Обучающие тесты

Задание 1. Какая из кислот: муравьиная, уксусная или пропионовая будет в большей степени снижать поверхностное натяжение воды?

1) муравьиная кислота

2) уксусная кислота

3) пропионовая кислота

3) кислоты обладают одинаковым поверхностным натяжением.

Решение:

Вещества, которые понижают поверхностное натяжение жидкости на границе раздела фаз, называют поверхностно-активными (ПАВ).

Молекулы ПАВ имеют четко выраженные ассиметриченое строение, так как содержат два фрагмента: гидрофобный (неполярный) и гидрофильный (полярный), структура их дифильна.

Молекулы рассматриваемых кислот HCOOH, CH₃COOH и СН₃СН₂СООН относятся к ПАВ, т.к. имеют дифильное строение. Согласно правилу Дюкло-Траубе, поверхностная активность (способность понижать поверхностное натяжение) ПАВ в разбавленных водных растворах при одинаковой молярной концентрации увеличивается в 3–3,5 раза при удлинении гидрофобной части на одну метиленовую группу (–СН₂–).

Таким образом, пропионовая кислота, имея больший углеводородный радикал в сравнении с муравьиной и уксусной, будет обладать большей поверхностной активностью, и в большей степени снижать поверхностное натяжение воды.

Правильный ответ: 3.

Задание 2. Активированный уголь – гидрофобный сорбент и лучше адсорбирует:

1. полярные вещества из неполярных растворителей;

2. неполярные вещества из полярных растворителей;

3. полярные вещества из полярных растворителей;

4. неполярные вещества из неполярных растворителей

Решение:

Молекулярная адсорбция из растворов на твердом адсорбенте заключается в конкуренции между растворенным веществом и растворителем за возможность взаимодействовать с адсорбционными центрами на поверхности адсорбента.

Влияние природы поглощаемого вещества определяется правилом «подобное взаимодействует с подобным», которое указывает на необходимость сродства между адсорбируемым веществом и адсорбентом. Поэтому на гидрофобном (неполярном) адсорбенте – активированном угле лучше будут адсорбироваться неполярные вещества.

Природа растворителя должна сильно отличаться от природы растворенного вещества и природы адсорбента. Только в этом случае адсорбция из раствора будет эффективной, т.е. чем хуже данный растворитель смачивает поверхность адсорбента и чем хуже растворяет вещество, тем лучше будет происходить адсорбция этого вещества. Поэтому на гидрофобном адсорбенте – активированном угле лучше будет идти адсорбция из полярных растворителей.

Правильный ответ: 2

Задание 3. Среди перечисленных веществ выберите ПИВ: а) NaOH, б) Н₂SO₄, в) стеарат натрия (С₁₇Н₃₅СООNa), г) K₂SO₄, д) СН₃СООН.

1) все 2) в, д 3) б, в, д 4) а, б, г

Решение:

Вещества, незначительно повышающие поверхностное натяжение на границе раздела фаз с увеличением их концентрации, называются поверхностно-инактивными (ПИВ). По отношению к воде ПИВ являются хорошо растворимые в ней неорганические кислоты, основания, соли. Молекулы этих веществ более полярны, чем молекулы воды и вследствие высокой энергии гидратации втягиваются в глубину раствора, поэтому в растворах сильных электролитов поверхностный слой состоит преимущественно из молекул воды, а ионы электролита содержатся в нем в очень малой концентрации.

Правильный ответ: 4

Задание 4. При адсорбции из бензольных растворов на силикагеле стеарат натрия ориентируется в сторону силикагеля: а) гидрофобным концом; б) гидрофильным концом; в) карбоксильной группой; г) ориентация может быть любой.

1) а 2) б 3) б, в 4) г

Решение:

По правилу П.А. Ребиндера:

На поверхности раздела фаз, прежде всего, адсорбируется те вещества, при адсорбции которых происходит выравнивание полярностей соприкасающихся фаз, причем с увеличением разности полярности фаз адсорбция этих веществ возрастает.

При наличии в растворе вещества, молекулы которого дифильны, будет происходить их адсорбция на твердом адсорбенте с четкой ориентацией молекул на границе раздела, выравнивающая полярности фаз.

Молекула стеарата натрия (С₁₇Н₃₅СООNa), имеет четко выраженное ассиметричное строение, так как содержат два фрагмента: гидрофобный (неполярный) радикал и гидрофильную (полярную) карбоксильную группу –СООН. Полярный (гидрофильный) фрагмент всегда обращен к полярной (гидрофильной) фазе (силикагель), а неполярный фрагмент - к неполярной (гидрофобной) фазе (бензол).

Правильный ответ: 3

Задание 5. Из предложенных ионов: K⁺, Ca⁺², Al⁺³ – максимальной адсорбционной способностью обладают:

1) K⁺ 2) Ca⁺² 3) Al⁺³ 4) адсорбционная способность одинакова

Решение:

Адсорбируемостъ ионов зависит от его природы (заряд, радиус, степень гидратации). Лучше адсорбируются ионы с большим радиусом, так как они менее сольватированы. Многозарядные ионы адсорбируются лучше однозарядных (исключение составляет катион водорода).

Таким образом, Аl³⁺, как многозарядный ион, обладает наибольшей адсорбционной способностью.

Правильный ответ: 3

Задание 6. Лиофобные коллоидные растворы:

1. устойчивы в присутствии стабилизатора

2. устойчивы в отсутствии стабилизатора

3. неустойчивы в присутствии стабилизатора

4. присутствие стабилизатора значения не имеет

Решение:

Лиофобные дисперсные системы характеризуются отсутствием сродства дисперсной фазы к дисперсионной среде, достаточно большими размерами частиц дисперсной фазы (1–100 нм) в сравнении с истинными растворами, поэтому эти системы неустойчивы и требуют наличия стабилизатора.

