Подготовка к модулям и экзаменам

ВОПРОСЫ и ЗАДАНИЯ
по ФИЗИЧЕСКОЙ и КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ
для студентов фармацевтического факультета для подготовки к модулям и
экзамену
Тема:«Основные понятия и законы химической термодинамики.
Термохимия»
Предмет изучения и задачи физической химии. Какие основные разделы
включает физическая химия, что они изучают? Основные этапы
становления физической химии и роль отдельных ученых в её развитии.
Значение физической и коллоидной химии для фармацевтики.
2. Что изучает общая и химическая термодинамика? Каковы преимущества
и ограничения термодинамического метода анализа?
3. Термодинамическая система, виды термодинамических систем, различия
между ними.
4. Термодинамические параметры и функции состояния системы. Что они
характеризуют? Каково соотношение между термодинамическими
функциями?
5. Термодинамический процесс. Какие процессы могут происходить в
термодинамических системах?
6. Что представляет собой внутренняя энергия системы? Как связаны ее
изменения с теплотой и работой? Определение первого закона
термодинамики.
7. Каковы тепловые эффекты изохорного и изобарного процессов?
Энтальпия, ее физический смысл.
8. Что такое стандартный тепловой эффект химических реакций? Как он
связан с изменением энтальпии при эндо- и экзотермических реакциях?
Какие требования должны выполняться при записи термохимических
уравнений?
9. Зависимость тепловых эффектов реакции от температуры. Закон
Кирхгофа, его физический смысл и значение.
10. Газофазная реакция описывается уравнением С6Н14 +3О2 = 6СО + 7Н2.
Определите теплоту (тепловой эффект) реакции при 1350 0С (H0f, 298 в
кДж/моль, а – в Дж/моль.К):
Компонент
H0f, 298
a1
а2.103
а3.106
а4.105
С6Н 14(г)
 167,19
8,66 505,85
184,43
0
О2(г)
0
31,46
3,39
0
3,77
СО(г)
 110,53
29,41
4,10
0
0,46
Н2(г)
0
27,28
3,26
0
0,50
11. Изопропиловый спирт получают гидратацией при 240 0С по уравнению
С3Н6 + Н2О → (СН3)2СНОН. Определить теплоту химической реакции
при данной температуре, если в интервале температур 298500 К
средние изобарные молярные теплоемкости компонентов системы
известны: изопропанола 110,78; пропена 79,86 и воды 34,49 Дж/моль .К.
1.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22,
22.
23.
24.
25.
26.
27.
Н0298,f((СН3)2СНОН) =  272,59 кДж/моль, Н0298, f(С3Н6) = 20,41
кДж/моль, Н0298, f(Н2О) = 241,81 кДж/моль.
Формулировка закона Гесса. Подтверждение его примерами. Понятие о
круговых циклах.
Следствия закона Гесса и их значение.
Стандартная теплота (энтальпия) образования и стандартная теплота
(энтальпия) сгорания вещества. Каковы значения этих величин?
Теплота растворения вещества. Какими процессами определяются ее знак
и величина?
Теплота нейтрализации. Зависимость ее величины от природы кислот и
оснований.
Какими приборами определяют тепловые эффекты химических реакций?
Что представляет собой термометр Бекмана, как его применяют?
Каким образом определяют теплоту нейтрализации кислот и оснований?
Объяснить, привести формулы для расчета.
Какое количество теплоты выделится при добавлении к 100 мл 1 М
раствора азотной кислоты 150 мл раствора гидроксида калия с
концентрацией 0,9 моль/л? Ответ обосновать расчетами.
Определите тепловой эффект процесса нейтрализации 200 мл 0,1 М
раствора уксусной кислоты 150 мл 0,2 М раствора гидроксида калия, если
теплота реакции нейтрализации 1 моль кислоты составляет 55,7 кДж.
Чему равна теплота диссоциации кислоты?
Определите тепловой эффект нейтрализации 150 мл 0,2 М раствора
дихлоруксусной кислоты 100 мл 0,15 М раствора КОН, если теплота
реакции нейтрализации составляет 62 кДж/моль. Чему равна теплота
диссоциации кислоты?
Определите тепловой эффект нейтрализации 120 мл 0,5 М плавиковой
(фтороводородной) кислоты 150 мл 0,4 М раствора гидроксида калия.
Теплота реакции нейтрализации реакции составляет 68 кДж/моль. Чему
равна теплота диссоциации кислоты?
Определите тепловой эффект нейтрализации 200 мл 0,3 М раствора
аммиака 150 мл 0,1 М раствора соляной кислоты, если теплота реакции
нейтрализации аммиака составляет 51,414 кДж/моль. Чему равна теплота
диссоциации аммиака?
Второй закон термодинамики, его формулировки. Статистический
характер закона.
Энтропия, ее физический смысл, связь ее с вероятностью существования
системы, изменения в обратимом и необратимом процессах.
Третий закон термодинамики, его формулировка и физический смысл.
Что представляют свободная и связанная энергии системы?
Что такое изохорно-изотермический и изобарно-изотермический
потенциалы? Связь последнего с максимальной и полезной работой
процесса.
28. Как величина стандартного изобарно-изотермического потенциала
позволяет судить о направлении и пределах протекания химических
реакций?
29. Какова взаимосвязь между свободной энергией системы и температурой?
Уравнение Гиббса-Гельмгольца, его физический смысл и значение.
30. Исходя из нижеприведенных данных определите температурные границы
протекания газофазной реакции С2Н6  С2Н4 + Н2:
Компонент
H0f, 298 , кДж/моль
S0f, 298 , Дж/моль.K
C2H6(г)
 84,67
229,49
С2Н4(г)
52,30
219,45
Н2(г)
0
130,52
31. В каком направлении нижеприведенная реакция будет протекать
самопроизвольно: Fe2O3(к) + 3H2(г)  2Fe(к) + 3H2O(г). При какой
температуре наступит равновесное состояние?
Вещество:
Fe2O3(к)
H2(г)
Fe(к)
H2O(г)
H0f, 298 , кДж/моль 821,32
0
0
241,84
S0f, 298 , Дж/моль.K
89,96
130,6
27,15
188,74
32. Определить теплоту газофазной реакции СН3ОН + 1,5 О2 → СО2 + Н2О
при 500 K, учитывая следующие данные (а – в Дж/моль.K):
Компонент H0f, 298, кДж/моль
a1
а2.103
а3.106
а4.105
СО 2
 393,51
44,14
9,04
0
–2,54
Н2О(г)
–241,83
30,12
11,3
0
0
О2(г)
0
31,46
3,39
0
3,77
СН3ОН(г)
– 201,17
20,42 103,68
– 24,64
0
33. Определить теплоту газофазной реакции СН 3ОН + 1,5 О2→ О2 + 2Н2О
при 500 K исходя из стандартных энтальпий образования и средних
молярных теплоемкостей:
Вещество:
СО2
Н2О
О2
СН3ОН
Н0298, f(Х), кДж/моль:  393,51
 241,83
0
 201,17
Ср(Х), Дж/моль.К:
33,13
33,57
29,37
49,37
35. Определите константу реакции образования метанола по схеме
СО(г) + 2Н2(г)  СН3ОН(г) при стандартных условиях, если H0f, 298(СО) =
–105,6 кДж/моль, H0f,298(СН3ОН) = –192,4 кДж/моль; S0f,298(CO) = 189,2
Дж/град.моль,
S0f,298(Н2) = 124,8 Дж/град.моль, S0f,298(СН3OН) = 227,2
.
Дж/град моль.
36.Рассчитайте константу равновесия по изменению стандартной энергии
Гиббса реакции NO2(г) + SO2(г)  NO(г) + SO3(ж). G0298 = –31,52 кДж.
37. Исходя из теплот реакций
S(к) + O2(г) = SO2(г) + 296,9 кДж, NO(г) + 0,5 O2(г) = NO2(г) +56,8 кДж
вычислите тепловой эффект реакции S(к)+2 NO2(г) = SO2(г) + 2NO(г)
38. Исходя из приведенных уравнений определите стандартную энтальпию
образования Са(ОН)2:
Са(к) + 0,5 О2(г) = СаО(к), Н0298 = – 635,6 кДж/моль
Н2(г) + 0,5 О2(г) = Н2О(ж), Н0298 = – 285,84 кДж/моль
СаО(к) + Н2О(ж) = Са(ОН)2(к), Н0298 = – 65,06 кДж/моль.
39. На основе термохимических расчетов установите наиболее вероятный
процесс, описываемый уравнениями:
а) MgCl2(к) + H2SO4(ж) + 7H2O(ж) = MgSO4.7H2O(тв) + 2HCl(г)
б) MgCl2(к) + H2SO4(ж) = MgSO4(тв) + 2HCl(г)
Стандартные энергии Гиббса образования MgCl2(к), MgSO4.7H2O(тв),
MgSO4(тв), H2O(ж), H2SO4(ж) и HCl(г) соответственно равны: –591,6, –2868,
– 1158,7, –237,4, –690,7 и –94,5 кДж/моль.
40. На основе расчетов докажите возможность образования малахита по
следующим уравнениям:
а) Cu(OH)2(к) + CO2(г) = (CuOH)2CO3(тв)
б) CuSO4(к) + 2Na2CO3(к) + H2O(ж) = (CuOH)2CO3(тв) + 2Na2SO4(тв) + CO2(г)
Стандартные энергии Гиббса образования Cu(OH)2(к), CuSO4(к), Na2CO3(к),
(CuOH)2CO3(тв), Na2SO4(тв), CO2(г) и воды соответственно равны: –59,6;
–662,2; –1047,5; – 900,9; – 1266,8; – 394,6 и – 237,4 кДж/моль.
41. Возможно ли протекание реакции Cl2(г) + 2HI(г) = I2(к) + 2HCl(г) при стандартных условиях и каково влияние повышения температуры на направление процесса? G0f, 298(HCl) = –95,2 кДж/моль, G0f, 298(HI) = –1,8
кДж/моль.
42. Определите возможность взрыва аммиачной селитры по схеме
2NH4NO3(к) = 2N2(г) + O2(г) + 4H2O(г).
G0f, 298(NH4NO3) = –183,9 кДж/моль, G0f, 298(H2O) = –228,8 кДж/моль.
43. Химическое равновесие. Константа равновесия. Смещение равновесия.
Принцип Ле-Шателье. Связь константы равновесия с энергией Гиббса.
