, хлороформ).
- •Вопрос 2. В каждом варианте даны три металла с разной электрохимической активностью (табл. 3.46), погруженные в растворы собственных солей.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Вопрос 1. В таблице 3.48 даны металлы и действующие на них окислители при нормальных условиях.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •4 Приложение. Ответы на тестовые задания
1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
1.1. Какие вещества называют электролитами, а какие – неэлектролитами; как соответственно называются их растворы и почему.
1.2. Какие растворы называют идеальными (каковы признаки идеальных раcтворов).
1.3. Почему растворы электролитов по физико-химическим свой-cтвам существенно отличаются от идеальных растворов.
1.4. Почему физико-химические характеристики идеальных растворов могут быть приближенно использованы только для разбавленных растворов неэлектролитов и требуют корректировки для растворов электролитов.
1.5. Какое физико-химическое явление называют диффузией, и почему она проходит самопроизвольно.
1.6. Что представляет собой прямой осмос, в чем его отличие от обычной диффузии; при каких условиях происходит прямой осмос и почему он проходит самопроизвольно.
1.7. Что представляет собой осмотическое давление и как его можно определить экспериментальным путем.
1.8. Что представляет собой обратный осмос и при каких условиях он происходит.
1.9. От каких факторов осмотическое давление зависит, а от каких – не зависит и почему.
1.10. Каково математическое выражение осмотического давления в общем виде, и какой закон оно отражает.
1.11. Каковы распространенность и значение явлений осмоса.
1.12. Какой пар называют насыщенным, от каких факторов зависит его давление (упругость).
1.13. Что представляет собой 1-й закон Рауля, каковы его формулировка и математическое выражение в общем виде для растворов неэлектролитов.
1.14. Чем объясняется понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором неэлектролита по сравнению с давлением над чистым растворителем (уметь объяснить это с позиций равновесия в системе "жидкость – пар").
1.15. Как выразить абсолютное и относительное понижение давления насыщенного пара растворителя.
1.16. Каким образом понижение давления пара над раствором влияет на температуры замерзания и кипения растворов в сравнении с чистым растворителем и почему.
1.17. Что представляет собой 2-й закон Рауля, каковы его формулировка и математические выражения для Т кипения и Т замерзания растворов.
1.18. Что представляют собой эбулиоскопическая и криоскопическая постоянные, каков их физический смысл и от какого фактора они зависят, а от какого – не зависят и почему.
1.19. Как будут отличаться значения Росм, Pосм, Ткип, Тзам, рассчитанные для идеальных растворов, от их значений для реальных растворов электролитов (будут больше или меньше) и почему.
1.20. Какой поправочный коэффициент используется в случаях применения величин по п. 1.19 для растворов электролитов.
2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
2.1. Для данных в таблице 3.26 условий по Вашему варианту выполните задания 1 и 2, приведя все необходимые математические выражения и расчеты.
2.2. Укажите физическую сущность всех определяемых величин и их выражения по законам Вант-Гоффа и Рауля с расшифровкой входящих в них величин.
2.3. Укажите, как изменятся величины в заданиях 1 и 2 для растворов электролитов (уменьшатся или возрастут) и почему.
Условные обозначения: Росм– осмотическое давление раствора; Р0 – давление насыщенного пара чистого растворителя;Pотн – относительное понижение давления насыщенного пара над раствором неэлектролита (по сравнению с чистым растворителем);Pабс – абсолютное понижение давления насыщенного пара над раствором неэлектролита (по сравнению с чистым растворителем);Тзам – понижение температуры замерзания раствора неэлектролита (по сравнению с чистым растворителем);Ткип – повышение температуры кипения раствора неэлектролита (по сравнению с чистым растворителем); Сm – моляльная концентрация раствора неэлектролита; К – криоскопическая постоянная; Е – эбуллиоскопическая постоянная.
