- •Таврійський державний агротехнологічний університет
- •Змістовий модуль I. Неорганічна хімія
- •Тема 5. Гідроген. Хімія лужних металів. Хімія лужно - земельних елементів.
- •Змістовий модуль іі. Фізична та колоїдна хімія
- •Тема 14. Дисперсні системи та їх класифікація.
- •Тема 15. Мікрогетерогенні системи.
- •Тема 16. Напівколоїди та розчини високомолекулярних сполук.
- •Розподіл балів, що присвоюються студентам
- •Техніка безпеки та правила роботи в хімічній лабораторії Вимоги безпеки перед початком роботи
- •Вимоги безпеки під час роботи
- •Вимоги безпеки після закінчення роботи
- •Вимоги безпеки в аварійних ситуаціях
- •Розділ і. Неорганічна хімія Лабораторна робота №1. Класи неорганічних сполук
- •Вимоги до знань та умінь
- •Теоретична частина
- •Оксиди.
- •Кислоти.
- •Основи.
- •Амфоліти.
- •Паспорт роботи
- •Експериментальна частина Техніка безпеки.
- •Контрольні питання
- •Теоретична частина
- •Паспорт роботи
- •Результати оформлення роботи
- •Контрольні питання
- •Теоретична частина
- •Паспорт роботи
- •Результати оформлення роботи
- •Контрольні питання
- •ТермоХімія. Мета роботи – навчитися експериментально визначати ентальпію хімічних реакцій і робити розрахунки, використовуючи термохімічні рівняння.
- •Фактори, що визначають напрямок хімічних реакцій.
- •Паспорт роботи.
- •Експериментальна частина
- •Хід роботи.
- •Результати. Оформлення роботи.
- •Контрольні питання.
- •Рекомендована література
- •Лабораторна робота №5. Кінетика та швидкість хімічних реакцій
- •Вимоги до знань та умінь
- •Теоретична частина
- •Хімічна рівновага
- •Паспорт роботи
- •Експеріментальна частина
- •Контрольні питання
- •Рекомендована література
- •Лабораторна робота №6. Періодична система та періодичний закон д.І. Менделєєва
- •Вимоги до знань та умінь
- •Теоретична частина
- •Періодична система і будова атома.
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №7. Властивості гідрогену та його сполук
- •Теоретична частина
- •Проста речовина
- •Практична частина Одержання та властивості Гідрогену. Окисно-відновні властивості Гідрогену.
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №8. Властивості лужних металів.
- •Теоретична частина
- •Практична частина Властивості лужних металів та їх сполук.
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №9. Властивості лужноземельних металів.
- •Теоретична частина
- •Практична частина Властивості лужноземельних металів та їх сполук
- •Контрольні питання
- •Елементи іv – а групи
- •Властивості Алюмінію, Карбону, Силіцію, Стануму, Плюмбуму та їх сполук.
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 8 Властивості Нітрогену, фосфору та їх сполук.
- •Контрольні питання
- •Галогени
- •Практична частина Властивості р-елементів та її сполук.
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №13. Загальна характеристика d-елементів
- •Теоретична частина
- •Практична частина
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №14. Тема: комплексні сполуки
- •Експериментальна робота Комплексні сполуки та їх властивості.
- •Контрольні питання
- •Контрольні питання:
- •Задачі:
- •Лабораторна робота № 16. Розчини неелектролітів
- •Способи вираження складу розчину
- •Тиск насиченого пару розведених розчинів
- •Температура замерзання розбавлених розчинів
- •Температура кипіння розведених розчинів
- •Осмотичний тиск
- •Контрольні питання:
- •Задачі:
- •Лабораторна робота № 17. Розчини електролітів
- •Роль розчинника в процесі дисоціації
- •Стан сильних електролітів у розчинах. Коефіцієнт активності
- •Дисоціація слабких електролітів
- •Рівновага в насичених розчинах електролітів
- •Реакція обміну в розчинах електролітів. Іонні рівняння
- •Контрольні питання:
- •Задачі:
- •Лабораторна робота № 18. Розчини електролітів
- •Гідроліз солей
- •Контрольні питання:
- •Задачі:
- •Лабораторна робота № 19. Поверхневі явища та адсорбційні рівноваги
- •Контрольні питання:
- •Задачі:
- •Лабораторна робота № 20. Дисперсні систем та їх класифікація
- •Методи визначення молекулярної маси високомолекулярних сполук.
- •Середня молекулярна маса
- •Контрольні питання:
- •Список літератури
Контрольні питання:
-
Які сили діють між молекулами у розчині? Яка внутрішня структура розчину?
-
Від яких факторів залежить тиск насиченого пару рідини?
-
Сформулюйте закон Рауля, напишіть його математичний вираз та поясніть вхідні у нього члени.
-
Що таке кріоскопічна постійна? Як визначається кріоскопічна постійна?
-
Що таке ебуліоскопічна постійна? Як визначається ебуліоскопічна постійна? Від яких факторів залежить її величина?
-
Що таке осмотичний тиск?
-
Які перепони мають назву напівпроникні? Наведіть приклади.
Задачі:
-
Молярна доля хлориду цинку у водному розчині дорівнює 0,0422, густина розчину дорівнює 1,238г/см3. Визначити: а) моляльність, б) молярну концентрацію розчину.
-
Тиск пару розчину, який містить анілін масою 0,425г у ефірі масою 100г, при 20 0С дорівнює 587,7 гПа. Тиск пару над чистим ефіром при цієї ж температурі дорівнює 589,7 гПа. Визначити відносну молекулярну масу аніліну.