Правильный ответ: 1

Задание 7. Порог коагуляции золя NaCl больше, чем Ca(NO₃)₂. Как заряжены частицы золя?

1) положительно 3) заряда не имеют

2) отрицательно 4) заряд равен 0

Решение:

Порог коагуляции – минимальная концентрация электролита, которую надо добавить к 1 л золю, чтобы вызвать явную коагуляцию (заметную на глаз) – помутнение раствора или изменение его окраски.

Величину, обратную порогу коагуляции, называют коагулирующим действием и определяют по формуле:

Коагулирующее действие электролитов на коллоидные растворы с ионным стабилизатором подчиняется правилу Шульце – Гарди:

Коагуляцию золей вызывают любые ионы, которые имеют знак заряда, противоположный заряду гранул. Коагулирующая способность ионов тем сильнее, чем выше заряд иона-коагулянта.

По условию задания Ca(NO₃)₂ обладает наименьшим порогом коагуляции, значит коагулирующее действие его максимально. Так как анионы NO₃^– и Cl^– имеют одинаковый заряд, то ионом-коагулянтом является двухзарядный катион Са²⁺. Следовательно, заряд коллоидной частицы – отрицательный.

Правильный ответ: 2

Задание 8. Золь AgI получен взаимодействием AgNO₃ и KI при избытке KI. Какой ион будет потенциалоопределяющим?

1) Аg⁺ 2) I^– 3) К⁺ 4) NO

Решение:

Ядро мицеллы формируется из тех частиц, которые должны выпадать в осадок, следовательно, это AgI. По правилу Панета-Фаянса на кристаллике AgI будут адсорбироваться либо ионы йода, либо серебра. Так как в избытке взят KI, то адсорбироваться будут ионы йода, они же и будут определять потенциал коллоидной частицы.

Правильный ответ: 2.

Задание 9. Электрофорез – это:

1) перемещение дисперсной фазы относительно дисперсионной среды

2) перемещение дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной фазы

3) одновременное движение и фазы, и среды в электрическом поле

4) метод разделения белков

Решение:

Частицы, имеющие заряд, могут перемещаться в электрическом поле. Это могут быть частицы лиофобных золей, белков.

Электрофорез – направленное движение заряженных частиц дисперсной фазы относительно дисперсионной среды под действием электрического тока.

Электрофорез применяется лдля разделения смеси белков, очистки фармацевтических препаратов и т.д.

Правильный ответ: 1 и 4.

Задание 10. Где происходит эмульгирование жиров: в желудке (pH = 1,5–2,0) или верхнем отделе кишечника (pH = 8,0–8,5)?

1) в желудке 3) и в желудке, и в кишечнике

2) в верхнем отделе кишечника

Решение:

Нерастворимые в воде жидкие растительные и твердые животные жиры, попадая в организм, переводятся в эмульгированное состояние под действием желчных кислот и их солей. Затем капельки водной эмульсии жира подвергаются воздействию ферментов панкреатического сока в кишечнике и при большой поверхности соприкосновения с пищеварительными соками легко усваиваются организмом.

Кислый желудочный сок не содержит эмульгаторов, поэтому в желудке могут перевариваться жиры пищевых продуктов в эмульгированном состоянии.

В верхний отдел кишечника поступают из печени желчные кислоты – природные эмульгаторы, которые в щелочной среде (pH = 7,8–8,4) образуют соли желчных кислот, обладающие оптимальным значением ГЛБ.

Правильный ответ: 2

Задание 11. Установите соответствие между значением рН и перемещением частиц белка химотрипсина (рI = 8,6) при электрофорезе.

Значение рН Перемещение частиц белка

1) рН = 4,8 А) двигается к катоду

2) рН = 8,6 Б) двигается к аноду

3) рН = 10 В) остается на старте

4) рН = 7,0

Решение:

Значение pH, при котором белок находится в изоэлектрическом состоянии, т.е. в состоянии при котором число разноименных зарядов в белковой молекуле одинаково и ее общий заряд равен нулю, называется изоэлектрической точкой данного белка (рI).

В водных растворах в зависимости от рН среды белки могут находиться в молекулярной форме (рН = рI), катионной форме (рН < рI) и анионной форме (рН > рI)

Химотрипсин относится к основным белкам (pI = 8,6), потому что содержит в своем составе диаминомонокарбоновые кислоты в таком количестве, что количество свободных аминогрупп преобладает над карбоксильными. В зависимости от реакции среды основные белки ведут себя в растворе и как основание, и как кислота.

Н ейтральная среда, рН=7  pI:

С лабо-щелочная среда (рН=рI= 8,6):

Щ елочная среда, pH=10 pI:

Кислая среда, pH= 4,8  pI:

Правильный ответ: 1 – А; 2 – В; 3 – Б; 4 – А

Задание 12. В каком случае добавление ВМС к раствору золя повысит его устойчивость?

1) Если ВМС будет обладать способностью к адсобции на коллоидных частицах.

2) Достаточная концентрация ВМС.

3) Концентрация ВМС должна быть небольшой.

4) ВМС должен быть плохо растворим в растворителе.

Решение

Коллоидная защита – повышение агрегативной устойчивости лиофобных золей при добавлении к ним достаточного количества высокомолекулярных соединений.

Основными условиями защитного действия ВМС являются:

1. Достаточно высокая растворимость ВМС в дисперсионной среде коллоидного раствора.

2. Способность к адсорбции молекул ВМС на коллоидных частицах.

3. Оптимальная концентрация ВМС для образования адсорбционного слоя из макромолекул, покрывающего всю поверхность мицелл.

Правильный ответ: 1 и 2