44. В организме человека в результате метаболизма образуется глицерин
С3Н8О3, который далее превращается в углекислый газ и воду. Вычислите
изменение энергии Гиббса этого превращения. G0f, 298(С3Н8O3) = –480
кДж/моль, G0f,298(H2O) = –228,8 кДж/моль, G0f, 298(СО2) = –394,6
кДж/моль.
1.
2.
3.
4.
5.
Тема: «Химическая кинетика. Катализ»
Что изучает химическая кинетика? Определение скорости реакции. От
чего зависит скорость химической реакции?
Основной закон химической кинетики.
Порядок реакции. Кинетическая классификация реакций.
Методы определения порядка реакции (метод подстановки,
графический метод, метод определения периода полураспада).
В присутствии концентрированной серной кислоты муравьиная кислота
разлагается с образованием монооксида углерода по уравнению
НСООН(р-р)  Н2О(ж) + СО(г). По нижеприведенным результатам
наблюдения за разложением муравьиной кислоты определите порядок,
константу скорости этой реакции и период полупревращения:
Время, мин.:
1
2
4
8
16
32
64

Объем СО.106 м3: 49 92
188
345
655 1055 1580 2000
Кинетика реакции 2Н2О2(р-р)  2Н2О(ж) + О2(г) изучалась по выделению
кислорода по времени. Получили следующие результаты:
Время, мин.:
6
12
18
24
26
30

Объем О2, см3: 19,3
32,6
41,3
46,5
48,3 50,4 58,3
Определите порядок, период полупревращения, константу скорости
этой реакции.
7. Кинетика гидролиза монохлоруксусной кислоты CH2ClCOOH(р) + Н2О(ж)
 CH2(OH)COOH(р) + HCl(р) изучалась по изменению концентрации HCl
в сис-теме. Исходная концентрация монохлоруксусной кислоты 0,1
моль/л. По приведенным ниже данным определите порядок, период
полупревращения и константу скорости этой реакции:
Время, мин:
0
1,0
3,0
6,0
10,0
15,0 22,0
С(HCl).103, М: 0,0
7,0
19,0
35,5
51,9
66,6 80,0
8. При изучении кинетики газофазной реакции CH2ClCH2Cl  C2H4 + Cl2
при 3600С и давлении 47,318 кПа получены следующие данные:
Время, мин:
0
5
10
20
50
100
200 500
Объем Cl2 .106, м3: 500
524 549 589 701 810 925 987
Определите порядок, период полупревращения и константу скорости
этой реакции.
9. Кинетика реакции образования фосгена CO + Cl2  COCl2 изучалась
путем наблюдения за изменением концентрации СО и Cl2 в смеси
эквивалентного исходного состава. По нижеприведенным результатам
определите порядок, период полупревращения и константу скорости
этой реакции:
Время, мин:
0
12
18
24
30
42
С(Х).103, моль/л:
18,7
17,9
17,6
17,3
17,0
16,4
10. По мере протекания реакции между эквивалентными количествами СО
и хлора согласно уравнению CO + Cl2  COCl2 при 270С наблюдалось
уменьшение общего давления системы:
Время, мин.:
0
5
10
15
21
Р, кПа:
96,5
89
82,9
77,4
71,4
Определите порядок и рассчитайте константу скорости этой реакции,
период полупревращения.
11. Сахароза в кислой среде гидролизуется по уравнению С12Н22О11 + Н2О =
С6Н12О6(глюкоза) + С6Н12О6(фруктоза). Сахароза вращает плоскость
поляризации вправо, смесь глюкозы и фруктозы – влево. Угол
вращения пропорционален концентрации растворенных веществ. В
опыте, проводившемся при 250С в 0,5н растворе HCl, изменение угла
вращения плоскости поляризации () раствора сахарозы во времени ()
было следующее:
, мин:
0
176
352
704

, градусы
25,16
5,46  3,01
 7,39  8,38
Учитывая, что инверсия сахарозы в присутствии большого избытка
воды идет по первому порядку, вычислить константу скорости реакции,
период полупревращения.
6.
12. Сахароза в кислой среде гидролизуется по уравнению С12Н22О11 + Н2О =
С6Н12О6(глюкоза) + С6Н12О6(фруктоза). Сахароза вращает плоскость
поляризации вправо, смесь глюкозы и фруктозы – влево. Угол
вращения пропорционален концентрации растворенных веществ. В
опыте, проводившемся при 250С в 0,5н растворе молочной кислоты,
изменение угла вращения плоскости поляризации () раствора сахарозы
во времени () было следующее:
, мин:
0
1435
7175
11360

, градусы
34,50
31,10
20,36
13,98
 10,77
Учитывая, что инверсия сахарозы в присутствии большого избытка
воды
идет по первому порядку, вычислить константу скорости
реакции, период полупревращения.
13. Энергия активации реакции гидролиза сахарозы равна 114 кДж/моль.
Период полупревращения при 500С равен 2,4 с. Рассчитайте константу
скорости при 400С.
14. Константа скорости реакции 2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г) при 5250С равна
0,48 с1, а при 6650С 1,9 с1. Какова энергия активации этой реакции?
15. Константа скорости гидролиза сахарозы при 250С равна 3,2.103 час1.
Рассчитайте а) время, за которое гидролизу подвергается 10%
исходного количества сахарозы; б) какая часть сахарозы подвергается
гидролизу через 5 суток и в) период полупревращения.
16. Катализ. Катализаторы. Характеристики катализатора: активность,
селективность. Фотохимические процессы. Ферменты. Уравнение
ферментативного катализа.
17. Константа скорости реакции каталитического разложения Н 2О2 при 297
К равна 0,068 мин1, а при 312 К 0,107 мин1. Чему равна энергия
активации этой реакции?
18. При 170С сердце лягушки совершает 30 сокращений в минуту, а при
270С 60. Вычислите энергию активации процессов, лежащих в основе
сокращений сердечной мышцы лягушки.
19. Кинетика каталитического разложения 2Н2О2 = 2Н2О + О2 определялась
по изменению концентрации Н2О2 в растворе при 39оС:
время, мин
0
15
30
45
С(Н2О2), моль/л
5,46
1,09
0,22
0,044
Определите константу скорости, порядок реакции и период
полупревращения.
20. Содержание витамина В15 в крови после инъекции изменяется
следующим образом:
время, час
1
6
24
44
50
Содержание витамина, мг/кг 0,42
0,37 0,22
0,05
0(следы)
Определите константу скорости, порядок реакции и период полупревращения.
21. Константа скорости реакции второго порядка при 298 К равна 1,5.10–5
л/моль.с, а при 323К 5,2.10–5 л/моль.с. Вычислите энергию активации.
22. Кинетика оседания эритроцитов изучалась по измерению концентрации
эритроцитов в плазме:
время, мин
0
10
20
30
50
60
С(эритроцитов), л–1 .10–12 1,0
0,5
0,33
0,25
0,17
0,14
Определите константу скорости реакции, порядок реакции и период
полупревращения.
23. Константа скорости гидролиза новокаина при 313 К равна 0,66 мин1,
энергия активации реакции равна 55,2 кДж/моль. Какая массовая доля
новокаина разложится за 10 дней хранения при 293К?
24. При хранении таблеток анальгина установлено, что константа скорости
разложения при 200С составляет 1,5.10–9 с1. Определите срок хранения
таблеток (время разложения 10% вещества) при 20 0С.
Тема: Буферные растворы
Что представляют кислотно-основные буферные системы? Какие типы
буферных систем различают, из каких веществ их готовят?
2. Вывод уравнения буферного действия на примере кислотно-буферной
системы.
3. Вывод уравнения буферного действия на примере основной буферной
системы.
4. Механизм поддержания постоянства рН при добавлении к буферному
раствору сильных электролитов (кислот и щелочей). Дать объяснения,
привести примеры.
5. Механизм поддержания постоянства рН при разбавлении буферного
раствора. Дать объяснения, привести примеры.
6. Рассчитать значение рН, которое приобретает 0,1М ацетатный буфер,
после добавления к нему: а) 0,02 моль сильной одноосновной кислоты;
б) 0,02 моль однокислотной щелочи. pK(СН3СООН) = 4,74.
7. Рассчитать значение рН, которое приобретает 0,2 М аммиачный буфер,
после добавления к нему: а)
0,02 моль однокислотной щелочи;
б) 0,02 моль одноосновной кислоты. pK(NН4ОН) = 4,73.
8. При исследовании активности трансфераз динитрофенилгидразиновым
методом применяют фосфатный буфер. Для его приготовления
смешивают 160 мл 0,1 М раствора дигидрофосфата калия KH2PO4 и 840
мл 0,1 М раствора гидрофосфата натрия Na2HPO4. Вычислите рН буферного раствора. рK2(Н3РО4) = 7,21.
9. Рассчитать значение рН фосфатного буферного раствора, содержащего в
1 л по 0,08 моль дигидрофосфата (NaH2PO4) и гидрофосфата натрия
(Na2HPO4) после добавления к нему 0,01 моль NaOH. рK2(Н3РО4) = 7,21.
10. Что такое буферная емкость? Отчего она зависит?
11. Рассчитать емкость буферного раствора по кислоте, если при добавлении
к 150 мл этого раствора 2 мл соляной кислоты с молярной концентрцией
эквивалента 0,8 моль/л, рН изменится от 7,3 до 7,0.
1.
12. Рассчитать буферную емкость (по кислоте и по основанию) ацетатного
буфера, содержащего в 1 л 0,08 моль уксусной кислоты и 0,04 моль
ацетата натрия. pK(СН3СООН) = 4,74.
13. Рассчитать буферную емкость (по кислоте и по основанию) фосфатного
буфера, содержащего в 1 л 0,09 моль дигидрофосфата (NaH2PO4) и 0,05
моль гидрофосфата натрия (Na2HPO4). рK2(Н3РО4) = 7,21.
14. Рассчитать буферную емкость (по кислоте и по основанию) аммиачного
буфера, содержащего в 1 л 0,1 моль аммиака и 0,04 моль хлорида
аммония. pK(NН4ОН) = 4,73.
15. В каких объемах нужно смешать растворы уксусной кислоты и ацетата
натрия с одинаковой молярной концентрацией, чтобы приготовить 100
мл буферного раствора с рН = 5? pK(СН3СООН) = 4,74.