Таблица 3.26
Ва-риант |
Исходные данные |
Найти по исходным данным | |
Задание 1 |
Задание 2 | ||
1 |
1 г глюкозы С6Н12О6в 50 г воды (=1,03 г/см3); 200С; Кводы= 1,860 |
Росм |
Тзам |
2 |
2 г бензойной кислоты С6Н5СООН в 100 г бензола (=0,91 г/см3) |
Росм при повышении температуры на 30K |
Pотн |
3 |
0,5 г мочевины (NH2)2COв 100 г воды (= 1,01 г/см3); 100С; Р0= 101 КПа; Еводы= 0,520 |
Pабс |
Ткип |
Продолжение таблицы 3.26
Ва-риант |
Исходные данные |
Найти по исходным данным | |
Задание 1 |
Задание 2 | ||
4 |
1 г камфоры С10Н16О в 60 г этанола (= 0,78 г/см3); 350С |
Росм |
Pотн |
5 |
0,5 г глицерина С3Н5(ОН)3 в 70 г хлороформа (= 1,50 г/см3); 200С; Ехлороф.= 3,630 |
Росм при понижении температуры на 50K |
Ткип |
6 |
2 г октановой кислоты С7Н15СООН в 80 г гептана С7Н16 (= 1,50 г/см3); 35 0С; Р0= 103 КПа |
Росм |
Pабс |
7 |
0,2 г глюкозы С6Н12О6в 20 г воды (=1,02 г/см3); 250С; Еводы= 0,52 0 |
Ткип |
Pотн |
8 |
1 г бензойной кислоты С6Н5СООН в 50 г бензола (=0,90 г/см3); 200С; Кбензола= 5,120 |
Росм |
Тзам |
9 |
3 г мочевины (NH2)2COв 100 г воды (=1,07 г/см3) |
Росм при повышении температуры на 25K |
Pотн |
10 |
2,2 г камфоры С10Н16О в 50 г этанола (= 0,80 г/см3); Р0 = 105 КПа; Еэтанола= 1,220 |
Pабс |
Ткип |
11 |
1 г глицерина С3Н5(ОН)3 в 100 г хлороформа (=1,49 г/см3); 400С |
Росм |
Pотн |
12 |
0,3 г мочевины (NH2)2COв 30 г воды (=1,03 г/см3); Еводы= 0,520 |
Росм при понижении температуры на 15K |
Ткип |
13 |
1 г глюкозы С6Н12О6в 75 г воды (=1,03 г/см3); 350С; Р0= 103 КПа |
Росм |
Pабс |
14 |
0,7 г бензойной кислоты С6Н5СООН в 100 г бензола (=0,79 г/см3); 250С; Ебензола= 2,530 |
Росм |
Ткип |
15 |
1 г мочевины (NH2)2COв 50 г воды (=0,80 г/см3); Кводы= 1,860 |
Тзам |
Pотн |
16 |
0,5 г камфоры С10Н16О в 30 г этанола (= 0,97 г/см3) |
Росм при повышении температуры на 60K |
Pотн |
17 |
3 г глицерина С3Н5(ОН)3 в 100 г хлороформа (=1,56 г/см3); Р0= 112 КПа; Ехлороф.= 3,630 |
Pабс |
Ткип |
18 |
1 г уксусной кислоты СН3СООН в 50 г этанола (=0,96 г/см3); 700С |
Росм |
Pотн |
19 |
5 г глюкозы С6Н12О6в 100 г воды (=1,12 г/см3); 30 0С; Еводы= 0,520 |
Росм при понижении температуры на 20K |
Ткип |
20 |
1 г бензойной кислоты С6Н5СООН в 60 г бензола (=0,92 г/см3); 350С; Р0= 115 КПа |
Росм |
Pабс |
21 |
0,1 г мочевины (NH2)2COв 10 г воды (=1,01 г/см3); 250С; Еводы= 0,520 |
Ткип |
Росм |
22 |
1 г камфоры С10Н16О в 50 г этанола (=0,80 г/см3); Кэтанола= 1,990 |
Тзам |
Pотн |
23 |
1 г глицерина С3Н5(ОН)3 в 100 г хлороформа (=1,50 г/см3) |
Росм при повышении температуры на 30K |
Pотн |
Продолжение таблицы 3.26
24 |
0,5 г уксусной кислоты СН3СООН в 100 г бензола (= 0,87 г/см3); 400С; Ебензола=2,530 |
Росм |
Ткип |
25 |
1 г глюкозы С6Н12О6в 40 г воды (=1,02 г/см3); 800С |
Pотн |
Росм |
26 |
2,5 г бензойной кислоты С6Н5СООН в 100 г бензола (=0,89 г/см3); 00С; Ебензола= 2,530 |
Росм при понижении температуры на 20K |
Ткип |
27 |
1 г мочевины (NH2)2COв 100 г воды (=1,01 г/см3); 350С; Р0= 103 КПа |
Pабс |
Росм |
28 |
0,5 г камфоры С10Н16О в 40 г этанола (= 0,81 г/см3); 250С; Еэтанола= 1,220 |
Росм |
Ткип |
29 |
1 г глицерина С3Н5(ОН)3 в 50 г хлороформа (=1,51 г/см3); Кхлороформа= 9,680 |
Pотн |
Тзам |
30 |
1,5 г уксусной кислоты СН3СООН в 100 г хлороформа (=1,52 г/см3) |
Росм при повышении температуры на 40K |
Pотн |
31 |
5 г глюкозы С6Н12О6в 200 г воды (= 1,03 г/см3); 100С; Еводы= 0,520 |
Росм |
Ткип |
32 |
0,1 г мочевины (NH2)2COв 10 г воды (=1,01 г/см3); 600С |
Росм |
Pотн |
33 |
1 г бензойной кислоты С6Н5СООН в 40 г бензола (=0,89 г/см3); 250С; Ебензола= 2,530 |
Росм при понижении температуры на 10K |
Ткип |
34 |
1 г камфоры С10Н16О в 100 г этанола (= 0,78 г/см3); 350С; Р0= 114 КПа |
Pабс |
Росм |
35 |
2 г глицерина С3Н5(ОН)3 в 100 г хлороформа (=1,33 г/см3); 250С; Ехлороф.= 3,630 |
Ткип |
Росм |
Комплексное тестовое задание 5 по теме "Физико-химические свойства растворов"
Правильные ответы по п. А приведены в конце пособия в таблице 4.2.
