- •Предисловие
- •Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ Подготовка к выполнению лабораторной работы
- •Выполнение лабораторной работы на занятии
- •Оформление работы
- •Защита лабораторной работы
- •Техника безопасности в химической лаборатории
- •Общие правила поведения в лаборатории
- •Правила работы с химическими реактивами
- •Работа со стеклянной посудой и приборами
- •Работа с ртутными термометрами
- •Техника безопасности при работе с электроприборами
- •Основные правила противопожарной безопасности
- •Химическая посуда
- •Лабораторные работы Работа 1 приготовление растворов. Титриметрический анализ
- •1. Общие понятия
- •2. Способы выражения концентрации растворов
- •3. Титриметрический анализ
- •3.1. Сущность титриметрического метода анализа
- •3.2. Классификация титриметрических методов
- •3.3. Вычисления в титриметрии
- •3.4. Растворы, применяемые в титриметрии. Приготовление стандартных растворов
- •3.5. Аппаратура и техника выполнения титриметрического анализа
- •Выполнение работы. Опыт №1. Приготовление раствора заданной процентной концентрации.
- •Требуется приготовить 100 г раствора заданной процентной концентрации определенного вещества и воды (концентрацию и вещество указывает преподаватель).
- •Рассчитывают, какая масса вещества требуется для приготовления 250 мл раствора указанной концентрации. При расчетах учитывают, что щелочи, как правило, содержат 96–98% основного вещества.
- •3.2. Определение концентрации раствора щелочи
- •Определение теплоты реакции нейтрализации
- •Проведение калориметрических измерений
- •Выполнение работы.
- •Обработка результатов.
- •Термометр Бекмана и работа с ним
- •Химия биогенных s- и p- элементов. Их биологическая роль и применение в медицине
- •Химия биогенных d- элементов. Их биологическая роль и применение в медицине
- •Работа 5 осмос
- •Измерение рН растворов потенциометрическим методом. Потенциометрическое титрование
- •Измерение рН
- •Подготовка прибора эв-74 к работе (Иономер эв-74)
- •Результаты потенциометрического титрования
- •Работа 7 определение константы скорости химической реакции
- •Кинетические уравнения реакций первого, второго и нулевого порядка
- •Работа 8 адсорбция уксусной кислоты на поверхности активированного угля
- •Работа 9 получение золя гидроксида железа (III). Коагуляция
- •Работа 10 электрические свойства коллоидных систем
- •Определение знака заряда коллоидных частиц методом капиллярного анализа
- •Выполнение опыта.
- •Электрофорез золя гидроксида железа. Определение знака заряда и величины дзета-потенциала
- •Выполнение работы.
- •Обработка результатов.
- •Задачи для подготовки к семинарским занятиям и контрольным работам
- •Тестовые задания для самоконтроля
Результаты потенциометрического титрования
-
Объем титранта, мл
рН
Обработка результатов.
По данным таблицы на миллиметровой бумаге строят кривую потенциометрического титрования. Определяют по ней точку эквивалентности и рассчитывают концентрацию анализируемого раствора.
Контрольные вопросы.
-
Приведите определение кислот и оснований, принятых в теории Аррениуса, и в протолитической теории. Чем они принципиально отличаются? Приведите примеры молекул, катионов и анионов, которые являются в рамках протолитической теории: а) кислотами, б) основаниями.
-
Запишите уравнение автопротолиза воды и выражение для константы автопротолиза. Чему равно ионное произведение воды при 25 ºС?
-
Что называется водородным показателем (рН)? Каковы значения рН в кислых и щелочных растворах?
-
Среднее значение рН морской воды равно 8,0. Вычислите концентрацию гидроксид-ионов, соответствующую этому значению рН.
-
Рассчитайте значение рН раствора, содержащего 0,25 г ацетилсалициловой кислоты в 100 мл раствора, если рКа = 3,5.
-
На чем основано потенциометрическое измерение рН растворов? В чем заключается преимущество потенциометрического определения рН и потенциометрического титрования?
-
Перечислите правила работы на приборе.
-
Какие растворы называются кислотно-основными буферными системами? Каков механизм их действия (на примере одного из буферных растворов)?
-
Перечислите буферные системы крови. Каково значение рН плазмы крови в норме? Что такое ацидоз и алкалоз?
-
Расположите приведенные ниже системы в порядке увеличения в них концентрации ионов гидроксония: а) сыворотка крови; б) желудочный сок; в) раствор хлороводорода с концентрацией 10-8 моль/л; г) раствор гидроксида калия с концентрацией 10-8 моль/л.
Рис. 6.2. Вид преобразователя спереди:
1 – шкала прибора прибор;
2 – кнопки выбора рода работы;
3 – выключатель сети;
4 – индикация включения;
5 – кнопки выбора диапазона измерения;
6 – ручки оперативного управления прибором;
7 – оси переменных резисторов заводской настройки регулировки прибора;
8 – корректор нуля;
9 – лицевая панель
Работа 7 определение константы скорости химической реакции
Скорость химической реакции определяется как изменение концентрации одного из реагирующих веществ или продуктов реакции в единицу времени. Среднюю скорость реакции в промежутке времени от t1 до t2 рассчитывают следующим образом:
, (7.1)
где с1 и с2 – концентрация вещества в моменты времени t1 и t2 соответственно.
Знак плюс берется при расчете скорости по продукту реакции, в ходе реакции концентрация продукта возрастает, с2 с1, с0.
Знак минус берется при расчете скорости по одному из исходных реагентов, концентрация его при протекании реакции убывает, с2 с1, с0.
Мгновенная скорость, т.е. скорость реакции в данный момент времени и соответственно при данной концентрации с, есть
(7.2)
Значение концентрации в выражении для скорости берется в моль/м3 либо в моль/дм3 (моль/л), время – в секундах, минутах, часах.
Для всякой химической реакции зависимость скорости реакции от концентраций реагирующих веществ выражается законом действующих масс:
, (7.3)
где Сi – концентрация i-го реагента. Показатель степени при концентрации называется порядком реакции по i-му веществу. Для простых реакций показатель степени совпадает со стехиометрическим коэффициентом в уравнении реакции. Коэффициент пропорциональности k в законе действующих масс называется константой скорости. Константа скорости химической реакции является характеристикой каждой конкретной реакции, зависит от температуры и не зависит от концентраций.
Уравнения, связывающие скорость химической реакции с концентрациями, а также выражающие зависимость концентраций от времени, называются кинетическими уравнениями (см. таблицу).
Для определения численного значения константы скорости необходимо тем или иным методом определить концентрацию реагирующего вещества в различные моменты времени и подставить эти значения в выражение для константы скорости (см. таблицу). Константу скорости можно также найти графически.
Важнейшей кинетической характеристикой является период полураспада (t1/2) – время, в течение которого превращению подвергается половина взятого вещества. В приведенных в таблице уравнениях: С0 – начальная концентрация вещества, С – концентрация этого вещества в момент времени t.
Таблица 1