Задачи для самостоятельного решения

Задача 1. Константа скорости аспирина (t=25⁰С) составляет: при рН = 2,5, k=0,001час^-1, при рН=11,0, k=10сут^-1. Рассчитайте период полупревращения реакции гидролиза аспирина при различных рН.

Задача 2. Фармпрепарат при 50⁰ С в воде подвергается термическому разложению по уравнению первого порядка с константой скорости 0,071 мин^-1. Сколько времени нужно нагревать раствор при 50⁰ С для того чтобы исходная концентрация вещества, равная 0,01 моль/л уменьшилась до 0,001 моль/л.

Ответ: 32,4 мин.

Задача 3. Из 1 кг сахарозы при превращении её в глюкозу и фруктозу в присутствии воды и фермента, сахарозы за 5 часов осталось 0,6 кг. Какое количество сахарозы останется через 2ч. 20 мин. Определите время полураспада.

Ответ: 79%, 6,8 часа.

Задача 4. В мономолекулярной реакции половина вещества распадается за один час. Найти время необходимое для распада 75% начального количества.

Задача 5. При увеличении температуры на 60⁰ скорость реакции возрастает в 2000 раз. Определить температурный коэффициент реакции.

Задача 6. При лечении онкологических заболеваний в опухоль вводят препарат, содержащий радионуклид иридий-192. Какая часть введённого радионуклида останется в опухоли через 10 суток, если его распад подчиняется кинетическому уравнению 1-го порядка? Период полураспада иридия-192 составляет 74,08 суток.

Задача 7. Для определения объёма эритроцитарной массы используют препарат человеческих эритроцитов, меченый радионуклидом хром-51. Сколько времени должно пройти с момента ввода препарата в кровяное русло, чтобы в организме осталось 1/10 часть введенного изотопа хрома? Период полураспада хрома-51 составляет 27,703 суток.

Задача 8. Резерфорд установил, что распад 1 г радия образует 1,107 мм³ гелия в сутки при стандартных условиях, испуская при этом 3,7х10¹¹ α-частиц в секунду. Вычислите, исходя из этих данных, число Авогадро. В чем может состоять причина отклонений от известного Вам значения числа Авагадро?

Ответ: Из данных задачи расчетное значение числа Авагадро равно 6,46 х 10²³.

Задача 9

При авариях на АЭС появляется изотоп ¹³¹J, период полураспада составляет 8 сут. Сколько потребуется времени, чтобы активность радионуклида составила 25% от начальной?

Ответ: 16 сут.

Тестовые вопросы

1. При 0С гранула железа растворяется в соляной кислоте за 20 мин. Если температурный коэффициент реакции равным 2, то такой же по массе кусочек железа растворится при 20С за _____ минут.

1) 5 2) 12 3) 60 4) 10

2. Если температурный коэффициент скорости химической реакции равен 2, то при повышении температуры от 20⁰С до 50⁰С скорость реакции …

1. увеличивается в 8 раз 3) уменьшается в 2 раза

2. увеличивается в 6раз 4)уменьшается в 4 раза

3. Температурный коэффициент реакции равен 3. Во сколько раз увеличивается скорость реакции при повышении температуры на 20⁰С

1. в 1,5 раза 2) в 3 раза 3) в 6 раз 4) в 9 раз

4. Кинетическое уравнение для реакций I-го порядка имеет вид:

1)

2)

3)

4)

5. Кинетическое уравнение для реакций II-го порядка имеет вид:

1)

2)

3)

4)

6. Согласно закону Вант-Гоффа при повышении температуры на 10ºС скорость химической реакции возрастет в:

1) 5-6 раз 2) 2-4 раза 3) 10 раз 4) 1,75 раза

7. Энергия активации – это …

1) кинетическая энергия

2) потенциальная энергия

3) энергия, образующаяся при столкновении молекул

4) избыточная энергия, которую необходимо передать 1 моль вещества, чтобы перевести все молекулы в активное состояние

8. Как изменится скорость химической реакции при увеличении температуры на 20ºС? При температурном коэффициенте равном 4

1) возрастет в 16 раз 3) сначала увеличится в 3 раза затем уменьшится в 1,5 раза

2) уменьшится в 2 раза 4) не изменится

9. Катализаторы, ускоряющие скорость химической реакции называются …

1) ингибиторы 3) антиоксиданты

2) инициаторы 4) окислители

10. Принято выделять следующие виды катализа:

1) гомогенный 3) мономолекулярный

2) гетерогенный 4) нулевой

11. В организме роль катализаторов выполняют:

1) жирные кислоты 3) ферменты

2) витамины 4) ДНК и РНК

12. При увеличении температуры на 50ºС скорость химической реакции возрастет в 32 раза. Чему равен температурный коэффициент реакции?