А. Выберите правильный ответ (1, 2 или 3) из таблицы 3.27 по Вашему варианту, отражающий причину указанного изменения данной характеристики.
Б. Объясните, почему выбранный Вами ответ является правильным. Напишите математическое выражение для расчета соответствующей физико-химической характеристики раствора и расшифруйте все входящие в нее величины. Используйте это выражение для объяснения произошедшего изменения.
Условные обозначения: Росм– осмотическое давление раствора;Pотн – относительное понижение давления насыщенного пара над раствором неэлектролита (по сравнению с чистым растворителем);Pабс – абсолютное понижение давления насыщенного пара над раствором неэлектролита (по сравнению с чистым растворителем);Тзам – понижение температуры замерзания раствора неэлектролита (по сравнению с чистым растворителем);Ткип – повышение температуры кипения раствора неэлектролита (по сравнению с чистым растворителем); Сm – моляльная концентрация раствора неэлектролита; К – криоскопическая постоянная; Е – эбуллиоскопическая постоянная.
Таблица 3.27 – Тестовое задание 15 (Т-15)
Ва-ри-ант |
Изменение характеристики раствора |
Причина данного изменения характеристики раствора | ||
1 |
2 |
3 | ||
1 |
↑ Росм |
увеличили концентрацию растворенного вещества |
охладили раствор |
увеличили концентрацию растворителя |
2 |
↓ Pотн |
увеличили концентрацию растворенного вещества |
увеличили концентрацию растворителя |
повысили температуру |
3 |
↑ Тзам |
заменили исходный растворенный неэлектролит на другой (Сm=const) |
увеличили концентрацию растворителя |
увеличили концентрацию растворенного вещества |
4 |
К изменилась |
увеличили концентра-цию растворенного вещества |
заменили исходный растворитель на другой |
заменили исходный растворенный неэлектролит на другой |
5 |
Pабс не изменилось |
уменьшили температуру раствора |
заменили растворенный неэлектролит на электролит |
увеличили концентрацию растворенного вещества |
6 |
Ткип изменилась |
заменили исходный растворитель на другой (Сm=const) |
заменили исходный растворенный неэлектролит на другой (Сm=const) |
добавили раство-ритель и растворенное вещество в таких количествах, чтобы Сm=const |
7 |
↓ Росм |
часть растворителя заменили на другой растворитель (СМ=const) |
повысили температуру раствора |
понизили температуру раствора |
8 |
↑ Pотн |
увеличили концентра-цию растворенного вещества |
уменьшили концентрацию растворенного вещества |
заменили исходный растворитель таким же количеством молей другого |
9 |
Росм не изменилось |
увеличили концентрацию раство-ренного вещества |
добавили раство-ритель и растворенное вещество в таких количествах, чтобы СМ=const |
увеличили концентрацию раство-рителя |
10 |
↓ Тзам |
увеличили концентра-цию растворенного вещества |
увеличили концентрацию раство-рителя |
заменили исходный растворенный неэлектролит на другой (Сm=const) |
Продолжение таблицы 3.27 – Тестовое задание 15 (Т-15)
Ва-ри-ант |
Что изменилось в растворе |
Что явилось причиной данного изменения | ||
1 |
2 |
3 | ||
11 |
Е изменилась |
заменили исходный растворитель на другой (Сm=const) |
заменили раство-ренный неэлектролит на электролит |
заменили исходный растворенный неэлектролит на другой (Сm=const) |
12 |
↑ Ткип |
увеличили концентрацию растворенного вещества |
уменьшили концентрацию растворенного вещества |
увеличили концентрацию раство-рителя |
13 |
Pабс изменилось |
заменили исходный неэлектролит таким же количеством молей другого |
добавили столько растворителя и неэлектролита, чтобы мольная доля последнего увеличилась |
заменили исходный растворитель таким же количеством молей другого |
14 |
К не изменилась |
удалили часть раст-ворителя |
заменили исходный неэлектролит на другой (Сm=const) |
заменили исходный растворитель на другой (Сm=const) |
15 |
Pотн не изменилось |
нагрели раствор |