-
Зниження температури замерзання бензолу при розчиненні у ньому камфори дорівнює 0,6260. Температура замерзання бензолу 5,5 0С, а удільна теплота плавлення його 126 Дж/г. Розрахувати відносне зниження тиску насиченого пару розчину у відсотках.
-
Розчин саліцилової кислоти у етиловому спирті кипить при температурі 78,5840С. Температура кипіння спирту дорівнює 78,30С, а удільна теплота випарювання його при цієї температурі 853,5 Дж/г. Розрахувати тиск пару над розчином при 78,30С.
-
Осмотичний тиск водного розчину гемоглобіну, який містить 32 г/л при 170С, дорівнює 4384 Па. Визначити відносну молекулярну масу гемоглобіну.
Лабораторна робота № 17. Розчини електролітів
Мета роботи – ознайомитися з теорією електролітичної дисоціації, теорією сильних електролітів Дебая – Гюккеля, навчитися розраховувати константу дисоціації слабких електролітів, визначати коефіцієнт активності іонів та порівнювати хімічну активність кислот, характер дисоціації гідроксидів та солей.
ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
У попередній лабораторній роботі було показано, що відповідно до законів Рауля, такі фізичні властивості розчинів, як зниження тиску насиченої пари, підвищення температури кипіння розчинів, зниження температури замерзання розчинів, визначаються числом молів (частинок) розчинених речовин і не залежать від їх природи. Але для розчинів електролітів (солей, кислот, основ), тобто речовин, які у розплавленому стані або у розчині здатні проводити електричний струм, спостерігаються відхилення від законів Рауля. Вант-Гофф установив, що такі самі відхилення спостерігаються стосовно зниження тиску насиченої пари ∆Р та підвищення температури кипіння розчину ∆ТК. Тому для кількісного врахування всіх цих відхилень досить ввести один поправочний множник, названий ізотонічним коефіцієнтом і, який дає змогу застосовувати закони Рауля до розбавлених розчинів електролітів. Цей множник визначається із співвідношення:
(1)
де у чисельнику - експериментальні, а у знаменнику — теоретичні значення вказаних параметрів розчину. Якщо відоме значення і, то параметри ∆Р', ∆Т'к , ∆Т'з для розчинів електролітів можна обчислити за формулами:
∆Р'= і*∆Р = і*Р0 *N(Х); (2)
∆Т'к = і*∆Тк=і*Е*b(Х); (3)
∆Т'з = і*∆Т3=і*к* b (Х). (4)
Числові значення ізотонічного коефіцієнта залежать від природи електроліту та його концентрації в розчині. Для прикладу наведемо значення і для розчинів деяких електролітів однакової моляльної концентрації, що дорівнює 0,1 моль/кг: КС1 - 1,85; Ва(ОН)2 - 2,54; Н2SО4 - 2,2; СН3СООН - 1,01; NH40Н - 1,01.
Зі зменшенням концентрації електроліту (з розбавленням розчину) значення і зростають, поступово наближаючись до цілих чисел: для розчину КС1 - до 2, для СН3СООН і NH40H - теж до 2, але дуже повільно, Ва(ОН)2 і Н2SО4 - до 3.
Аналізуючи ці дані, С.Арреніус дійшов висновку, що кількість частинок у розчині електроліту збільшується, тому що електроліти в процесі розчинення розпадаються на дрібніші заряджені частинки - іони, їх рух в електричному полі пояснює здатність електролітів проводити електричний струм. Позитивно заряджені частинки рухаються до негативного електрода — катода і називаються катіонами, а негативно заряджені частинки рухаються до позитивного електрода -анода і називаються аніонами. За своїми властивостями іони суттєво відрізняються від нейтральних атомів та молекул, з яких утворилися.
С.Арреніус з'ясував фізичний зміст ізотонічного коефіцієнта. Цей коефіцієнт показує, у скільки разів збільшується число частинок у розчинах електролітів внаслідок їх дисоціації на іони. Якби електроліти повністю розпадалися на іони, число частинок збільшилося б у ціле число разів. Так, за повної дисоціації КС1, NH40H, СН3СООН коефіцієнт і має дорівнювати двом, Н2SО4, Ва(ОН)2 - трьом і т.д. Оскільки знайдені значення і були меншими від цих чисел, Арреніус припустив, що дисоціація відбувається неповністю, тобто зворотно.
Для кількісної характеристики процесу дисоціації було введено поняття ступінь дисоціації а - відношення числа молекул, що розпалися на іони Nдис, до вихідного числа N розчинених молекул:
α= (5)
Ступінь дисоціації можна обчислити за значенням ізотонічного коефіцієнта, який визначають, вимірюючи температури замерзання або кипіння розчину (1). Для того, щоб встановити зв'язок між цими величинами, рівняння (5) представимо у вигляді:
Nдис= α*N
Якщо під час дисоціації однієї молекули електроліту утворюється g іонів, то з α*N таких молекул - g α*N іонів. У розчині залишиться (N- α*N) недисоційованих молекул. Загальне число частинок розчиненої речовини (молекул та іонів) у розчині становитиме gα*N + (N- α*N). Ізотонічний коефіцієнт - це відношення загального числа частинок у розчині до числа вихідних розчинених молекул:
звідки: (6)
Для розчинів багатьох електролітів на основі експериментально визначених ∆Т'к і ∆Т'з були розраховані значення ізотонічного коефіцієнта та ступеня дисоціації. Ці значення ступенів дисоціації збігалися з величинами а, які були знайдені іншим методом - вимірюванням електропровідності розчинів. Це підтвердило положення теорії електролітичної дисоціації, розробленої Арреніусом.