- •Сборник задач по общей химии
- •Содержание
- •Предисловие
- •Тема 1. Способы выражения состава раствора Медико-биологическое значение темы
- •Основные параметры, характеризующие состав раствора
- •Обучающие задачи с решениями
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 2. Титриметрические методы количественного анализа Кислотно-основное титрование. Оксидиметрия Медико-биологическое значение темы
- •Обучающие задачи с решениями
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 3. Химическая термодинамика. Химическое равновесие Медико-биологическое значение темы
- •Основные параметры, используемые для характеристики термодинамических процессов
- •Обучающие задачи с решениями
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 4. Элементы химической кинетики Медико-биологическое значение темы
- •Основные кинетические параметры, характеризующие кинетические закономерности
- •Обучающие задачи с решениями
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 5. Лигандообменные процессы и равновесия Медико-биологическое значение темы
- •Обучающие задачи с решениями.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 6. Редокс-процессы и редокс-равновесия Медико-биологическое значение темы
- •Обучающие задачи с решениями.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 7. Осмотические свойства растворов
- •Обучающие задачи с решениями.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 8. Свойства растворов электролитов Медико-биологическое значение темы
- •Обучающие задачи с решениями
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 9. Гетерогенные процессы и равновесия Медико-биологическое значение темы
- •Обучающие задачи с решениями
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 10. Протолитические процессы и равновесия Медико-биологическое значение темы
- •Обучающие задачи с решениями
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 11. Буферные растворы и их свойства Медико-биологическое значение темы
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 12. Физико-химия поверхностных явлений Медико-биологическое значение темы
- •Обучающие задачи с решениями
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Тема 13. Физико-химия дисперсных систем Медико-биологическое значение темы
- •Обучающие задачи с решениями.
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Приложение
- •Использованная литература
Задачи для самостоятельного решения
Задача 1. Напишите уравнения диссоциации комплексных соединений: ,и укажите, какой из комплексных ионов является наиболее прочным, пользуясь справочными данными.
Ответ: наиболее прочный – цианидный комплекс ртути
Задача 2. В аналитической и медицинской практике используется лиганд ЭДТА (этилендиамминотетраацетат) и его соль (трилон Б). С какими катионами:Mg2+ (KH=7,59.10-10), он образует менее прочное комплексное соединение? Расположите комплексы по убыванию их прочности.
Ответ: (1)→(4)→(3)→(2).
Задача 3. Для комплексных соединений [Zn(NH3)]SO4, K2[Cu(CN)4],
[Co(NH3)6]Cl2 напишите уравнение диссоциации, математическое выражение Кн; укажите, какой из комплексных ионов является наиболее прочным. Для решения задачи воспользуйтесь справочными данными.
Ответ: наиболее прочный – цианидный комплекс меди.
Задача 4. Определите заряды комплексных частиц и укажите среди них катионы, анионы и неэлектролиты: ;
Задача 5. Из раствора комплексной соли нитрат серебра осаждает только 2/3 содержащегося в ней хлора. В растворе не обнаружено ионов кобальта и свободного аммиака. Измерение электрической проводимости раствора показывает, что соль распадается на три иона. Каково координационное строение этого соединения? Напишите уравнение электролитической диссоциации комплексной соли. Определите степень окисления центрального атома и дентатность лигандов.
Ответ: степень окисления +3; дентатность 1.
Тема 6. Редокс-процессы и редокс-равновесия Медико-биологическое значение темы
Окислительно-восстановительные реакции играют огромную роль в природе (фотосинтез, горение, гниение и др.) и в жизнедеятельности организма. Они поставляют энергию, которая расходуется серым веществом мозга в процессе мышления, расходуется на физическую работу, обеспечивают поддержание постоянства температуры организма, регенерацию тканей, костной массы, передачу нервного импульса и другие функции. Окислителем в биологических системах обычно является молекулярный кислород. Конечные продукты окисления - углекислый газ и вода. Реакции окисления кислородом в биологическом организме протекают, как правило, очень медленно по многостадийному механизму. В промежуточных стадиях могут принимать участие биогенные элементы, имеющие переменную степень окисления: Fe, Cu, Mn, Co и другие. В условиях организма для них характерны степени окисления +1, +2, +3. Эти элементы входят в состав металлоферментов и образуют окислительно-восстановительные пары. За счет изменения степени окисления этих ионов и происходит перенос электронов в биологических системах. Для биологических систем характерны сравнительно невысокие значения окислительно-восстановительных потенциалов в пределах 0,8В. Наиболее сильным окислителем в этих условиях является кислород.
