Общая химия. Ответы по методичке 1-187;401-512

166. Понятие о кислотно-основных индикаторах. Примеры. Индикаторы- сложные вещества, которые в химическом плане представляют собой слабые кислоты или основания и обладают способностью изменять свою окраску в зависимости от рН.

Примеры: Метилоранж, фенолфталеин.

167. Механизм изменения окраски индикаторов (метилового красного) НInd(красный)=Н+ + Ind-(желтый, органический анион)Диссоциация обратима. В кислой среде по принципу ЛеШателье равновесие реакции смещается в сторону молекулярной формы (влево), раствор приобретает красную окраску. В щелочной среде: равновесие смещается вправо, в сторону полной формы за счет связываения Н+ и ОН-. Раствор приобретает желтую окраску

168. Одноцветные и двухцветные индикаторы. Примеры.

Одноцветные индикаторы-(пример:фенолфталеин) и, у которых окрашены только молекулярная и ионная форма

Двухцветные индикаторы(пример: метилоранж, лакмус)- индикаторы, у которых молекулярная форма окрашена в один цвет, а ионная в другой.

169. Точка перехода окраски индикатора. Интервал (зона) перехода окраски индикатора. Примеры.

Значения рН, при котором количество не диссоциирующих молекул и ионов равны, называется точкой перехода индикатора рН=рК Зона перехода окраски индикаторы - область значений рН, в которой происходит различное глазом изменение цвета индикатора.рН=рК+-1.

Чем уже эта зона, тем чувствительнее индикатор.пример: метилоранж точка перехода индикатора при рН=3,33, а область перехода 3,1-4,4 и фенол фталеин: рК= 9,1, область перехода 8-10

170. Универсальные индикаторы, их использование.У.и.-смеси различных индикаторов с разными, но примыкающими друг к другу или перекрывающимися зоной перехода окраски. Использование: определение рН от 1 до 12, однако точность 0,5-1 единиц.

171.Сущность и цель титрометрического анализа. Титрование.

Сущность: Основан на проведении химической реакции, в которой взаимодействует вещество с точной известной концентрацией и вещество с определяемой концетрацией

Цель: определить численные показатели реакции (масса, концентрация, количество вещества)

Титрование- это постепенное добавление титранта ( с известной концетрацией) к аналитическому веществу

172.На каком законе основаны расчеты в титрометрическоманализе?Все расчеты проводятся с применением закона эквивалентности: масса реагирующих веществ пропорциональна эквивалентным массам. C1/z(x)*V(x)=C1/z(T)

173. Классификация методов титриметрического анализа.

-физические

-физико-химические

-химические

174. какая посуда используется в титриметрическом анализе для приблизительного отмеривания объёмов растворов?

Химические стаканы, мерные колбы. Какая посуда используется в титриметрическом анализе для точного отмеривания объёмов растворов? Бюретки, градуированные пипетки, мерные цилиндры.

175. Титрованные растворы. Растворы каких веществ можно приготовить по точно взятой навеске? Примеры.. Назовите общие свойства таких веществ. Как рассчитать титр растворов?

Титрованные растворы готовятся в соответствии с исходными веществами, готовятся с точной концентрацией (берутся в чистом виде с известным составом и навеска рассчитывается точно по формуле).Истинные вещества должны быть устойчивы при хранении в сухом виде, растворы, не должны разлагаться под действием температуры и света, должны хорошо растворяться в воде, хорошо реагировать с анализируемым веществом для них определяется титр приготовленный ( Тприготовленный= m (навески)/ V(колбы) для анализирующего вещества определяется титр установленный

Тустановленный= (С1/z*M1/z)/1000. Приготовление р-ра из веществ несоответствующих истинным:

1) рассчитывается навеска

2) проводится взвешивание

3) готовят в любой мерной посуде( иногда на водопроводной воде)

176.Стандартизация титранта в объёмном анализе. По какой формуле устанавливаеттся титр? T=m(в-ва)/V(р-ра) (объем, пошедший на титрование, либо объем, в котором растворенно в-во

177. Понятие о кривых титрования. Скачок титрования.

