Задачи пмк по физической и коллоидной химии для студентов 1-2 курса, фармацевтического отделения модуль 1

1. Каков стандартный тепловой эффект реакции Fe₂O₃(т)+2Al(т)=2Fe(т)+Al₂O₃(т) если стандартная теплота образования Al₂O₃(т) равна -1670 кДж/моль, а Fe₂O₃(т) равна – 821 кДж/моль.

2. Рассчитайте тепловой эффект реакции взаимодействия метана с диоксидом углерода: СН₄(г)+СО₂(г)=2СО+2Н₂ по стандартным теплотам сгорания (кДж/моль): ∆Н⁰_с(СН₄)=-802,32; ∆Н⁰_с(СО₂)=0; ∆Н⁰₂₉₈(СО)=-283,0; ∆Н⁰_с(Н₂)=-241,84.

3. Как изменяется энтропия в следующих процессах: 1) испарение спирта; 2) замерзание воды; 3) растворение кристаллического хлорида натрия. Рассчитать изменение энтропии в процессе испарения 1 моль спирта при 25⁰ С и давлении 3,2 кПа если молярная теплота испарения при этих условиях составляет 20 кДж/моль.

4. Рассчитать изменение свободной энергии Гиббса для реакции горения метана: CH₄(г)+2О₂(г)=СО₂+2Н₂О(ж), если при этом ∆H⁰ =-890,6 кДж/моль, S⁰ =242,0 Дж/моль·К. Сделать вывод о термодинамической возможности самопроизвольного протекания процесса.

5. Рассчитайте изменение энтальпии в ходе реакции CH₄(г)+2О₂(г)=СО₂+2Н₂О(ж), если ∆H_f⁰ (кДж/моль) для СН₄, СО₂ и Н₂О соответственно равны: -74,8; -393,5; -286.

6. Рассчитайте изменение энтропии в ходе реакции CH₄(г)+2О₂(г)=СО₂+2Н₂О(ж), если S⁰ (Дж/моль·К) для СН₄, О₂, СО₂ и Н₂О соответственно равны: 186; 205; 214; 70.

7. Рассчитайте изменение свободной энергии Гиббса в ходе реакции CH₄(г)+2О₂(г)=СО₂+2Н₂О(ж), если ∆G_f⁰ (кДж/моль) для СН₄, СО₂ и Н₂О соответственно равны: -50,8; 0; -394,5; -237.

8. Образования иодциана CNI при 25⁰С сопровождается ∆H=168,9 кДж/моль и изменением энтропии ∆S=155,1 Дж/моль К. Устойчив ли CNI в этих условиях?

9. Исходные концентрации азота и водорода соответственно равны 0.1 и 0.3 моль/л. Вычислите равновесные концентрации компонентов в системе N_2(г) + H_2(г) = NH_3(г), если равновесная концентрация аммиака оказалась равной 0.18 моль/л. Вычислите константу равновесия.

10. Рассчитать константу химического равновесия системы CO_(г) + Cl_2(г) ↔ COCl_2(г), если равновесие установилось при следующих концентрациях [CO]=0.2 моль/л, [COCl₂]=0.8 моль/л, [Cl₂]=0.1 моль/л?

11. В какую сторону сместится равновесие в реакции 4NH₃+5O₂4NO+6H₂O (∆H⁰=120 кДж/моль) при а)уменьшении концентрации воды; б) при увеличении температуры; в) при уменьшении давления.

12. Определить число степеней свободы в равновесной системе: 2FeO=2Fe+O₂, если в системе может меняться только температура (n=1).

13. Какое максимальное число фаз может иметь система, состоящая из свинца, олова, висмута?

14. Записать математическое выражение для константы равновесия. Определить число компонентов, фаз, степеней свободы в системе:

С₂H₅OH(ж) + I₂(т)  C₂H₄O(г) + 2HI(г)

15. Записать математическое выражение для константы равновесия. Определить число компонентов, фаз, степеней свободы в системе:

2Ag₂O(т)  4Ag(т) +O₂

16. Записать математическое выражение для константы равновесия. Определить число компонентов, фаз, степеней свободы в системе:

SiO₂(т)+3C(т)SiC(т)+2CO(г)

17. Определите число степеней свободы для равновесной системы: CaCO₃=CaО+CO₂, если в системе может меняться только температура (n=1).

18. Из раствора CuSO₄ выпали кристаллы CuSO₄∙5H₂O. Определить число степеней свободы полученной системы, если в ней может меняться только температура.

19. Постройте диаграмму плавкости камфора-бензойная кислота по следующим данным:

Масс. доля камфоры, %	0	10	30	60	80	100
t, начала крист., С0	121	114	97	60	115	178
t, окончания крист., С0	121	56,5	56,5	56,5	56,5	178

Определить состав фаз при температуре 70⁰С для смеси: камфора – 0,3 кг, бензойная кислота – 0,7 кг.Определить число степеней свободы смеси в указанной точке.