16. В каких объемах нужно смешать растворы аммиака и хлорида аммония с
одинаковой молярной концентрацией, чтобы приготовить 100 мл
буферного раствора с рН = 10? pK(NН4ОН) = 4,73.
17. В каких объемах нужно смешать растворы дигидрофосфата (NaH2PO4) и
гидрофосфата натрия (Na2HPO4) с одинаковой молярной концентрацией,
чтобы приготовить 100 мл буферного раствора с рН = 8,4?
рK2(Н3РО4) = 7,21.
18. К 20 мл 1%-ного раствора NH4NO3 (= 1 г/мл) добавили 1 мл 0,5М
раствора аммиака. Раствор разбавили в мерной колбе до 100 мл.
Вычислите рН полученного раствора. Kb = 1,8.105, pKb = 4,75.
Ответ: 8,55.
19. Сколько мл 0,2 М раствора карбоната натрия надо добавить к 10 мл 0,3
М раствора гидрокарбоната натрия, чтобы получить раствор с рН = 10?
Ka2 = 4,7.1011, pKa2 = 10,33. Ответ: 7 мл.
20. Сколько (г) Na2CO3 надо добавить к 100 мл 0,3 М раствора NaHCO3,
чтобы получить раствор с рН 10?, pKa2 = 10,33. Ответ: 1,487 г.
21. Как изменится рН фосфатного буфера, приготовленного смешением по
100 мл 0,1М раствора дигидрофосфата калия и 0,3М раствора
гидрофосфата натрия, при добавлении 10 мл 0,2М раствора гидроксида
натрия? рК2(Н3РО4) = 7,21. Ответ: увеличится на 0,128.
22. Точка перехода фенолфталеина при рН 8,5. При рН > 8,5 он малиновый, а
при рН < 8,5 бесцветный. Какое количество хлорида аммония
необходимо добавить к 50 мл 0,1 н раствора аммиака, чтобы в
присутствии фенолфталеина раствор был окрашенным? рК(NH3) = 4,75.
Ответ: 0,028 моль.
23. К 100 мл крови для изменения рН от 7,36 до 7,0 надо добавить 36 мл 0,05
н раствора хлороводорода. Рассчитайте буферную ёмкость крови по
кислоте. Ответ: 0,05 моль/л.
24. Сколько (моль эквивалентов) щелочи нужно добавить к 1 мл буферного
раствора, чтобы изменить рН от 7,36 до 7,50, если буферная емкость его
равна 0,034 моль/л? Ответ: 4,76.106 моль.
25. В какой из биологических жидкостей: в желудочном соке (рН = 1,5 – 2,5),
в кишечном соке (рН = 7,5 – 8,2) или в крови (рН = 7,36) будет
наибольшая концентрация НСО3−, если рК(Н2СО3) = 6,1?
Тема: Коллигативные свойства растворов
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
Какие свойства растворов называются коллигативными? Что к ним
относится? Привести соответствующие уравнения для свойств растворов
неэлектролитов и электролитов.
Понижение температуры замерзания растворов. Криоскопическая
постоянная, её физический смысл.
Повышение температуры кипения растворов. Эбулиоскопическая
постоянная, её физический смысл.
Криометрия. Как она проводится и какие параметры растворов и
растворенных веществ позволяет определить?
Определить молекулярную массу вещества (неэлектролита), если водный
его раствор, приготовленный растворением 90 г вещества в 100 г воды,
замерзает при температуре –20С. K(H2O) = 1,86.
Что такое изотонический коэффициент, как он связан со степенью
диссоциации слабых электролитов в растворе? Как он может быть
определен на практике?
Давление водяного пара над раствором 24,8 г хлорида калия в 100 г воды
при 1000С равно 91,4 кПа. Вычислите изотонический коэффициент, если
давление водяного пара при этой температуре равно 101,33 кПа.
Раствор, содержащий 8 г гидроксида натрия в 1000 г воды, кипит при
100,1840С. Определите изотонический коэффициент. Е (Н2О) = 0,520С.
Рассчитайте кажущуюся степень диссоциации хлорида лития в 0,1 н
растворе соли, если этот раствор изотоничен с 0,19 М раствором сахара
С12Н22О11 при 00С. Ответ: 0,9.
Определите степень диссоциации хлоруксусной кислоты в растворе,
содержащем 0,945 г хлоруксусной кислоты в 100 г воды. Относительное
понижение температуры замерзания раствора составляет 0,2060.
K(H2O) =1,86.Ответ: 0,1.
Что такое осмос? От чего зависит осмотическое давление в растворах
неэлектролитов и электролитов?
Каково значение осмоса в жизнедеятельности организма (поддержание
механической упругости тканей, лизис и плазмолиз клеток, роль
онкотического давления плазмы крови)? Каковы требования к
осмотической концентрации лекарственных растворов?
Каким (гипо-, гипер- или изотоническим) является 2%-ный раствор
глюкозы (плотность 1,08 г/мл) при 310 0K, применяемый для
внутривенного введения при отеке легких, если осмотическое давление
плазмы крови 780 кПа.
14. Определите молярную массу растворённого вещества, если раствор,
содержащий в 0,5 л 6 г вещества, при 170С обладает осмотическим
давлением 4,82.105 Па. Ответ: 60 г/моль.
15. Осмотическое давление раствора гемоглобина в воде, содержащего 124
г/л при 17оС равно 0,04338 атм. Рассчитайте молекулярную массу
гемоглобина. Ответ: 67814 г/моль.
16. Рассчитайте осмотическое давление при 0оС в мм вод.ст. и понижение
температуры кристаллизации 1%-ного альбумина (молекулярная масса
68000). Ответ: 34,1 мм вод.ст; 0,00028.
17. Понижение давления пара над раствором, содержащим 5,4 г вещества в
180 г воды, при 800С и над чистым растворителем при той же температуре
равно 144 Па. Определите молярную массу растворённого вещества.
Ответ: 180 г/моль.
18. Определите понижение температуры замерзания крови, если осмотическое давление при 37оС равно 7,63 атм. Ответ: 0,56.
Тема «Химическое и фазовое равновесие»
Что такое фаза, система, фазовые превращения и фазовое равновесие?
Что такое тепловой эффект фазового перехода? Как он зависит от
условий, влияющих на состояние фаз (температуры, давления)?
Уравнение Клапейрона-Клаузиуса, его физический смысл.
3. Что такое компонент и независимый компонент в системе фаз? Отчего
зависит число независимых компонентов в системе? Объяснить и
привести примеры.
4. Что такое параметры состояния фаз и число степеней свободы системы?
Объяснить и привести примеры.
5. Сформулировать правило фаз Гиббса. Что оно характеризует? Какие
виды систем различают по правилу фаз?
6. Что представляют диаграммы состояния фаз? Какие бывают виды
диаграмм? Объяснить, привести примеры.
7. Анализ условий фазового равновесия в однокомпонентных системах по
правилу фаз.
8. Анализ закономерностей фазового равновесия в однокомпонентных
системах с одной твердой фазой на примере фазовой диаграммы воды.
9. Анализ фазового равновесия двухкомпонентных систем по правилу фаз.
10. Определение сущности физико-химического анализа. Принципы,
лежащие в его основе, его значение для фармации.
11. Что такое термический анализ? Как он проводится и что позволяет
установить? Дать объяснения, привести примеры.
12. Ход
кривых
охлаждения
сплавов
двух
химически
невзаимодействующих веществ, взаимнонерастворимых в твердом
состоянии. Для чего используются
1.
2.
эти кривые?
13. Анализ по правилу фаз диаграмму плавления двух химически невзаимодействующих веществ, взаимно нерастворимых в твердом состоянии.
14. Эвтектические и неэвтектические сплавы. Как они отличаются по
характеру кристаллизации, составу и структуре в твердом состоянии?
15. Как определяется относительное количество фаз по диаграмме
плавления? Правило рычага.
16. По нижеприведенным данным постройте фазовую диаграмму и по
правилу рычага определите: а) характеристики исходного и конечного
фазового состояния системы при охлаждении 60%-ного раствора
NH4HCO3 со 1000С до 200С; б) какое вещество и в каком количестве
выпадает в осадок при охлаждении? в) при какой температуре начинается
кристаллизация системы? г) какова конечная концентрация раствора?
(NH4HCO3),% : 0 10 20 30 40 50 60 70 80 100
t, 0С:
0 2 20 45 64 80 88 95 100 106
17. По нижеприведенным данным постройте фазовую диаграмму и по
правилу рычага определите: а) характеристики исходного и конечного
фазового состояния системы при охлаждении 10%-ного раствора CaCl2 с
100С до –250С; б) какое вещество и в каком количестве выпадает в осадок
при охлаждении?; в) при какой температуре начинается кристаллизация
системы? г) какова конечная концентрация раствора?
( CaCl2),% :
0
10
20 30
40 50
t, 0С:
0
7
22 50
7
32
18. По нижеприведенным данным постройте фазовую диаграмму и по
правилу рычага определите: а) характеристики исходного и конечного
фазового состояния системы “п-ксилол – м-ксилол”, содержащей 0,3 доли
м-ксилола при охлаждении с 100С до –350С; б) какое вещество и в каком
количестве кристаллизуется при охлаждении?; в) при какой температуре
начинается кристаллизация системы? г) каков состав конечной смеси?
(м-С6Н4(СН3)2),% :
0 0,2
0,4
0,6
0,8
0,88
1,0
t, 0С:
14
5
5
20 40
53
48
19. Анализ систем без твердой фазы (2-х компонентных жидких смесей). Как
влияет взаимная растворимость на фазовое состояние их смесей? Что
такое критическая температура растворения?
20. Анализ фазовых диаграмм систем двух жидкостей с частичной
(ограниченной) растворимостью. Привести примеры.
21. Классификация растворов в системах с неограниченной взаимной
растворимостью.
22. Закон Рауля. Два его математических выражения.
23. Идеальные растворы жидкостей. Анализ диаграммы “состав–давление
пара” для таких растворов.
24. Растворы жидкостей с положительными отклонениями от закона Рауля.
Анализ диаграммы “состав–давление пара” для таких растворов.
25. Растворы жидкостей с отрицательными отклонениями от закона Рауля.
Анализ диаграммы “состав–давление пара” для таких растворов.
26. Фазовое равновесие “пар – раствор” при постоянном внешнем давлении.
Анализ фазовой диаграммы. Формулировка первого закона Коновалова.