Кривые титрования выражают зависимость изменения рН раствора от объёма добавленного титранта. Скачок титрования- прямолинейный участок на кривой титрования (Середина скачка титрования- это точка эквивалентности). Скачок титрования зависит от силы кислоты, чем слабее кислота, тем уже скачок титрования.

178.Метод нейтрализации. Титранты и определяемые вещества в методе.Метод нейтрализации основан на взаимодействии кислоты и основания, в результате которой определяется концентрация кислоты или основания. Если определяется концетрация основания, то метод называется ацидиметрия(установочные вещества: сода и бура, титранты: сильные кислоты),

а если кислот- алкалиметрия( установочные вещества: щавелевая кислота; титранты: сильные щелочи)

179. Применение метода нейтрализации в медико-биологических исследований.

Определение кислотности желудочного сока, определение частоты воды, опр-е кислотности пищевых продутов,

опр-е содержания кислоты или аммиака в моче

180. Ацидиметрия. Титранты, установочные в-ва, опр. в-ва в методе.

Если определяется концентрация основания, то метод называется ацидиметрия(установочные вещества: сода и бура, титранты: сильные кислоты)

181.Алкалиметрия. Титранты, установочные вещества, определяемые в-ва в методе.

Если определяется концентрация кислоты, то метод называется алкалиметрия. ( установочные вещества: щавелевая кислота; титранты: сильные щелочи)

182. Правило выбора индикатора в методе нейтрализации.

Для того, чтобы наиболее точно зафиксировать точку эквивалентности данного титрования, необходимо выбрать такой индикатор, который резко меняет

свою окраску при значении рН максимально близком к эквивалентной точке. Для каждого данного титрования можно применять

только те индикатора, показатели титрования(рТ) которых лежат в пределах скачка рН на кривой титрования.

183. Какой индикатор и почему необходимо взять при титровании слабого основания сильной кислотой?В случает титрования слабого основания сильной кислотой,

применять метил оранжевый и метил красный, т.к. скачок титрования лежит в пределах рН от 4 до 6,24

184. Какой индикатор и почему необходимо взять при титровании слабой кислоты сильным основанием?

При титровании слабой кислоты сильным основанием,применимфелолфталеин, т.к. точка перехода в-в от 7,73 до 10

185. Какой индикатор и почему необходимо взять при стандартизации раствора соляной кислоты по раствору карбоната натрия? Напишите уравнение реакции.

186. Метод стандартизации рабочего раствора соляной кислоты по раствору карбоната натрия. Как рассчитать молярную концентрацию эквивалента и титр раствора соляной кислоты? Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2

Cm=(C1/2(Na2CO3)*V(Na2CO3))/V(HCl)

T(HCl)=(Cm(HCl)*M(HCl))/1000

187.Методика определения массы тетрабората натрия (буры) в растворе методом ацидиметрии. Напишите уравнение реакции и

обоснуйте выбор индикатора. Формула для расчета.Na2B4O7*10H2O+2HCl=2NaCl+4H3BO3+5H2O

Т.к. Na2B4O7*10H2O явл. слабым основание, HCl сильной кислотой, то применяется метил оранжевый и метил красный

Физическая химия поверхностных явлений…

401. Поверхностный слой, возникающий на границе различных фаз, представляет собой промежуточную фазу толщиной в несколько молекулярных диаметров. Вся поверхность в зависимости от агрегатного состояния граничных фаз делят на два класса:

1)подвижные поверхности раздела между жидкостью и газом и двумя несмешивающимися жидкостями;

2)неподвижные поверхности раздела между твердым телом и газом, твердым телом и жидкостью, твердым телом и твердым телом;

Площадь поверхности раздела при данной массе возрастает с уменьшением размеров частей, на которые разделается система.

402. Энергия Гиббса в расчете на единицу объема системы линейно возрастает с увеличением удельной поверхности системы.

403.