20. Постройте диаграмму плавкости AgCl-KCl по следующим данным:

Молярная доля AgCl, %	0	20	40	60	80	100
t, начала крист., С0	782	685	564	415	357,5	449
t, окончания крист., С0	782	311	311	311	311	449

Определить состав фаз для 1 моля смеси при температуре 340⁰С: AgCl – 80%; KCl – 20%. Определить число степеней свободы смеси в указанной точке.

21. При 25⁰С раствор йода в воде содержит 0,0516 г/л вещества и находится в равновесии с раствором йода в четыреххлористом углероде, содержащем 4,41 г/л йода. Определить коэффициент распределения йода между водой и четыреххлористым углеродом при этой температуре.

22. В какую сторону сместится равновесие в реакции CO(г)+H₂O(г)↔CO₂(г)+H₂(г) ΔH⁰=-43 кДж/моль а) при уменьшении концентрации воды; б) при увеличении температуры; в) при уменьшении давления?

23. В результате изучения реакции образования нитрозил хлорида при 25⁰С 2NO(г)+Cl₂(г)↔2NOCl(г), были получены следующие значения парциальных давлений: P_NOCl=121,6 кПа; P_NO=5,1 кПа; P_Cl2=5,1 кПа. Рассчитайте константу равновесия этой реакции при 25⁰С.

24. Рассчитайте константу равновесия реакции CuSO₄∙5H₂O(т)↔CuSO₄(т)+5H₂O(г) если давление пара в равновесии было 150 кПа.

25. Определить молекулярную массу сахарозы, если её 10%-й раствор кипит при температуре 100,17⁰С. Эбуллиоскопическая константа воды, равна 0,52 ⁰С∙кг/моль.

26. При растворении 10 г сахарозы в 0,5 л раствора получается раствор, который при 25⁰С обладает осмотическим давлением 148,6 кПа. Определить молекулярный вес сахарозы.

27. Рассчитать ионную силу раствора, содержащего 0,1 моль/л Na₂HPO₄ и 0,1 моль/л NaH₂PO₄.

28. Определить осмотическое давление, создаваемое 0,01 М водным раствором аммиака (Кb=1,8*10^-5) при 25⁰С.

29. Определить изотонический коэффициент 0,01 М раствора уксусной кислоты (Ка=1,8∙10^-5).

30. Рассчитать pH и pOH раствора СН₃СООН, С = 0,1 моль/л, если  = 0,012.

31. Рассчитать рН 0,03 М раствора NH₄OH (Кb=1,8*10^-5)

32. К 100 мл крови добавили 20 мл раствора NaOH (С = 0,1моль/л), при этом значение pH изменилось от 7,36 до 8,34. Рассчитать буферную ёмкость крови по щелочи

33. Рассчитать pH буферной смеси, приготовленной из 50 мл раствора NaH₂PO₄ (С = 0,2М) и 100 мл раствора Na₂HPO₄ (С = 0,1моль/л). Как изменится pH этого раствора после разбавления в 10 раз?

34. Молярная удельная электропроводность 0,014 М раствора хлоруксусной кислоты при 25⁰С равна 109 См∙см²/моль. λ^∞ этой кислоты равна 389 См∙см²/моль. Определить степень и константу диссоциации хлоруксусной кислоты.

35. Рассчитать электродный потенциал олова в растворе его соли при концентрации ионов олова 0,05 моль/л (Е⁰(Sn²⁺/Sn⁰)=-0,140 В).

36. Рассчитать электродный потенциал железа (II) в растворе его соли при концентрации ионов железа 0,2 моль/л (Е⁰(Fe²⁺/Fe⁰)=-0,441 В).

37. Рассчитать ЭДС гальванического элемента, составленного из полуэлементов Zn⁰|Zn²⁺ (0,01 M) и Fe⁰|Fe²⁺ (0,05 M).

38. Рассчитать ЭДС гальванического элемента, составленного из полуэлементов Hg⁰|Hg²⁺ и Cu⁰|Cu²⁺ (Е⁰(Hg²⁺/Hg⁰)=0,789 В; Е⁰(Cu²⁺/Cu⁰)=0,345 В).

39. Раствор, содержащий 2,3 г глицерина в 100 мл воды, замерзает при –0,465⁰С. Чему равна молекулярная масса глицерина? (К(H₂O)=1,86).

40. Рассчитать осмотическое давление 10%-го раствора сульфата калия при 25^oC, если плотность раствора 1,35 г/мл.

41. Осмотическое давление раствора, содержащего 7,0 г/л инсулина при 25⁰С, равно 3,4 кПа. Какова молекулярная масса инсулина?

42. Рассчитать осмотическое давление 0,6%-го раствора хлорида натрия (плотность раствора 1,05 г/мл) при 37⁰С. Является ли полученный раствор изотоническим?