27. Фазовое равновесие “пар – раствор” при постоянном внешнем давлении
с отклонениями от закона Рауля. Анализ фазовой диаграммы.
Формулировка второго закона Коновалова.
28. Что такое азеотропные растворы жидкостей? Дать объяснения, привести
примеры.
29. Основные практические правила перегонки жидкостей (следствия из
законов Коновалова).
30. По нижеприведенным данным постройте фазовую диаграмму системы
“HNO3  H2O” и определите тип системы, состав пара над 50%-ным
водным раствором, температуру начала кипения 20%-ного раствора:
(HNO3),% :
0
10
20
40
60
80
90
100
t1, 0C:
100 108
115 123
110
97
90
85
t2, 0C:
100 117
120 123
120 118
115 85
31. Экспериментально определены значения парциальных давлений над
системой ацетон–хлороформ при 35,20С в зависимости от состава:
(CHCl3)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
р(CHCl3), кПа
0
4,53
10,93
19,72
30,0
39
р((CH3)2CO), кПа 45,85 36,0
24,40
14,0
5,6
0
На основании этих данных постройте график зависимости парциальных и
общего давления над системой от состава. Определитеь, при каком
общем давлении начнет кипеть система, содержащая 50% хлороформа
при 35,20С.
32. При 500С для системы этанол–дихлорэтан были получены следующие
парциальные давления:
(C2H5ОН)
0,1 0,2
0,3 0,4 0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
р(C2H5ОН), кПа 13,49 17,73 19,46 20,24 20,84 21,54 22,60 24,16 26,71
р(C2H4Cl2), кПа 28,6 27,4 26,86 26, 51 25,84 24,63 22,48 18,42 11,46
Давление пара чистого этанола при этой температуре 29,6 кПа, а
чистого дихлорэтана 31,12 кПа. Постройте диаграмму зависимости
парциальных и общего давлений от состава. Определите, при каком
общем давлении начнет кипеть система, содержащая 45% этанола.
33. При изучении равновесия жидкостьпар в системе хлороформ
диэтиловый эфир при 250С были получены следующие данные:
((C2H5)2О)
0
0,2
0,4
0,6
0,8
0,9
р((C2H5)2О ), кПа
0
4,6
12,86
26,66 40,92 53,31
р(CHCl3), кПа
19,33 14,80
9,20
4,6
1,65
0
Постройте график зависимости парциальных и общего давления над
системой от состава. Определите, при каком общем давлении начнет
кипеть система, содержащая 45% эфира.
34. При 400С давления паров дихлорэтана C2H4Cl2 и бензола C6H6 равны
20,66 и 24,32 кПа соответственно. По нижеприведенным данным
постройте график зависимости общего и парциальных давлений пара от
состава:
(C6H6)
0,13
0,345
0,56
0,7
0,85
0,925
р(C6H6), кПа
2,92
8,340
13,46 16,22
20,55
22,30
р(C2H4Cl2), кПа
17,90
13,54
9,33
6,63
3,2
1,7
Определите тип раствора, указать состав смеси, которая будеть кипеть
под давлением 22,66 кПа и давление, под каким закипит смесь,
содержащая 40% бензола.
35. По нижеприведенным данным постройте фазовую диаграмму системы
“диэтиловый эфир  CCl4” и определите тип системы, состав пара над
раствором, содержащим 40% диэтилового эфира, температуру начала
кипения 50%-ного раствора:
( CCl4),% :
0
10
20
30 40 50 60 70 80 90 100
t1, 0C:
35 43
50
55 60 65 67,5 71 73 75 77,5
t2, 0C:
35 55
62,5 67 70 72,5 74
75 76 77 77,5
36. По нижеприведенным данным постройте фазовую диаграмму системы
“этанол  CCl4” и определите тип системы, состав пара над раствором,
содержащим 20% CCl4, температуру начала кипения 55%-ного раствора:
( CCl4),% : 0 10 20 30
40
50 60 70 80 90 100
t1, 0C:
75 70 66 63,2 63 63,7 64,5 66,2 68 71,2 77,5
t2, 0C:
75 71,5 67,5 65 63 66,2 69,5 71,5 73,7 76,2 77,5
37. По нижеприведенным данным постройте фазовую диаграмму системы
“С6Н14  C5Н12” и определите тип системы, состав пара над раствором,
содержащим 30% C5Н12, температуру начала кипения 50%-ного раствора:
( C5Н12),% : 0 10 20 30
40
50 60 70 80 90 100
t1, 0C:
68 66 65 62,5 60 57,5 53 50 45 41,5 37
t2, 0C:
68 62,5 59 55
51 48
45 42,5 40 37,5 36
38. По нижеприведенным данным постройте фазовую диаграмму системы
“вода  уксусная кислота” и определите тип системы, состав пара над
70%-ным раствором уксусной кислоты, температуру начала кипения
50%-ного раствора:
( CН3СООН),%: 0
20
40
60
80
100
t1, 0C:
100
101
103
106
110
118
t2, 0C:
100
102
105
109
113
118
39. Простая и фракционная перегонка жидкостей. Применение.
40. Непрерывная перегонка жидкостей, особенности ее проведения в лабораторных и промышленных условиях (дефлегмация и ректификация).
41. Перегонка с водяным паром. Отчего зависит и как рассчитывается состав
конденсата при этой перегонке? С какой целью она применяется?
Перегонка в вакууме.
42. При 950С давление пара воды 84,476 кПа, а нафталина 2,066 кПа.
Нафталин практически нерастворим в воде. Вычислить, какое количество
воды потребуется для перегонки 100 г нафталина.
43. Как распределяются вещества между несмешивающимися жидкостями?
Физический смысл и границы использования закона распределения.
44. Что такое экстракция, отчего зависит количество экстрагируемого
вещества? Каково применение экстракции?
45. Экстракция пантолактона из водного раствора при производстве
витамина В3 проводится сложным экстрагентом в установке
непрерывного действия. Определите коэффициент распределения, если
эффективное число ступеней экстракции в установке равно 3, объемное
отношение экстрагент/рафинат равно 1/15, а концентрация пантолактона
в рафинатной фазе равна на входе 197 кг/м3, а на выходе 15 кг/м3.
46. Коэффициент распределения иода между водой и сероуглеродом равен
0,0017. Водный раствор иода, содержащий 1 г иода в 1 л, взбалтывают с
сероуглеродом. Сколько (г) иода экстрагируется из водного раствора,
если: 1) 1 л водного раствора иода взбалтывать с 50 мл сероуглерода?
2) 1 л водного раствора взбалтывать последовательно с пятью
отдельными порциями сероуглерода, по 10 мл каждая?
Ответ: 0,967 г и 0,999 г.
47. Коэффициент распределения иода между водой и четыреххлористым
углеродом равен 0,0117. В 1 л водного раствора содержится 0,15 г иода.
Какова степень извлечения иода из данного раствора с помощью 40 мл
четыреххлористого углерода: 1) при однократном извлечении всем
количеством растворителя? 2) при четырехкратном извлечении порциями
по 10 мл? Ответ: 79% и 91,5%.
48. Коэффициент распределения масляной кислоты между хлороформом и
водой равен 0,52 при 25оС. Сколько (г) масляной кислоты можно извлечь
из 100 мл 0,5 М раствора масляной кислоты в хлороформе при
встряхивании его: 1) однократно со 100 мл воды?
2) четырехкратно,
используя каждый раз по 25 мл воды? Ответ: 2,89 г и 3,48 г.
49. Коэффициент распределения иода между водой и четыреххлористым углеродом равен 0,0117 при 25оС. Иод массой 0,762 г добавили к смеси,
состоящей из 50 мл четыреххлористого углерода и 50 мл воды.
Вычислите концентрацию иода в водном слое. Ответ: 6,92.104 моль/л.
50. 0,02 н водный раствор пикриновой кислоты находится в равновесии с
0,07 н раствором ее в бензоле. Вычислить коэффициент распределения
пикриновой кислоты между бензолом и водой, учитывая, что в воде
пикриновая кислота диссоциирована и ее константа диссоциации равна
0,0164. Ответ: 36,8.
51. 0,8 М водный раствор молочной кислоты находится в равновесии с 0,016
М раствором ее в четыреххлористым углероде. Вычислить коэффициент
распределения молочной кислоты между четыреххлористым углеродом и
водой, учитывая, что в воде молочная кислота диссоциирована и ее
степень диссоциации равна 1,48%. Ответ: 0,0203.
1.
2.
3.
Тема: Растворы электролитов. Основы электрохимии
Что представляет удельная электропроводность растворов? Вывести
формулу, дать определение, указать размерность.
Что характеризует удельная электропроводность? Дать объяснения.
Что характеризует эквивалентная электропроводность, какова ее взаимосвязь с удельной электропроводностью?
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Как и почему изменяются удельная и эквивалентная электропроводности
растворов слабых и сильных электролитов: а) при изменении температуры; б) при разбавлении растворов?
Взаимовязь эквивалентной электропроводности растворов со степенью
диссоциации электролита. Физический смысл отношения Аррениуса для
слабых и сильных электролитов.
Определение, математическое выражение и физический смысл закона
Кольрауша.
Определение и физический смысл понятия “ионная электропроводность”
(или “подвижность ионов”). Формула и размерность этой величины.
Что такое абсолютная скорость движения ионов? Дать определение и
указать размерность этой величины?
Какие факторы и каким образом влияют на подвижность ионов в
электрическом поле?
Почему протон и гидроксил-ионы в электрическом поле из всех ионов
имеют наибольшую абсолютную скорость движения в воде? Объяснить,
привести схему движения.
При измерении с помощью стандартных электродов (площадь 1 см2,
расстояние между ними 1 см) сопротивление 0,05 М раствора уксусной
кислоты оказалось равным 3333 Ом. Определить степень и константу
диссоциации уксусной кислоты, если ее предельная эквивалентная
электропроводность составляет 385,6 см2/Ом.моль. Ответ: 1,2.105
Определите рН желудочного сока человека, если эквивалентная
электропроводность его при 370С равна 370 см2/Ом.моль, а удельное
сопротивление 90 Ом.см. Ответ: 1,52.
Определите удельную электропроводность раствора уксусной кислоты с
концентрацией 0,16 моль/л. K(CH3COOH) = 1,81.105, (СН3СОО) =
35,8 см2/Ом.моль, (H+) = 349,8 см2/Ом.моль. Ответ: 6,17.104 Ом1.см1.