404. Поверхностное натяжение на границе жидкость-газ возрастает с увеличением взаимодействия между молекулами жидкости. Поверхностное натяжение жидкостей уменьшается с ростом температуры и вблизи критической температуры становится равным нулю. С увеличением давления поверхностное натяжение на границе жидкость-газ уменьшается, так как возрастает концентрация молекул в газовой фазе и сила уменьшается.

405.

406.

407.

408. страница 431.

409.

410.

411. С ростом концентрации ПАВ поверхностная активность понижается. Поверхностная активность зависит от природы поверхностно-активного вещества. Правило Дюкло-Траубе: поверхностная активность вещества одного и того же гомологического ряда возрастает приблизительно в 3 раза при увеличении углеводородной цепи на одну метиленовую группу.

412.

413.

414.

415. Катионные и анионные ПАВ применяют в хирургии в качестве антисептиков. Антимикробное действие ПАВ связывают с их влиянием на проницаемость клеточных мембран, а также ингибирующим действием на ферментативные системы микроорганизмов. Неиногенные ПАВ практически не обладают противомикробным действием.

416. Самопроизвольное изменение концентрации растворенного вещества на границе раздела фаз называется адсорбцией. Сорбция представляет собой сложный физико-химический процесс, который можно рассматривать как сумму более простых процессов – адсорбции, абсорбции и капиллярной конденсации. Поглотитель принято называть сорбентом, а поглощаемое вещество – сорбтивом или сорбатом. Поглощение вещества всей массой адсорбента называется абсорбцией.

417.

421. страница 432

422. страница 439

425. Правило: на полярных адсорбентах лучше адсорбируются полярные адсорбаты из малополярных растворителей, на неполярных адсорбентах – неполярные адсорбаты из полярных растворителей. Или чем лучше в данном растворителе растворяется данный адсорбат, тем он хуже адсорбируется, чем хуже растворяется – тем лучше из него адсорбируется.

426. При адсорбции ПАВ наблюдается различная ориентация молекул адсорбата. В системе полярный адсорбент – неполярный растворитель молекулы адсорбата обращены полярной частью к поверхности адсорбента, а неполярная их часть погружена в растворитель. В случае полярный адсорбент – полярный растворитель, наоборот, неполярная часть молекулы обращена к поверхности адсорбента, а полярная часть погружена в растворитель.

427. Правило: с ростом длины углеводородного радикала адсорбция уменьшается.

428. Ионы адсорбируются лишь на полярных и практически не адсорбируются на неполярных адсорбентах. Основными факторами, обуславливающими специфичность адсорбции сильных электролитов, являются знак заряда поверхности адсорбента, величина и знак заряда иона, его радиус и степень сольватации.

429. Адсорбционная способность ионов на данной поверхности возрастает с увеличением их заряда. Экспериментально также установлено правило, что при одинаковых зарядах адсорбционная способность больше у тех ионов, радиус которых в сольватированном состоянии меньше.

430. страница 442

431. Правило: на поверхности данного адсорбента преимущественно адсорбируются те ионы, которые могут достраивать кристаллическую решетку этого адсорбента. Иллюстрацией правила Фаянса может служить зарядка поверхности кристаллического осадка серебра иодида.

432. Ионообменная адсорбция – это процесс, в котором адсорбент и раствор обмениваются между собой в эквивалентных количествах одноименно заряженными ионами. Иониты широко применяется для обессоливания воды, используют как катализаторы реакций этерификации, гидратации и дегидратации, для очистки сточных вод, в ионообменной хроматографии, для выделения и очистки аминокислот, для консервирования крови. Аниониты применяют в качестве антацидных средств, а катиониты – для предупреждения и лечения отеков, связанных с декомпенсацией сердечной деятельности.

433. Иониты – это твердые природные или синтетические вещества, практически нерастворимые в воде и органических растворителях. Катионита – кислотные иониты, обменивающие катион. Аниониты – основные иониты, обменивающие анион. Для характеристики ионитов важно знать поглощающую способность ионита, которую характеризуют обменной емкостью: обменная емкость измеряется количеством ионов, поглощенных 1 г сухого ионита из раствора в равновесных условиях. Регенерацию катионов производят обычно промыванием раствором какой либо кислоты, анионита – раствором щелочи.

