
- •І.С.Боровик Фізична та колоїдна хімія Збірник задач
- •1. Термодинаміка. Термохімія
- •1.1. Обчислення теплових ефектів реакцій (ентальпій реакцій), ентальпій утворення речовин Теоретичні положення
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Теоретичні положення
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Задачі для розв’язування
- •Відповіді на задачі Тема: Термодинаміка. Термохімія
- •2. Агрегатні стани речовини
- •Методичні рекомендації по розв’язуванню задач
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •2.2. Обчислення поверхневого натягу і в’язкості рідин Теоретичні положення
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •2.3. Застосування правила фаз Гіббса*
- •Задачі для розв’язування
- •Відповіді на задачі
- •3. Хімічна кінетика. Хімічна рівновага
- •Теоретичні положення
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •3.2. Обчислення в стані хімічної рівноваги Теоретичні положення
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Задачі для розв’язування
- •Відповіді на задачі
- •4. Істинні розчини
- •4.1. Обчислення осмотичного тиску, зниження температури замерзання і підвищення температури кипіння розчинів неелектролітів Теоретичні положення
- •Методичні рекомендації по розв’язуванню задач
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •4.2. Обчислення осмотичного тиску, температур замерзання та кипіння розчинів, констант дисоціації, уявного ступеня дисоціації розчинів електролітів Теоретичні положення
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Розв’язування:
- •Обчислення pH розчинів сильних електролітів Теоретичні положення
- •Відповіді на задачі
- •ДИсперсні системи. Колоїдні розчини
- •5.1. Складання формули міцели колоїдного розчину Теоретичні положення
- •Задача №1
- •Розв’язування:
- •Задача №2
- •Розв’язування:
- •5.2. Обчислення порогів коагуляції колоїдних розчинів Теоретичні положення
- •Розв’язування: Записуємо формулу для обчислення пк золю:
- •Розв’язування:
- •Записуємо формулу для розрахунку порогу коагуляції золю:
- •Задачі для розв’язування
- •Відповіді на задачі
- •Література
Розв’язування:
Запишемо вираз закону розведення Оствальда:
Кдис
=
Після підстановки чисельних значень:
Відповідь: Кдис (CH3COOH) = 1,7 10-5.
Задача № 10
Ступінь дисоціації слабкої одноосновної кислоти HCN у розчині невідомої концентрації дорівнює 0,02 %. Визначити молярну концентарацію HCN, якщо її константа дисоціації дорівнює 8 10-10.
Дано:
= 0,02% = 2 10 –4.
Кдис.=8 10 -10
Обчислити: С ‑ ?
Розв’язування:
З виразу закону розведення Оствальда знаходимо молярну концентрацію синільної кислоти.
Кдис
=
С
=
=
Відповідь
: С =
.
Обчислення pH розчинів сильних електролітів Теоретичні положення
Вираз іонного добутку води має вигляд
Водневий показник для розчинів сильних електролітів:
рН=
‑ lg
.
Гідроксильний показник для розчинів сильних електролітів:
рОH=
-lg
.
Зв’язок між водневим і гідроксидним показниками
рH + рОH = 14
Для нейтральних розчинів:
Для кислих розчинів: рH < 7. [Н+] > 10-7 моль/л
Для лужних розчинів: рH >7 [Н+] < 10-7 моль/л
Концентрацію іонів водню можна обчислити :
Концентрацю гідроксид-іонів можна обчислити:
[ОН-]
= 10-рОН,
[ОН-]
=
При обчисленні користуйтесь властивостями логарифмів:
loga1 =0
loga a=1
logaxn=n logax
Для десяткових логарифмів замість log10 x прийнятий запис lg x.
Справедливі вирази:
10lg a=a
lg 1=0, lg 0,1 =-1
lg 10=1, lg 0,01 = -2
lg 100 = 2, lg 0,001 = - 3
lg1000 = 3, lg 0,0001 = - 4.
lg 10n = n
Задача №11
Обчислити рН 0,1М розчину НСl.
Дано:
С(НСl) = 0,1 моль/л
Обчислити: рН ‑ ?
Розв’язування:
З рівняння дисоціації соляної кислоти, припускаючи повну дисоціацію, обчислимо концентрацію іонів водню:
НСl ↔ Н+ + Сl-
З 1 моль НСl утворюється 1 моль Н+
З 0,1 моль НСl ‑ х моль Н+
[H+] = 0,1моль/л
pH
= ‑ lg·
Відповідь : рН(НСl) = 1, середовище кисле.
Задача №12
Обчислити рН 0,1 М розчину NaOH , припускаючи повну дисоціацію лугу.
Дано:
С(NaOH) = 0,1моль/л
Обчислити: рН ‑ ?
Розв’язування:
рН
=
З рівняння дисоціації обчислимо концентрацію гідроксид іонів:
NaOH ↔ Na+ + OH-
З іонного добутку води визначаємо концентрацію іонів водню:
Обчислимо рН розчину лугу:
рН
=
10-13
= 13.