Эквивалентная электропроводность уксусной кислоты при концентрации
0,00591 моль/л равна 20,96 см2/Ом.моль. Вычислите константу диссоциации кислоты и рН раствора, учитывая, что (СН3СОО) = 35,8
см2/Ом.моль, (H+) = 349,8 см2/Ом.моль. Ответ: 1,72.105 ; 3,5.
Рассчитайте степень и константу диссоциации одноосновной слабой
кислоты, рН раствора, если известно, что удельная электропроводность
раствора составляет 9.104 Ом1.см1, молярная концентрация эквивалента
0,5 моль/л, (НА) = 345 см2/Ом.моль. Ответ: 1,35.105 ; 2,6.
Что такое кондуктометрия и кондуктометрические методы анализа?
Какие виды кондуктометрического анализа различают?
Каким образом работает мост Кольрауша? Как с его помощью
определить сопротивление раствора?
Почему и каким образом при кондуктометрических измерениях
определяют “константу сосуда”?
Как определить степень и константу диссоциации слабого электролита
кондуктометрическим методом?
20. Можно ли использовать кондуктометрию для установления качества
дистиллированной воды и растворимости трудно растворимых
электролитов? Ответ обосновать.
21. Почему ткани организма проводят электрический ток? Какой тип проводимости характерен для них. Чем отличается проведение постоянного и
переменного тока тканями?
22. Каким образом используется в клинике способность тканей организма к
проведению электрического тока (катодная и анодная гальванизация,
ионофорез, диатермия, УВЧ-терапия).
23. Кондуктометрическое титрование. Как оно проводится и для чего используется? Как характер кондуктограммы отражает природу электролитов?
24. Сопротивление желудочного сока, измеренное в кондуктометрической
ячейке с константой 0,5 см, оказалось равным 45 Ом. Вычислите значение рН желудочного сока, учитывая, что (Сl) = 66,3 см2/Ом.моль,
(H+) = 349,8 см2/Ом.моль. Ответ: 1,57.
25. Эквивалентная электропроводность муравьиной кислоты при 25 0С и
разведении 1024 л/моль равна 143,9.107 см2/Ом.моль, а при бесконечном
разведении – 406,5.107 см2/Ом.моль. Определите константу ионизации
кислоты и рН раствора. Ответ: 1,22.104 ; 3,46.
26. Сопротивление 0,1 М раствора KCl при 298 K равно 32,55 Ом. Сопротивление сыворотки крови, измеряемое при той же температуре в той же
кондуктометрической ячейке, равно 40,4 Ом. (KCl) = 128,8.103
Ом1. см1. Вычислите удельную электропроводность сыворотки крови.
27. Сопротивление 0,17 М раствора KOH в кондуктометрической ячейке
равно 184 Ом. Константа ячейки равна 8 Ом 1. Рассчитайте эквивалентную электропроводность раствора KOH. Ответ: 256 см2/Ом.моль.
28. При 25оС константа монохлоруксусной кислоты равна 1,4.103, а её
эквивалентная электропроводность при разведении в 32 л/моль – 77,2
см2/Ом.моль. Вычислите эквивалентную электропроводность при
бесконечном разведении. Ответ: 367,6 см2/Ом.моль.
29. Эквивалентная электропроводность при 250С для раствора уксусной
кислоты при разведении в 32 л/моль равна 8,2 см2/Ом.моль, а при
бесконечном разведении – 385,6 см2/Ом.моль. Определите константу
электролитической диссоциации кислоты. Ответ: 1,37.105.
30. Удельная электропроводность 0,01 н раствора аммиака при 18 оС равна
1,02.104 Ом1.см1. Вычислите степень и константу диссоциации
аммиака, учитывая, что (NH4ОH) = 237,6 см2/Ом.моль. Ответ: 0,043.
31. Эквивалентные электропроводности протона и гидроксил-ионов
рассчитывают по уравнениям (H+) = 349,5[1 + 0,0142(t – 25)],
(OH) = 198,3[1 + 0,0196(t – 25)]. Вычислите константу диссоциации и
ионное произведение воды при 100С, если удельная электропроводность
предельно чистой воды, перегнанной в вакууме при этой температуре
равна 2,85.106 Ом1. м1. Ответ: 8,5.1017, 4,72.1015.
32. Вычислите константу диссоциации воды при 18 оС, если при данной
температуре её удельная электропроводность равна 4 .108 Ом1. см1.
(H2О) = 415 см2/Ом.моль. Ответ: 1,67.1016.
33. Удельная электропроводность насыщенного раствора AgBr при 200С
равна 11,1.108 Ом1.см1. Вычислите константу растворимости соли, если
(AgBr) = 140,3 см2/Ом.моль, (Н2О) = 2.108 Ом.1. м1. Ответ: 4,2.1013.
34. Удельная электропроводность насыщенного раствора CdC2O4 при 200С
равна 1,415.106 Ом1.см1. Рассчитайте произведение растворимости этой
соли в воде, если удельная электропроводность воды составляет
2.108Ом1. м1, а (CdC2O4) = 115 см2/Ом.моль. Ответ: 1,46.1010.
35. Вычислите константу (произведение) растворимости лекарственного
вещества – дигидрохлорида декамина (условная формула R3N2+.2Cl–) при
250С, если предельная эквивалентная элекропроводность его равна 221
см2/Ом.моль, удельная электропроводность его насыщенного раствора
равна 2.106 Ом1.см1, а воды, используемой для приготовления раствора,
равна 1,2.108 Ом1. см1. Ответ: 2,9.1015.
36. При кондуктометрическом титровании 50 мл раствора неизвестной
кислоты раствором NaOH с молярной концентрацией эквивалента 0,1
моль/л получены следующие результаты:
V(p-pa NaOH), мл:
0
1
2
3
4
5
6 7
8 9
10
.103р-ра, Ом.1.см1: 4,1 3,4 2,8 2,2 1,6 1,2 1,5 2,0 2,4 2,7 3,1
Определить по виду кривой титрования природу (силу) кислоты и
рассчитать ее концентрацию. Ответ обосновать.
37. При кондуктометрическом титровании 50 мл смеси растворов
одноосновных кислот раствором NaOH с молярной концентрацией
эквивалента 0,1 моль/л получены следующие результаты:
V(p-pa NaOH), мл: 0
1
2 3
4
5
6 7
8
9 10
.103р-ра, Ом1.см1: 6,0 4,8 3,5 2,5 1,0 1,5 1,8 2,2 3,0 4,0 6,0
Определить по виду кривой титрования природу (силу) кислот и
рассчитать их концентрации. Ответ обосновать.
38. 10 мл раствора нитрующей смеси (HNO3 + H2SO4) оттитровали кондуктометрически 1,072 н раствором KOH. По результатам титрования
определите концентрацию кислот:
V(p-pa KOH), мл:
0
2
4
6
8
10 12
14
16
.103р-ра, Ом1.см1: 2,85 2,41 1,97 1,52 1,40 1,45 1,75 2,04 2,64
39. 20 мл водного раствора едкого натра оттитровали кондуктометрически
0,1 н раствором HCl. По результатам титрования определите
концентрацию щелочи:
V(p-pa HCl), мл:
0
2
4
6
8
10
12
14
.103р-ра, Ом1.см1: 4,0
3,3
2,5
1,6
2,0
2,4
3,1
3,7
40. 10 мл желудочного сока кондуктометрически оттитровали 0,189 н
раствором AgNO3. По результатам титрования определите концентрацию
(кислотность) желудочного сока:
V(p-pa AgNO3), мл:
0
2
4
6
8
10
12
14
16
.103р-ра, Ом1.см1: 1,13 1,13 1,13 1,13 1,26 1,62 2,06 2,47 2,90
41. Что такое контактный потенциал, почему он возникает?
42. Почему химически активные металлы при погружении в воду заряжаются
отрицательно? Объяснить, привести схему. В каком случае заряд пластинки металла будет больше  при погружении в воду или в раствор соли
этого металла?
43. Почему химически неактивные (пассивные) металлы при погружении в
раствор собственной соли заряжаются положительно? Объяснить,
привести схему.
44. Дать определение электродного потенциала. Записать уравнение
электродного потенциала Нернста. Пояснить все значения.
45. Что такое стандартный или нормальный электродный потенциал?
46. Нормальный водородный электрод. Как возникает его заряд, каков знак
заряда, какова его величина и для чего он используется?
47. Ряд напряжений металлов. Какие выводы можно сделать по нему?
48. В каком случае и почему возникает диффузионный потенциал? Отчего
зависит его величина?
49. В каком случае и почему диффузионный потенциал будет больше  на
границе воды с раствором NaCl или KCl одинаковой концентрации, если
(K+) = 63,7 см2/Ом.моль, (Na+) = 42,6 см2/Ом.моль, (Cl) = 66,3
см2/Ом.моль.
50. Вычислите диффузионный потенциал, возникающий на границе 0,01 М и
0,001 М растворов KCl при 250С, если (K+) = 63,7 см2/Ом.моль, (Cl) =
66,3 см2/Ом.моль. Ответ: 1,18 мВ.
51. Вычислите величину диффузионного потенциала при 25 0С на границе
0,01 М и 0,1 М растворов HCl, если (H+) = 349,8 см2/Ом.моль, (Cl) =
66,3 см2/Ом.моль, активность HCl в растворах – 7,95.102 и 0,905.102
моль/л. Ответ: 38 мВ.
52. Вычислите величину диффузионного потенциала при 25 0С на границе
0,01 М и 0,001 М растворов NaOH, если (Na+) = 50,1 см2/Ом.моль,
(OH) = 198,6 см2/Ом.моль, V(NaOH) в 0,01 М растворе – 238, а в 0,001
М растворе 244,7 см2/Ом.моль. Ответ: 34,8 мВ.
53. Что такое мембранный потенциал, как он возникает?
54. Определите значение мембранного потенциала при 370С, если концентрация ионов калия внутри клетки в 20 раз больше, чем снаружи.
55. Рассчитайте величину мембранного потенциала при 37 0С клеток поджелудочной железы, проницаемой для ионов кальция, если внутри клеток
активность ионов кальция равна 2.106 моль/л, в наружной среде  5.104
моль/л. Ответ: 73,8 мВ.
56. Дайте определение окислительно-восстановительного (редокс-) потенциала. Почему и как он возникает, отчего зависит его величина? Привести
уравнение, пояснить все значения.