434. Хроматография представляет собой динамический метод анализа, основанный на многократно повторяющихся процессах сорбции и десорбции. Хроматография – один из многих методов, сочетающий в себе и разделение, и количественное определение веществ, входящих в состав многокомпонентных проб.

435. По доминирующему механизму различают адсорбционную (основана на различии адсорбционных свойствах разделяемых веществ), распределительную (основана на различиях в коэффициентах распределений), ионообменную (разделение вещества связано с различием термодинамических констант ионного обмена определяемых ионов), хемосорбционную (включает в себя несколько вариантов хроматографических процессов, общим для них является различие в термодинамических константах, констант растворимости и т.д.) и молекулярно-ситовую хроматографию (позволяет анализировать смеси, содержащие вещества со значительно различающимися размеров молекул).

436. Делят на колоночную, бумажную и тонкослойную хроматографию.

437.

438

439. Позволяет анализировать смеси, содержащие вещества со значительно различающимися размером молекул. В качестве стационарной фазы используют пористые тела – молекулярные сита, которые являются проницаемыми для молекул только определенного размера. Крупные молекулы перемещаются вдоль стационарной фазы быстрее, чем мелкие. Широко применяется в биохимии для разделения смесей биополимеров на фракции.

440.

441 Дисперсионная среда – растворитель, в котором распределено вещество в раздробленном состоянии

Дисперсная фаза – раздробленное вещество

Между дисперсной фазой и дисперсионной средой существует поверхность раздела

Гетерогенные (неоднородные) системы- дисперсные системы, в которых одно вещество распределено в другом в виде частиц различных размеров

Удельная поверхность фазы

S

S_уд = V

S – суммарная поверхность всех частиц

V – объем вещества, подвергающегося дроблению

443 Классификация дисперсных систем по степени дисперсности

Сравнительная хар-ка дисп. систем с разной дисперсностью

Грубодисперсные (больше 10^-7м). Быстро оседают, видимы в микроскоп, остаются на бумажном фильтре, неустойчивы (суспензии, эмульсии, взвеси)

Молекулярно- и ионно-дисперсные. Гомогенны, устойчивы (истинные растворы)

445 Классификация дисп систем по агрегатному состоянию

Газ: (фаза) газ,жидкость, тв Тело Напр: воздух, туман, пыль. Жидкость(фаза) те же Напр: пена,эмульсии, суспензии. Тв тело(фаза)те же Напр: пенопласт, тв эмульсия, сплавы.

446 Классификация дисп систем по хар-ру взаимод дисп фазы с дисп средой

Лиофильные – сильное взаимодействие; устойчивы, обратимы (взаимодействие полярных групп веществ с полярными жидкостями или неполярных групп с неполярными жидкостями)

Лиофобные – взаимодействие частиц только при добавлении стабилизаторов; необратимы (металлы в коллоидном состоянии, эмульсии)

447 Условия получения коллоидов

Дисперсная фаза должна обладать плохой растворимостью

Размеры диспергируемого вещества должны быть доведены до размеров коллоидных частиц (10^-7-10^-9м)

Необходимы стабилизаторы, которые на поверхности раздела фаз образуют ионный или молекулярный слой и гидратную оболочку

448 Дисперсионные методы получения калоидов

Механические (шаровые и коллоидные мельницы, ступка) – диспергирование с добавлением стабилизаторов

Ультразвуковые – диспергирование частиц под действием сжатий и расширений

Пептизация – процесс перехода вещества из осадка в золь при добавлении диспергирующих веществ (Al(OH)₃, Fe(OH)₃ + электролит)

Растворение – самопроизвольное диспергирование (желатин, крахмал, агар-агар)

Электрическое диспергирование – материал электродов испаряется при температуре электрической дуги и конденсируется в частицы коллоидных размеров