заменили исходный растворитель таким же количеством молей другого |
растворили дополнительное количество неэлектролита |
16 |
↑ Росм |
нагрели раствор |
заменили исходное растворенное вещество другим (СМ =const) |
заменили исходный растворитель другим (СМ=const) |
17 |
↓ Тзам |
удалили часть растворителя |
растворили дополнительное количество неэлектролита |
добавили раство-ритель |
18 |
Е не изменилась |
заменили исходный неэлектролит на другой (Сm=const) |
удалили часть растворенного неэлектролита |
заменили растворенный неэлектролит на электролит |
19 |
Ткип не изменилась |
увеличили концентра-цию неэлектролита |
заменили исходный растворитель на другой (Сm=const) |
заменили исходный неэлектролит на другой (Сm=const) |
20 |
↓ Росм |
часть исходного неэлектролита заменили на другой неэлектролит (СМ=const) |
часть растворителя испарилась |
понизили концентрацию растворенного вещества |
21 |
↓ К |
заменили исходный неэлектролит на другой (Сm=const) |
заменили исходный растворитель на другой (Сm=const) |
добавили растворитель |
22 |
↑ Pотн |
растворили дополнительное количество неэлектролита |
добавили раство-ритель |
охладили раствор |
Продолжение таблицы 3.27 – Тестовое задание 15 (Т-15)
Ва-ри-ант |
Что изменилось в растворе |
Что явилось причиной данного изменения | ||
1 |
2 |
3 | ||
23 |
↑ Тзам |
заменили исходный неэлектролит на другой (Сm=const) |
разбавили раствор исходным растворителем |
добавили исходный неэлектролит |
24 |
Росм не изменилось |
увеличили концентра-цию растворенного вещества |
растворитель заменили другим растворителем (СМ=const) |
уменьшили температуру раствора |
25 |
↓ Ткип |
увеличили концентрацию растворителя |
увеличили концентрацию растворенного вещества |
заменили исходный растворенный неэлектролит на другой (Сm=const) |
26 |
↑ Pабс |
увеличили концентрацию растворителя |
охладили раствор |
растворили дополнительное количество другого неэлектролита |
27 |
↑ Росм |
увеличили концентрацию растворителя |
уменьшили концентрацию растворителя |
добавили растворитель и растворенное вещество в таких количествах, чтобы СМ =const |
28 |
↓ Тзам |
увеличили концентра-цию растворенного вещества |
заменили исходный растворенный неэлектролит на электролит (Сm=const) |
уменьшили концентрацию растворителя |
29 |
↑ Pотн |
заменили исходный растворитель таким же количеством молей другого |
увеличили концентрацию растворителя |
повысили температуру раствора |
30 |
↓ Росм |
охладили раствор |
увеличили концентрацию растворенного вещества |
растворили дополнительное количество другого неэлектролита |
31 |
↑ Ткип |
заменили исходный растворенный неэлектролит на электролит (Сm=const) |
увеличили концентрацию растворителя |
растворили дополнительное количество другого неэлектролита |
32 |
↓ Pабс |
уменьшили концен-трацию растворенного вещества |
заменили растворитель таким же количеством молей другого |
повысили температуру |
33 |
Тзам не изменилась |
заменили исходный растворитель на другой (Сm=const) |
заменили исходный растворенный неэлектролит на другой (Сm=const) |
заменили растворенный неэлектролит на электролит (Сm=const) |
Продолжение таблицы 3.27 – Тестовое задание 15 (Т-15)
34 |
↓ Е |
заменили исходный растворенный неэлектролит на другой (Сm=const) |
заменили исходный растворитель на другой (Сm=const) |
уменьшили концентрацию растворенного вещества |
35 |
↑ Росм |
добавили растворитель и растворенное вещество в таких количествах, чтобы СМ =const |
повысили температуру раствора |
заменили растворенный неэлектролит на электролит (СМ=const) |
Задание 9. Гетерогенные химические системы и поверхностные явления в них (по разделам стандартов: химические системы; дисперсные системы, химическое и фазовое равновесие)
Рекомендуемая литература: [1], гл. 10, § 10.1-10.5; 10.8; 10.9; [2], гл. 6, § 6.3,; гл. 8, § 8.7; [4], гл. 9, § 1-6; лекции.