8

З а н я т и е n 1

ТЕМА:  Вводное занятие. Введение в практикум.

Правила работы в химической лаборатории. Понятие химического эквивалента. Способы выражения состава растворов.

1. ЗНАЧИМОСТЬ ИЗУЧАЕМОЙ ТЕМЫ: Понятие эквивалента имеет большое значение в химии. Оно является основой одного из законов химии - закона эквивалентов. Эквивалентами соединений пользуются для выражения концентрации растворов, применяемых в количественном анализе.

Врач широкого профиля должен обладать знаниями основ современной теории растворов, так как многие важные биохимические процессы в тканях живых организмов протекают в растворах, большинство лекарственных средств применяется в виде растворов. Кроме того, современная теория электролитов служит научной основой для изучения электролитного баланса человеческого организма и выяснения последствий его нарушения.

2. Цель занятия:

1) ознакомить с задачей практикума, его содержанием и организацией, с правилами работы в химической лаборатории и техникой безопасности.

2) приобрести навыки работы с мерной посудой.

3) уметь производить расчеты и готовить растворы заданной концентрации, исходя из индивидуальных веществ или более концентрированных растворов.

  3. ЗАДАЧИ:  после изучения темы

 а) студент должен знать:

- содержание, организацию, цели и задачи практикума по общей химии;

- правила работы в химической лаборатории и технику безопасности;

- понятие о химическом эквиваленте, эквивалентной массе;

- формулировку закона эквивалентов и его математическое выражение;

- формулы для вычисления эквивалентных масс сложных веществ;

- понятие о растворах и способы выражения состава растворов:

а) массовая доля вещества;

б) молярная концентрация;

в) молярная концентрация эквивалента;

г) моляльная концентрация;

д) титр;

е) мольная доля.

б) студент должен уметь:

- выполнять расчеты по уравнениям химических реакций на основе закона эквивалентов;

- определять фактор эквивалентности и молярную массу эквивалента;

- производить расчет по нахождению концентрации растворенного вещества в определенном объеме или массе раствора, или растворителя;

- выполнять расчет по приготовлению растворов заданной концентрации.

в) приобрести практические навыки:

- работы с мерной посудой;

- по приготовлению растворов заданной концентрации, исходя из индивидуальных веществ или более концентрированных растворов.

ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:

1. Понятие об эквиваленте. Закон эквивалентов. Фактор эквивалентности.

2. Общее понятие о растворах.

3. Способы выражения состава растворов:

а) массовая доля вещества;

б) молярная концентрация;

в) молярная концентрация эквивалента;

г) моляльная концентрация;

д) титр;

е) мольная доля.

 ЭКВИВАЛЕНТОМ называется некая реальная или условная частица, которая может присоединять или высвобождать один ион водорода в кислотно-основных реакциях или один электрон в окислительно-восстановительных реакциях.

Закон эквивалентов

Вещества взаимодействуют друг с другом и образуются в результате химических реакций в количествах, пропорциональных их эквивалентам. Соответственно, массы (объемы) реагирующих веществ и продуктов их взаимодействия пропорциональны их эквивалентным массам (объемам).

Для реакций А + В  ↔ С + Д:

m _А m _В m _С  m _Д

= = =

М_э(А)  М_э(В)   М_э(С)  М_э(Д) 

  ФАКТОР ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ  f_экв. (Х) - число, показывающее, какая доля реальной частицы вещества Х эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции. Это - величина безразмерная, которую рассчитывают на основании стехиометрических коэффициентов конкретной реакции.

Фактор эквивалентности часто обозначают отношением 1/Z, где Z - суммарный заряд обменивающихся в молекуле ионов для обменных реакций или число электронов, принятых или отданных молекулой (атомом) вещества - для окислительно-восстановительных реакций.

Z - всегда целое положительное число, а фактор эквивалентности - меньше или равен 1.

1

f _экв. (Х) =   ≤ 1

Z

Фактор эквивалентности одного и того же вещества может иметь разные значения в разных реакциях. Рассмотрим это на примере:

а) Na₂CO₃ + HCl = NaHCO₃ + NaCl f _экв. (Na₂CO₃) = 1

б) Na₂CO₃ + 2HCl = 2NaCl  +  H₂O + CO₂↑ f _экв. (Na₂CO₃) = 1/2

в) 5Na₂SO₃ + 2KМnO₄ + 3H₂SO₄ = 5Na₂SO₄ + 2MnSO₄ + 3H₂O + K₂SO₄

MnO₄^- + 8H⁺ + 5е  → Mn ²⁺ + 4H₂O f _экв. (KМnO₄) = 1/5

г) 3Na₂SO₃ + 2KМnO₄ + H₂O = 3Na₂SO₄ + 2MnO₂ + 2KOH

MnO₄^- + 2H₂O + 3е  → MnO₂ + 4OH ^- f _экв. (KМnO₄) = 1/3

д) Na₂SO₃ + 2KМnO₄  + 2KOH = Na₂SO₄ + 2K₂MnO₄ + H₂O

MnO₄^- + е  → MnO₄^2-  f _экв. (KМnO₄) = 1

На основе закона эквивалентов можно вывести следующие формулы для вычисления эквивалентных масс сложных веществ:

М  _оксида

М_{э оксида}  =

Число атомов элемента  •  валентность элемента

М _{кислоты}

М_{э кислоты} =

Основность кислоты

М _{основания}

М_{э основания}  =

Кислотность основания

М _соли

М_э соли  =

Число атомов металла  •  валентность металла

М - молярная масса соединений.

М_э – молярная масса эквивалента