57. Что такое ряд напряжений редокс-систем? Как зависит направление реакций от редокс-потенциалов участвующих в них веществ?
58. Рассчитайте величину потенциала редокс-электрода Pt/Fe3+, Fe2+, если активности FeCl3 и FeCl2 соответственно 0,05 и 0,85 моль/л. T = 298 K.
Е0(Fe3+/Fe2+) = 0,77 В. Ответ: 0,84 мВ.
59. Вычислите активность ионов водорода при T = 298 K в растворе, в
котором Е(2Н+/Н2) = 0,082 В. Ответ: 0,0426 моль/л.
60. Е0(Fe3+/Fe2+) = 0,77 В, Е0(MnO4/Mn2+) = 1,507 B, Е0(Cl2/2Cl) = 1,36 B,
Е0(I2/2I) = 0,536 B. Укажите какие из этих веществ являются наиболее
сильными окислителем и восстановителем? Какие из них будут вступать в
реакцию друг с другом? Ответ обосновать.
61. Имеются две редокс-системы:
1) дигидроаскорбиновая кислота + 2Н+ +2е аскорбиновая кислота;
2) хинон + 2Н+ +2е гидрохинон. Стандартный редокс-потенциал первой системы –0,054 В, а второй 0,699 В. Укажите какие из этих веществ
являются наиболее сильными окислителем и восстановителем? Какие из
них будут вступать в реакцию друг с другом?
62. В состав лекарственных препаратов, рекомендуемых для лечения железодифицитной анемии, входят соли железа (II), которые легко окисляются
даже на воздухе. Определите, с помощью расчетв, может ли добавляемая в
состав препаратов аскорбиновая кислота препятствовать окислению?
Е0(Fe3+/Fe2+) = 0,77 В, Ео системы «дигидроаскорбиновая кислота + 2Н +
+2е аскорбиновая кислота» 0,14 В.
63. Гальванический элемент: его устройство и работа на примере элемента
Якоби-Даниеля. Почему при его работе происходит постоянный перенос
электронов во внешней цепи? Запишите электрохимическую схему гальванического элемента.
64. На примере элемента Якоби-Даниеля покажите, какие скачки потенциала
возникают в гальваническом элементе.
65. Что такое ЭДС гальванического элемента, чему она равна и почему?
66. Обратимые и необратимые гальванические элементы. Дайте объяснения,
приведите примеры.
67. Разделение гальванических элементов по источнику энергии для работы.
Дайте объяснения, приведите примеры.
68. Разделение гальванических элементов по наличию жидкостной границы
во внутренней цепи. Дайте объяснения, приведите примеры.
69. Электроды I рода. Что общего у них в механизме возникновения
потенциала? Дайте объяснения, приведите примеры.
70. Электроды II рода. Что общего у них в механизме возникновения
потенциала? Дайте объяснения, приведите примеры.
71. Устройство, принцип работы, назначение и схематичное обозначение
каломельного электрода.
72. Устройство, принцип работы, назначение и схематичное обозначение
хлорсеребряного электрода.
73. Устройство, принцип работы, назначение хингидронного электрода.
74. В чем сущность компенсационного метода измерения ЭДС гальванических элементов? Дайте объяснения, приведите схему установки,
изложите порядок работы и расчетов.
75. Элемент Вестона: устройство, протекающая в нем реакция, назначение.
76. В чем сущность потенциометрического метода измерения рН растворов?
Какие типы электродов должны использоваться в этом методе, каким
требованиям они должны удовлетворять?
77. Устройство, принцип работы, назначение стеклянного электрода.
78. Покажите на электрохимической схеме какие скачки потенциала возникают в цепи из стеклянного электрода и электрода сравнения при
потенциометрическом определении рН растворв.
79. Выведите уравнение для расчета рН растворов по ЭДС цепи, состоящей из
стеклянного электрода и электрода сравнения.
80. Устройство и назначение рН-метров.
81. Рассчитайте рН раствора, если ЭДС хингидронно-хлорсеребряной цепи
при 220С равна 0,308 В. Приведите схему гальванического элемента. Стандартный редокс-потенциал хингидронного электрода 0,699 В, электродный потенциал хлор-серебряного электрода 0,201 В. Укажите, в каких
условиях можно использовать данный элемент. Ответ: 3,25.
82. Определите рН желудочного сока, если ЭДС хингидронно-каломельной
цепи при 250С равна 0,369 В. Составьте схему гальванического элемента.
Стандартный редокс-потенциал хингидронного электрода 0,699 В,
потенциал каломельного электрода 0,242В. Ответ: 1,5.
83. Определите рН желудочного сока, если ЭДС хингидронно-каломельной
цепи при 200С равна 0,36 В. Составьте схему гальванического элемента.
Стандартный редокс-потенциал хингидронного электрода 0,6955 В,
потенциал каломельного электрода 0,242В. Ответ: 1,6.
84. Для измерения рН сока поджелудочной железы была составлена гальваническая цепь из водородного и каломельного электродов. Измеренная при
300С ЭДС составила 0,707 В. Потенциал каломельного электрода 0,242 В.
Вычислите рН раствора и составьте схему гальванического элемента.
Ответ: 7,74.
85. Для измерения рН неизвестного раствора была составлена гальваническая цепь из водородного и каломельного электродов. Измеренная при 250С
ЭДС составила 0,76 В. Потенциал каломельного электрода 0,242 В.
Вычислите рН раствора и приведите схему гальванического элемента.
Ответ: 8,76.
86. Для определения рН желчи (из желчного пузыря) была составлена цепь из
водородного и хлорсеребряного электродов, ЭДС которой оказалась равной 0,541 В при 25оС. Определите рН желчи, учитывая, что стандартный
потенциал хлорсеребряного электрода равна 0,201 В. Приведите схему
гальванического элемента. Ответ: 5,76.
87. ЭДС цепи, составленной из хингидронного и нормального водородного
электродов, при 25оС равна 0,285 В. Стандартный редокс-потенциал хингидронного электрода 0,699 В. Определите рН раствора, составьте схему
гальванической цепи. Укажите, при каких условиях может работать
данный элемент. Ответ: рН = 7.
88. Гальванический элемент состоит из водородного электрода, опущенного в
кровь, и каломельного электрода. Стандартный потенциал каломельного
электрода 0,242В. Определите рН крови, составьте схему гальванической
цепи. Ответ: 7,36.
89. Что представляет собой метод потенциометрического титрования, как он
проводится, для чего применяется?
90. Как характер кривой потенциометрического титрования отражает состав и
природу кислот и оснований в титруемом растворе? Какие параметры
позволяет определить анализ кривой титрования?
91. При потенциометрическом титровании 50 мл раствора уксусной кислоты
0,1М растворм KOH получены следующие результаты:
V(p-pa KOH), мл 0
2 4
6 7 8
9 10 11 12 13 15
рН раствора
3,8 4,1 4,5 5,0 5,3 5,6 6,0 9,6 10,8 11,4 11,6 11,8
Определите из этих данных концентрацию раствора уксусной кислоты и
ее константу диссоциации.
92. При потенциометрическом титровании 50 мл смеси растворов соляной и
уксусной кислот 0,1М растворм KOH получены следующие результаты:
V(p-pa KOH), мл 0 28 32 40 44 68 72 76 96 100 104 108 112 116 120
рН раствора
1,2 1,9 2,4 3,4 3,7 4,6 4,7 5,0 5,9 6,2 6,7 7,5 8,0 8,2 8,3
Определите из этих данных концентрацию растворов кислот.
93. Какие электрические потенциалы ионной природы возникают в
организме? Какое значение они имеют?
94. Где и почему возникают окислительно-восстановительные потенциалы в
организме? Какое значение они имеют?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Тема: Поверхностные явления
Что такое молекулярное давление и свободная поверхностная энергия?
От чего зависит поверхностная энергия?
Поверхностное натяжение (энергетическое и силовое определения). От
чего оно зависит, как определяют? В чём сущность правила Ребиндера?
Методы определения поверхностного натяжения. Что представляет собой
сталагмометрический метод определения поверхностного натяжения
растворов, каковы границы его использования?
Смачивание. Виды смачивания поверхности.
Количественные характеристики смачивания. Краевой угол смачивания
(вывод уравнения Юнга, примеры).
Какие типы поверхностей различают по смачиваемости их водой?
Теплота смачивания, коэффициент гидрофильности. Каков коэффициент гидрофильности для порошка, если теплота смачивания его водой
1,2 кДж/г, а гексаном  0,81 кДж/г.
На основе расчётов работ адгезии в системах водаграфит и бензол
графит, укажите, какое из веществ лучше смачивает графит (уголь)?
Поверхностное натяжение на границе с воздухом воды и бензола
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
соответственно равно 72,75 мДж/м2 и 28,88 мДж/м2, а краевые углы
смачивания составляют 1080 и 400.
На основе расчётов работ адгезии ( А адг.   ж / г (1  cos θ) ) в системах
глицеринфторопласт и трикрезилфосфатфторопласт, укажите, какое из
веществ лучше смачивает фторопласт? Поверхностное натяжение при
200С на границе с воздухом глицерина и трикрезилфосфата
соответственно равно 59,4 мДж/м2 и 40,9 мДж/м2, а краевые углы
смачивания составляют 1000 и 700.
Избирательность смачивания.
Инверсия смачивания (гидрофобизация и гидрофилизация поверхности).
Можно ли и каким образом предохранить стекло от смачивания водой?
Значение смачивания поверхности в быту, технике, жизнедеятельности
организма, в клинической практике и в фармации. Почему в аппаратах
искуственного кровообращения стараются применять материалы с
гидрофобной поверхностью?
Что такое абсорбция, адсорбция, адсорбент, адсорбтив? Какие силы
могут действовать между молекулами или ионами адсорбента и
адсорбтива? Основные виды адсорбции.
Объясните
физический
смысл
динамического
адсорбционного
равновесия. Какие воздействия могут изменять это равновесие?
В чём заключается и чем объясняется избирательность адсорбции на
твердой поверхности?
Смысл теории мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра? Уравнение и
изотерма адсорбции Лэнгмюра. Их физический смысл.
Уравнение и кривая адсорбции Фрейндлиха. Как определяют константы,
входящие в уравнение? Для каких случаев адсорбции оно применимо?
В чём смысл теории полимолекулярной адсорбции Поляни? Изотерма
адсорбции БЭТ для полимолекулярной адсорбции (объясните ход
кривой).