Відповідь: рН (NaOH) =13, середовище лужне.
Задача №13
Обчислити концентрацію іонів водню, гідрооксид-іонів у розчині сильного електроліту з рН = 4.
Дано:
рН= 4
Обчислити:
Розв’язування:
рН = 4 відповідає кислій реакції середовища.
З виразу іонного добутку води обчислимо концентрацію гідроксид – іонів;
Відповідь:
,
реакція середовища – кисла.
Задачі для розв’язування
Обчислити осмотичний тиск розчину, що містить в 1,4л 63г глюкози С6Н12О6 при 0оС.
Обчислити молярну масу неелектроліту, якщо в 5 л цього розчину міститься 2,5г неелектроліту. Осмотичний тиск розчину дорівнює 0,23∙105 Па при 20оС.
Обчислити осмотичний тиск 18%-вого розчину виноградного цукру (С6Н12О6) при 20оС, якщо густина розчину дорівнює 1,0712 г/мл.
При якій приблизно температурі повинен приблизно замерзати 40о/о-й водний розчин етилового спирту.
Температура замерзання чистого бензолу 5,5оС, а розчину, який містить 0,2242г камфори в 30,55г бензолу, ‑ 5,254оС. Визначити молекулярну масу камфори. Кріоскопічна стала бензолу – 5,12оС.
При якій температурі замерзатиме 45%-й розчин метилового спирту (СН3ОН) у воді?
Обчислити осмотичний тиск 2% - ного розчину глюкози при 0оС. Густину розчину прийняти за одиницю.
Осмотичний тиск розчину, що містить 7,5г сахарози в 625мл розчину, дорівнює 0,8307 105Н/м2 при 12оС. Визначити молярну масу сахарози.
Скільки грамів глюкози потрібно додати до 100г води, щоб розчин закипів при 102,5оС.
Обчисліть температуру кипіння 5%- ного розчину сахарози С12Н22О11 у воді.
Розчин, що містить 5г речовини в 100г води, кипить при 100,42оС. Обчислити молекулярну масу речовини. Кеб.(Н2О) = 0,52оС.
В концентрованому розчині цукру з осм= 3·105 Па відбувається плазмоліз клітин практично всіх мікроорганізмів. Визначити молярну концентрацію даного розчину при 20оС, об’єм розчину – 3л.
Обчислити ступінь дисоціації розчину ціанідної кислоти, якщо її концентрація См=0,01моль/л, а константа дисоціацій Кдис.= 6,2·10-10.
Температура кипіння розчину, що містить 2,83г сірки в 63г сірковуглецю, складає 319,87К. Чистий сірковуглець кипить при 319,46К. Обчислити молекулярну масу сірки, якщо ебуліоскопічна стала дорівнює 2,34.
Обчислити температуру замерзання та кипіння водного розчину глюкози, масова частка якої 15%.
При розчиненні 0,029моль неелектроліту в 100г ацетону температура кипіння останнього підвищилась на 0,43К. Визначити ебуліоскопічну константу ацетону.
Скільки грамів глюкози міститься в 0,2л розчину, осмотичний тиск якого при 370С дорівнює 810,6кПа?
Яка концентрація іонів водню та рН у розчині NaOH з С = 0,005моль/л?
Розчин неелектроліту з концентрацією 2,5г в 1л створює тиск 8,3 10-4атм. при 250С. Обчислити молярну масу неелектроліту.
При розчиненні 5г неелектроліту в 200г води утворився розчин, який замерзає при – 1,550С. Обчислити молекулярну масу речовини.
Розчин, який містить 0,05моль сульфату алюмінію у 100г води, замерзає при температурі – 4,190С. Визначити уявний ступінь дисоціації солі в цьому розчині.
Визначити рН 0,01М розчину КОН, припускаючи повну дисоціацію КОН у розчині.
Обчислити ступінь дисоціації 0,1Н розчину молочної кислоти, якщо константа дисоціації її при 250С дорівнює 1,4 10-4 ?
Розчин, що містить 1,7г хлориду цинку в 250г води замерзає при – 0,230С. Визначити уявний ступінь дисоціації хлориду цинку в цьому розчині.
68,4г сахарози розчинили в 1000г води. Обчислити температуру замерзання та температуру кипіння розчину.
Знайти температуру кристалізації 2%-вого розчину етилового спирту С2Н5ОН. Кріоскопічна константа води дорівнює 1,860С.
Чому дорівнює осмотичний тиск при 350С розчину, що містить 1л 0,005моль розчиненої речовини-неелектроліту?
Розчин, що містить 25,65г неелектроліту в 300г води, кристалізується при – 0,4650С. Обчислити молярну масу розчиненої речовини.
Обчислити температуру кипіння 5%-ного розчину нафталіну С10Н8 в бензолі. Температура кипіння бензолу 80,20С.