449 Физическая конденсация

Замена растворителя: при вливании спиртовых растворов серы, канифоли, в воду, в которой эти вещества плохо растворимы, они начинают конденсироваться в частицы коллоидных размеров и могут находиться во взвешенном состоянии

450 Химическая конденсация:

Конденсационные методы

Окисление

2H₂S + O₂  2H₂O + 2S

Восстановление

AgO + H₂  2Ag⁰ + H₂O

Реакции обмена

BaCl₂ + K₂SO₄  BaSO₄ + 2KCl

Нейтрализация

Ca(OH)₂ + H₂SO₄  CaSO₄ + 2H₂O

451 Пептизация – процесс перехода вещества из осадка в золь при добавлении диспергирующих веществ (Al(OH)3, Fe(OH)3 + электролит)

452 Способы очистки коллоидных растворов от примесей

Диализ – основан на способности животных и растительных мембран пропускать ионы и задерживать коллоидные частицы (медленный)

Электродиализ

Компенсационный диализ (вивидиализ)

Ультрафильтрация

Гельфильтрация

Седиментация

453 Диализ – основан на способности животных и растительных мембран пропускать ионы и задерживать коллоидные частицы (медленный)

Электродиализ – исп-ют для увеличения скорости диализа низкомолекулярных электролитов. Создают постоянное электрическое поле с падением потенциала 20-250В/см и выше.

454 Компенсационный диализ – применяют при необходимости освободить коллоидный р-р лишь от части низкомолекулярных примесей. В диализаторе р-ль заменяют р-ром низкомол веществ, кот надо оставить в коллоидн р-ре.

455 Ультрафильтрация – применяется для очистки систем, сод-их частицы коллоидных размеров. Происходит продавливание разделяемой смеси через фильтры с порами, пропуск только молекулы и ионы низкомолекулярных веществ.

456 Седиментация: оседание частиц дисперсных фазы под действием сил разной природы.

Седиментационное равновесие

2 (d – d₀)

 = ---- · r²g · ----------, см/с

9 

Хар-ся:

Равенством скоростей седиментации и диффузии,

Постепенным уменьшением концентрации частиц в направлении от нижних слоев к верхним

457 Применение седиментационного анализа:

Определение размера и фракционного состава частиц (число частиц разного размера),

Определение молекулярного веса полимерных материалов, белков, нуклеиновых кислот,

Качественная оценка функционального состояния эритроцитов.

Ультрацентрифугирование – развиваются центробежные ускорения, превышающие ускорение силы тяжести в десятки тысяч раз, используются для изучения свойств макромолекул в р-рах.

458 Броуновское движение – частицы дисперсной фазы испытывают в единицу времени огромное число ударов со стороны мол-л дисперсной среды, наход-ся в тепловом движении.

Присуще частицам с размерами не более 10^-6м

Не зависит от природы вещества

Обусловлено тепловым движением молекул

Изменяется в зависимости от температуры, вязкости среды и размеров частиц

459 Уравнение Эйнштейна-Смолуховского

Описывает броуновское движение

х = 2Д

 – время

х – среднее смещение (среднее расстояние, на которое сместится коллоидная частица в единицу времени)

Д – коэффициент диффузии

460 Диффузия в коллоидных системах. Скорость диффузии.

C

m = -Д · ----- · 

X

Скорость диффузии в случае коллоидных растворов во много раз меньше, чем в истинных (т.к. коллоидные частицы обладают большим размером и массой, чем отдельные молекулы или ионы)

461 Осмотическое давление

Осмотическое давление коллоидных растворов подчиняется закону Вант-Гоффа

_осм = К_Б · С_V · T

С_V – частичная концентрация

m_дф

С_V = ---------

m_ч · V

Как правило, в 1 000 раз меньше осмотического давления истинных растворов

Осмотическое давление коллоидных растворов со временем уменьшается (частицы самоукрупняются или оседают, и их в растворе становится меньше).

Часть измеряемого осмотического давления в коллоидных растворах обусловлена примесью электролитов.