Эквивалентная адсорбция. Правило Панета-Фаянса.
Ионообменная адсорбция. Что такое ионообменники, какова их
структура, как они различаются по основности. Применение
ионообменников.
Будет ли происходить адсорбция: 1) ионов на частицах сульфата бария в
растворе хлористого натрия? 2) ионов на частицах хлорида серебра в
растворе хлористого калия? Ответ обосновать.
Будет ли обмен гидрокарбонат ионов (а), ионов натрия (б) на
ионообменике с карбоксильными функциональными группами?
Обосновать ответ.
Будет ли обмен ацетат ионов (а), ионов аммония (б) на ионообменнике,
функциональными группами которого являются аминогруппы? Ответ
обосновать.
Привести примеры адсорбции на твердой поверхности в организме.
Объясните физиологическое значение адсорбции в каждом случае.
25. Как используется адсорбция при лечении больных? Что такое
адсорбционная терапия и гемосорбция?
26. Какие группы веществ являются поверхностно-неактивными? Как и
почему они влияют на поверхностное натяжение растворов?
27. Какие группы веществ являются поверхностно-активными? Как и почему
они влияют на поверхностное натяжение растворов?
28. Какой вид имеют изотермы поверхностного натяжения адсорбции
поверхностно-активных веществ? Есть ли между ними взаимосвязь?
29. Привести уравнения, определяющие величину адсорбции на
поверхности жидкости. Указать границы их применимости.
30. Что такое поверхностная активность веществ, какие значения она может
принимать, как определить её величину?
31. Какие общие черты характерны для структуры молекул ПАВ (объяснить,
привести примеры)? Что такое гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ)?
32. Как зависит поверхностная активность ПАВ от структуры их молекул?
В чем состоит правило Дюкло-Траубе? Объяснить, привести примеры.
33. Какие существуют виды ПАВ, чем они отличаются (привести примеры)?
34. Как располагаются молекулы ПАВ на поверхности жидкости? Какова
структура образуемого ими адсорбционного слоя?
35. Назовите наиболее важные естественные ПАВ, действующие в
организме, объясните их функции.
36. Использование ПАВ в быту, технике, в клинической практике и в
фармации.
37. На основе каких опытов по изучению адсорбции веществ М.С.Цвет разработал метод хроматографии? Для чего он применяется в настоящее
время?
38. Каков общий механизм разделения смесей веществ при хроматографии?
Что такое элюция?
39. Какие виды хроматографии различают по механизму взаимодействия
разделяемых веществ с адсорбентом? Объясните механизм разделения
веществ в каждом случае.
40. Классификация методов хроматографии по агрегатному состоянию фаз,
техническому исполнению.
41. Как и во сколько раз изменится поверхностная активность растворённого
вещества, если вместо раствора пропионовой кислоты С2Н5СООН взять
раствор валериановой кислоты С4Н9СООН той же концентрации? Ответ
обосновать.
42. Вычислите величину поверхностного натяжения водного раствора бутанола концентрацией 0,1 моль/л при 20оС, если поверхностное натяжение
раствора пропанола-1 такой же концентрации равно 65,5.10−3 Дж/м2.
43. Поверхностное натяжение 0,0312 М раствора пропионовой кислоты составляет 69,5 мДж/м2, 0,0625 М раствора  67,7 мДж/м2, а поверхностные
натяжения растворов масляной кислоты таких же концентраций соответственно равны 65,8 мДж/м2 и 60,4 мДж/м2. Сравните поверхностную ак-
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
тивность кислот в водных растворах в указанном интервале концентраций и укажите выполняемость правила Дюкло-Траубе.
Поверхностное натяжение 0,125 М раствора метилпропанола составляет
52,8 мДж/м2, 0,25 М раствора  44,1 мДж/м2, а поверхностные натяжения
растворов метилбутанола таких же концентраций соответственно равны
47,6 мДж/м2 и 23,7 мДж/м2. Сравните поверхностную активность спиртов
в водных растворах в указанном интервале концентраций и укажите
выполняемость правила Дюкло-Траубе.
0,04 М водный раствор масляной кислоты при 293 K имеет
поверхностное натяжение 67,7 мДж/м2, а 0,08 М раствор 62,1 мДж/м2.
Вычислите поверхностную активность масляной кислоты в данном
интервале концентраций. Ответ: −140 мДж.л/м2.моль.
Вычислите величину и определите тип адсорбции масляной кислоты на
границе её 0,04 М раствора с воздухом при 293 K, если поверхностное
натяжене этого раствора 65,56 мДж/м2. Поверхностное натяжение воды в
тех же условиях 74,01 мДж/м2. Универсальная газовая постоянная равна
8,31 кДж/моль.град. Ответ: 217,3.10−4 моль/л.
Поверхностное натяжение 0,12 М раствора масляной кислоты при 293 K
равно 54,55 мДж/м2, а 0,16 М раствора 48,11 мДж/м2. Вычислите
величину и определите тип адсорбции масляной кислоты на поверхности
раствора для данного интервала концентраций. Универсальная газовая
постоянная равна 8,31 кДж/моль.град. Ответ: 9,26.10−3 моль/л.
При уменьшении концентрации новокаина в растворе с 0,2 М до 0,15М
поверхностное натяжение возросло с 6,9.102 Дж/м2 до 7,1.102Дж/м2, а в
случае растворов кокаина с 6,5.102 Дж/м2 до 7.102 Дж/м2. Сравните
величины адсорбции при 293 K двух веществ в данном интервале
концентраций. Ответ: адсорбция кокаина 2,5 раза больше.
Емкость адсорбента АДБ по холестерину (предельная адсорбция)
составляет 0,7 мкмоль/г. Вычислите величину адсорбции холестерина из
плазмы крови, содержащей 4,8 мкмоль/мл холестерина, если константа
равновесия составляет 2 мкмоль/мл. Ответ: 0,494 мкмоль/г.
Концентрация холестерина в плазме крови после проведения
гемосорбции снизилась с 4,8 до 4,0 мкмоль/мл. Чему равна емкость
данного адсорбента (адсорбция) по холестерину (в мкмоль/г), если объем
плазмы равен 1 л, а масса сорбента равна 10 г? Ответ: 80 мкмоль/г.
Концентрация кетоновых тел, накапливаемых в крови больных сахарным
диабетом в течение суток (равновесная концентрация), достигает 0,2
моль/л. Какое количество кетоновых тел адсорбируется из крови при гемосорбции, если емкость адсорбента (предельная адсорбция) равна 3 .103
моль/г, а константа равновесия 6.102 моль/л? Ответ: 2,3.10−3 моль/г.
Экспериментально установлено, что величина максимальной адсорбции
пропионовой кислоты на угле составляет 3 ммоль/г, а K = 6.102 моль/л.
Пользуясь уравнением Ленгмюра установите, какая масса кислоты (ММ
= 74 г/моль) адсорбировалась на 1 г адсорбента из раствора, в котором
установилась равновесная концентрация 0,1 моль/л? Ответ: 138 мг.
53. Рассчитайте площадь, занимаемую одной молекулой бутанола в мономолекулярном адсорбционном слое на поверхности раствора, если
предельная
величина
адсорбции
Гмах=
1.109
моль/см2.
.
−15
2
Ответ: 1,66 10 см .
54. Определите предельную величину адсорбции бутанола на поверхности
раствора, если площадь поперечного сечения его молекулы составляет
1,66.1015 см2. Ответ: 1.10−9 моль/см2.
55. Найдите площадь, приходящуюся на одну молекулу олеиновой кислоты
в насыщенном адсорбционном слое, если предельная величина адсорбции
составляет 7,42.109 моль/см2. Ответ: 2,24.10−16 см2.
56. Определите предельную величину адсорбции масляной кислоты на поверхности раствора, если площадь поперечного сечения её молекул
составляет 2,22.1015 см2. Ответ: 7,48.10−10 моль/см2.
57. Определите предельную величину адсорбции изопенталола на поверхности раствора, если площадь, приходящаяся на одну молекулу в насыщенном адсорбционном слое составляет 2,2.1015 см2.
Ответ: 7,55.10−10 моль/см2.
58. Рассчитайте площадь, приходящуюся на одну молекулу анилина и
толщину мономолекулярного слоя, если предельная величина адсорбции
Гмах= 6.109 моль/см2, d = 1,022 г/см3, ММ = 93 г/моль.
Ответ: 2,77.10−16 см2; 5,46.10−7 см.
59. Вычислите длину молекулы масляной кислоты, если площадь,
занимаемая одной молекулой в поверхностном слое раствора составляет
2,22.1015 см2, плотность масляной кислоты 0,96 г/см3, молярная масса
88 г/моль. Ответ: 6,86.10−8 см.
60. Вычислите длину молекулы масляной кислоты, если предельная
величина адсорбции её составляет 7,48.1010 моль/см2, молярная масса
кислоты 88 г/моль, плотность 0,96 г/см3. Ответ: 6,86.10−8 см.
61. Рассчитайте длину молекулы бутанола, если предельная величина
адсорбции его на поверхности раствора составляет 1 .109 моль/см2.
Молярная масса бутанола 74 г/моль, плотность 0,81 г/см 3.
Ответ: 9,136.10−7 см.
62. Вычислите поверхностное натяжение раствора масляной кислоты на
границе с воздухом, если при вытекании из сталагмометра число капель
его составило 86, а число капель воды 60. Поверхностное натяжение воды
72,56 мДж/м2. Ответ: 47,248 мДж/м2.
63. Вычислите по данным сталагмометрического исследования поверхностное натяжение этанола при 250С, если число капель воды – 32, а спирта
64. Поверхностное натяжение воды при этой температуре равно 72,56
мДж/м2. Ответ: 36,28 мДж/м2.
64. Определите поверхностную активность этилацетата по следующим
данным, полученным при 298К:
С, моль/л
0,0078 0,0156 0,03120 0,06250 0,1250 0,2500 0,5000
, мДж/м2
69,6
68,0
65,1
61,5
56,2
49,7
41,5
Постройте изотерму адсорбции Гиббса. (Н2О) = 72,56 мДж/м2.
65. Определите поверхностную активность додецилсульфата натрия по
следующим данным, полученным при 20оС:
С, ммоль/л
2,16 3,96
6,6 8,3
9,3
9,8 10,2
11,2
, мДж/м2
62
54
47
43
42
41 41
41
Постройте изотерму адсорбции Гиббса. (Н2О) = 72,56 мДж/м2.