1) ¾ 2) 8×10^-2 3) 2 4) 5,08

13. Реакция разложения Н₂О₂ в водном растворе протекает как реакция I-го порядка. Период полураспада составляет 15,86 мин. Какое время потребуется для разложения 99% взятого количества Н₂О₂ – ?

1) 11 часов 2) 1 сутки 3) 50 мин 34 сек 4) 106,96 мин

14. При 60ºС вещество «Х» подвергается термическому разложению по уравнению I-го порядка с константой скорости 0,05 мин^-1. Сколько времени нужно нагревать раствор при 60ºС, чтобы исходная концентрация вещества равная 0,1 моль/л уменьшилась до 0,01 моль/л – ?

1) 34 сек 2) 1 час 58 мин 3) 46 мин 4) 2 сут

15. Порядок и молекулярность для простых реакций:

1) совпадают

2) молекулярность в 2 раза больше порядка реакции

3) порядок реакции в 1,5 раза больше молекулярности

4) это зависит от условий процесса

16. Вещество, изменяющее скорость химической реакции и остающееся после этого в неизменном состоянии и количестве называется …

1) промежуточным продуктом реакции 3) катализатором

2) восстановителем 4) продуктом реакции

17. К особенностям ферментативного катализа относят:

1) высокую избирательность 3) оптимальные значения рН и температуры

2) высокую каталитическую активность 4) верны все варианты

18. Уравнение Михаэлиса-Ментена имеет вид и характеризует:

1) зависимость стационарной скорости ферментативной реакции от концентрации субстрата

2) соотношение между величиной константы Михаэлиса и концентрацией субстрата

3) оба утверждения верны

4) ни один из предложенных вариантов

19. Если температурный коэффициент скорости химической реакции равен 2, то при повышении температуры от 20⁰С до 50⁰С скорость реакции …

1) увеличивается в 8 раз 3) увеличивается в 6 раз

2) уменьшается в 2 раза 4) уменьшается в 4 раза

Модуль № 2

Биологически активные неорганические соединения (строение, свойства, участие в функционировании живых систем). Физико-химия поверхностных явлений и свойства дисперсных систем

Занятие № 6

ТЕМА: Химия биогенных элементов. Элементы S - блока.

ЦЕЛЬ: Изучить химические свойства и биологическую роль макро- и микроэлементов.

Теоретические вопросы:

1. Биогенные элементы. Органогенные элементы и их роль в живой клетке. Металлы жизни.

2. Классификация химических элементов в организме по В.И. Вернадскому. Роль макро- и микроэлементов в живом организме. Концентрирование химических элементов в органах, тканях и биожидкостях человека. Эндемические заболевания.

3. Общая характеристика S- элементов. Валентные электроны. Изменение активности S-элементов в группе. Степень окисления. Щелочные металлы, их химические свойства. Особенности свойств лития. Оксиды, пероксиды, надпероксиды щелочных металлов. Биологическая роль натрия и калия. Натрий-калиевый насос. Соединения щелочных металлов, применяемых в медицине (NaCl, Li₂CO₃, NaHCO₃, KCl, Na₂SO₄10H₂O).

4. S- элементы II A группы. Степени окисления. Тип гибридизации атомных орбиталей. Щелочноземельные элементы. Особенности свойств бериллия. Оксид и гидроксид кальция. Пероксид бария, сульфат бария. Их применение. Биологическая роль ионов магния и кальция. Антагонизм ионов магния и кальция. Соединения магния и кальция, применяемые в медицине (MgO, MgSO₄, CaO, CaCl₂, CaSO₄2H₂O)