462 Уравнение Релея

С · V²

I = I₀ · K---------

⁴

I₀ – интенсивность падающего света

K – константа, зависящая от природы вещества

С – частичная концентрация

V – объем частицы

 – длина волн видимого света

463 Опалесценция – некоторая мутность раствора при рассмотрении его в отраженном свете; явление рассеяния света мельчайшими частицами.

Эффект Фарадея-Тиндаля – явление опалесценции, наблюдаемое этими учёными, а сбоку виден конус Фарадея-Тиндаля

464 Факторы влияющие на окраску золей:

От природы вещества (поглощение света).

От степени дисперсности.

Окраска драгоценных камней (рубинов, изумрудов, сапфиров)

Грубодисперсные золи золота – синяя окраска

Большей степени дисперсности – фиолетовая

Высокодисперсные золи – ярко красная

465 Ультрамикроскопия - объект исследования набл-ся в рассеянном свете. Размер коллоидных частиц опр-ют по числу светящихся точек в тёмном поле.

Определение массы и объема коллоидной частицы.

Исследование сыворотки и плазмы крови.

Исследование инъекционных растворов.

Определение чистоты воды и других сред.

Форма частиц.

466 Электрофорез – движение коллоидных частиц в электрическом поле к противоположно заряженному электроду.

Электроосмос – перемещение дисперсионной среды к электроду под влиянием внешней разности потенциалов.

467 Применение электрофореза и электроосмоса

В технике и различных производствах:

• Фарфоровое дело

• Очистка воздуха

• Покрытие изделий защитными пленками

В клинической практике:

• Местное введение лекарственных форм

• Электрофоретическое разделение белков по отдельным фракциям

• Исследование нормальных и патологических сывороток, нуклеопротеидов, чистых белков и их смесей

468 Потенциал седиментации – при перемещении дисперсной фазы относительно неподвижной дисперсионной среды.

Потенциал протекания – возникновение разности потенциалов как при перемещении дисперстной среды относительно неподвижной дисперсной фазы.

469 Электродинамический потенциал – разность потенциалов между дисперсной фазой и дисперсной средой.. Определяется св-ми данной дисперсной системы. По мере удаления от межфазной границы его значение уменьшается.

Электрокинетический потенциал () – заряд гранулы – важнейшая характеристика коллоидных растворов, влияющая на их устойчивость. Это часть электродинамического. Его значение определяется частотой диффузного слоя и зависит от темп.

470 Уравнение Гельмгольца-Смолуховского

Расчет скорости движения коллоидных частиц в электрическом поле (U):

Нe

U = ----------

4

U – скорость движения частицы

Н – напряженность электрического поля

е – диэлектрическая проницаемость среды

 – вязкость среды

При Н = 1

e

U₀ = --------

4

U₀ – электрофоретическая подвижность частиц

471 Строение мицелл – состоит из электронейтрального агрегата и ионогенной части. Масса коллоидной частицы гл образом в агрегате, кот состоит из сотен атомов и молекул.

472 Влияние на величину -потенциала:

- Добавление к коллоидному раствору электролитов (сжимают диффузный слой, часть ионов из него переходит в адсорбционный и -потенциал уменьшается)

- Разбавление(концентрации) коллоидного раствора (ее увеличение будет влиять подобно добавлению электролитов)

- рН среды (и Н⁺ и ОН^- хорошо адсорбируются на коллоидных частицах)

- Температура (часть ионов из адсорбционного слоя выйдет в диффузный в результате теплового движения - -потенциал увеличивается)

- Чем больше полярность растворителя, тем больше -потенциал

489 Понятие о ВМС. Значения их молекул-ых масс. Класс-я.

Биополимеры - природные высокомолекулярные соединения (ВМС), являющиеся структурной основой всех живых организмов (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды)

Смешанные биополимеры: липопротеиды, гликопротеиды, липополисахариды

Значения их молекул-ых масс: большой молекулярный вес, их молярные массы нах-ся в пределах (10⁴ < М < 10⁶ г/моль); молекулы состоят из химически связанных между собой сотен и тысяч атомов (макромолекулы); в их составе регулярно повторяющиеся группы атомов – мономеров