Дезинфицирующие свойства таких соединений как пероксид водорода, перманганат калия, йод, используемых в медицине, основаны на способности этих соединений обезвреживать бактерии.
В основе обезвреживания питьевых и сточных вод в настоящее время лежат также окислительно-восстановительные реакции, в которых окислителями являются хлор, гипохлориты, озон.
Таблица 5. Основные понятия, используемые в электрохимии
Параметр |
Обозначение, единица |
Смысловое значение |
Двойной электри-ческий слой |
ДЭС |
Упорядоченное расположение противоположно заряженных частиц на межфазной границе. |
Электрод (полу-элемент) |
М/Мz+
|
Система, состоящая их двух контактирующих разнородных проводников металл - раствор электролита, на межфазной границе которой возникает ДЭС, характеризующийся определенным значением электродного потенциала φ. |
Электродный потенциал |
φ,В
φ(М/Мz+) = =φ0(М/Мz+) + + уравнение Нернста |
Возникает на границе металл-раствор в результате протекания окислительно-восстановительных реакций на межфазной границе. Равен ЭДС гальванической цепи, состоящей из стандартного водородного электрода и электрода, потенциал которого подлежит определению. |
Стандартный водородный потенциал |
φ0(2H+/H2)=0 |
Потенциал стандартного водородного электрода, в котором давление газообразного водорода поддерживается 101,3 кПа (1атм), активность ионов водорода в растворе равна 1 моль/л, Т=298К. |
Стандартный электродный потенциал электрода I рода |
φо(Мz+/М), В |
Равен ЭДС гальванической цепи, состоящей из стандартного водородного электрода и электрода, потенциал которого подлежит определению, при с.у. |
Восстанови-тельный (редокс) потенциал |
(φг)φ(Ох/Red), В φ(Ох/ Red) = = φо(Ох/Red) + + уравнение Нернста-Петерса |
Возникает в системе, состоящей из инертного металла и раствора, содержащего сопряжённую окислительно-восстановительную пару. Эта система называется окислительно-восстановительным редокс-электродом. |
Стандартный восстанови-тельный (редокс) потенциал |
φо(Ох/Red), В |
Потенциал окислительно-восстановительного электрода, возникающий на платине при стандартных условиях. |
Нормальный (формальный) восстанови-тельный (редокс) потенциал |
φо, В
φо = φо - 0059ρН |
Применяется для характеристики окислительно-восстановительных свойств природных сопряжений ОВ – пар, измеряется при концентрации компонентов 1 моль/л, рН = 7,0; Т = 298 К |
Потенцио-метрия |
ЭДС = f(а(Хi))
Е = φ2 – φ1
Е = φ(ок-ля) – φ(вос-ля)
|
Физико-химический метод анализа, позволяющий определять активности (концентрации) ионов на основании измерения ЭДС гальванической цепи, состоящей из электрода сравнения и электрода определения, опущенных в исследуемый раствор.
|
Электрод определения (стеклянный электрод) |
Е = φх/с – φстекл
|
Электрод, потенциал которого зависит от активности (концентрации) Н+ и практически не зависит от содержания других ионов в растворе. |
Стандартный электрод сравнения (хлорсеребряный) |
φхс = 0,222 В (при Т = 298о К ) |
Электрод, потенциал которого практически постоянен, легко воспроизводим и не зависит от протекания побочных реакций.
|