66. Пользуясь
уравнением
Фрейндлиха
вычислите
равновесную
концентрацию раствора уксусной кислоты, если 1 г угля адсорбировал
3,76 ммоль её. К = 0,12; n = 0,5. Ответ: 5,6 ммоль/л.
67. По уравнению Фрейндлиха вычислите равновесную концентрацию
ацетона, если 1 г угля адсорбировал 1,772 ммоль его. K = 0,1585; n = 0,5.
Ответ: 3,34 ммоль/л.
68. Рассчитайте величину адсорбции уксусной кислоты на твердом адсорбенте, если в медико-биологических исследованиях была установлена
равновесная концентрация, равная 0,22 моль/л, а константы в уравнении
Фрейндлиха: K = 0,1585; n = 0,5. Ответ: 7,67.10−3 моль/г.
69. Какова масса уксусной кислоты, адсорбированной 1,5 г угля, если
концентрация её в растворе до адсорбции составляла 0,1 моль/л, а после
адсорбции из 50 мл раствора − 0,07 моль/л? Ответ: 0,09 г.
70. Для проведения адсорбции к 50 мл раствора уксусной кислоты внесено 2г
активированного угля. Температура опыта 25оС. Объемы 0,1 М раствора
NaOH, израсходованных на титрование 20 мл растворов кислоты до и
после адсорбции составили 4,1 и 1,5 мл. Вычислите величину адсорбции.
Ответ: 0,325 ммоль/г.
71. Для проведения адсорбции к 50 мл раствора уксусной кислоты внесено
2г активированного угля. Температура опыта 25оС. Объемы 0,1 М
раствора NaOH, израсходованных на титрование 20 мл растворов
кислоты до и после адсорбции составили 11,2 и 4,4 мл. Вычислите
величину адсорбции. Ответ: 0,85 ммоль/г.
72. В 50 мл раствора уксусной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л
поместили активированный уголь массой 2 г и взбалтывали смесь до
достижения адсорбционного равновесия. После этого раствор
отфильтровали. На титрование 10 мл фильтрата пошло 15 мл раствора
титранта с концентрацией KOH, равной 0,05 моль/л. Вычислите величину
адсорбции. Ответ: 0,625 ммоль/г.
73. В 60 мл 0,44 М раствора некоторого вещества поместили
активированный уголь массой 3 г. Раствор с адсорбентом взбалтывали до
установления адсорбционного равновесия, в результате чего
концентрация вещества снизилась до 0,35 моль/л. Вычислите величину
адсорбции. Ответ: 1,8 ммоль/г.
74. Определите графически константы К и n в уравнении адсорбции
Фрейндлиха из следующиих данных:
Сравн., ммоль/см3
0,018
0,031
0,062
0,126
Г, ммоль/г
0,467
0,624
0,801
1,110
75. Определите константы К и n в уравнении адсорбциии
Фрейндлиха по
данным изучения адсорбции уксусной кислоты на угле:
Сравн., ммоль/см3
0,268
0,471
0,630
0,882
Г , ммоль/г
1,550
2,040
2,230
2,480
76. Определите константы уравнения Фрейндлиха, используя следующие
данные по адсорбции СО2 на активированном угле при 20оС:
Р.103, Па
1
4,48
10,0
14,4
25,0
45,2
Г.102, кг/кг
3,23
6,67
9,62
11,72
14,5
17,7
77. Определите константы уравнения Фрейндлиха, используя следующие
данные по адсорбции СН3СООН на активированном угле при 25оС:
С, ммоль/мл
0,018
0,062
0,268
0,471
0,882
Г, ммоль/г
0,467
0,801
1,55
2,04
2,48
78. Определите константы уравнения Фрейндлиха, используя следующие
данные по адсорбции ацетона на древесном угле при 20 оС:
С, ммоль/л
2,34
14,65
88,62
177,7
269,0
Г, ммоль/г
0,208
0,618
1,50
2,08
2,88
79. При изучении адсорбции кислоты на активированном угле к 100 мл раствора уксусной кислоты различной концентрации при 22 оС добавили по
3 г угля, взболтали и дали постоять. Количество кислоты в растворе до и
после адсорбции определяли титрованием определенных объемов кислоты 0,1 н раствором гидроксида натрия в присутствии фенолфталеина.
Определите адсорбцию для каждого раствора кислоты и постройте изотерму адсорбции в логарифмических координатах, используя следующие данные:
№
V(p-pa кислоты),
V(p-pa NaOH),
V(p-pa NaOH),
раствора
взятое на
пошедшее на титропошедшее на титротитрование, мл
вание кислоты до
вание кислоты посадсорбции, мл
ле адсорбции, мл
1
25
22,45
14,4
2
10
18,25
13,45
3
5
18,3
14,8
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
1.
2.
3.
4.
5.
Тема: Лиофобные коллоидные системы
Что является предметом изучения, задачей коллоидной химии? Какие
методы исследования она использует?
Основные этапы и роль отдельных ученых в развитии коллоидной химии.
По каким признакам Т.Грэм разделил все вещества на кристаллоиды и
коллоиды, что означают эти названия? В чём состоит относительность
такого разделения веществ, кто выявил эту относительность?
Классификация дисперсных систем 1) по агрегатному состоянию фаз;
2) по размерам частиц дисперсной фазы; 3) по характеру взаимодействия
дисперсионной среды и дисперсной фазы; 4) по взаимодействию частиц
(по подвижности дисперсной фазы).
Что представляют собой молекулярно-дисперсные системы, каковы их
основные признаки?
19.
20.
21.
22.
Дайте определение коллоидным системам. Из каких фаз они состоят? Отличительные признаки коллоидных систем сравнительно с другими дисперсными системами. Распространенность коллоидных систем, значение
коллоидной химии для фармации.
В чем состоит получение коллоидных систем методом физического
диспергирования? Разновидности метода, их применение и практическое
значение.
Что такое химическое диспергирование
− пептизация? Дайте
объяснения и приведите примеры.
Получение коллоидных систем методом физической конденсации.
Разновидности метода и их применение.
Получение коллоидных систем методом химической конденсации.
Разновидности метода и их применение.
Почему приходится очищать коллоидные растворы от примесей
низкомолекулярных веществ? Какие методы для этого применяются? Что
такое диализ, электродиализ и ультрафильтрация?
Какое значение при лечении больных и в производстве лекарственных
препаратов имеют диализ, электродиализ и ультрафильтрация?
Чем обусловлено броуновское движение частиц в коллоидных растворах,
отчего зависит его интенсивность? Среднее смещение (сдвиг) частиц.
Что такое диффузия, ее физический смысл и как она проявляется в коллоидных системах? Какие характеристики коллоидных частиц позволяет
установить определение скорости их диффузии?
Как проявляется осмотическое давление в коллоидных растворах, чем
оно отличается от осмотического давления истинных растворов?
Какие особенности присущи вязкости лиофобных коллоидных растворов
по сравнению с вязкостью истинных растворов? Уравнение Эйнштейна,
его применимость.
Что такое седиментация частиц и седиментационное равновесие в
коллоидных системах? Какие количественные параметры их
характеризуют?
Какие различают виды взаимодействия света с веществом? Как и почему
происходит рассеяние света в коллоидных системах? В чем состоит
явление Фарадея-Тиндаля?
Отчего зависит интенсивность рассеяния света в коллоидных системах?
Что такое опалесценция, чем она обусловлена? Дать объяснения,
привести примеры.
В каком случае интенсивность рассеяния света коллоидным раствором
больше: при освещении синим светом (λ= 410 нм) или красным светом
(λ=630 нм)? Ответ обосновать.
Что такое ультрамикроскопия? Какие характеристики коллоидных
систем могут быть определены этим методом?
Какое строение имеют коллоидные частицы лиофобных золей. Дать
объяснение и привести примеры.
23. Объяснить механизм возникновения двойного электрического слоя на
границе дисперсионной среды и дисперсной фазы в лиофобных коллоидных системах.
24. Как развивались представления о строении двойного электрического
слоя на границе дисперсионной среды и дисперсной фазы в коллоидных
системах?
25. Что такое электротермодинамический (фи-) и электрокинетический
(дзета-) потенциалы коллоидных частиц, что они характеризуют и отчего
зависят?
26. Как влияют электролиты на величину электрокинетического потенциала
и строение двойного электрического слоя коллоидных частиц?
27. В чем состоит явление перезарядки поверхности коллоидных частиц, как
меняются при этом их электротермодинамический и электрокинетический потенциалы?
28. Как были открыты электрокинетические явления I рода (электрофорез и
электроосмос)?
29. Отчего зависит скорость электрофореза коллоидных частиц (уравнение
Гельмгольца-Смолуховского), что такое электрофоретическая подвижность? Использование электрофореза в медицине и фармации.
30. В чем состоит явление электроосмоса, где оно используется? Отчего
зависит электроосмотический перенос жидкости? Как можно определить
знак и величину электрокинетического потенциала при электроосмосе?
31. Что представляют электрокинетические явления II рода? Указать их
разновидности, объяснить механизм возникновения.
32. Что такое агрегативная устойчивость коллоидных систем? Факторы и
количественная мера агрегативной устойчивости.
33. Что такое кинетическая устойчивость коллоидных систем? Факторы и
количественная мера кинетической устойчивости.
34. Какой процесс называют коагуляцией? Какими способами можно
вызвать коагуляцию в лиофобных коллоидных системах?
35. Какие теории коагуляции существуют, каковы их недостатки?
36. Теория ДЛФО. Потенциальная кривая коагуляции.
37. В чем состоит явление чередования зон при коагуляции золей электролитами, каков его механизм?
38. В чем состоит явление привыкания коллоидных систем к коагулирующему действию электролитов?
39. Как изменяются число частиц и их порядок при коагуляции?
40. В чем состоит правило Шульца-Гарди для коагулирующего действия
электролитов? Как объясняется различная коагулирующая способность
ионов электролитов по современным представлениям?
41. Что такое порог коагуляции золей электролитами? Для чего нужна эта
величина, отчего она зависит? Что выражает коагулирующая способность, отчего зависит?
42. Каким образом ионы электролитов вызывают коагуляцию коллодных
частиц? Рассмотреть механизмы коагулирующего действия электролитов.
43. Как и почему скорость коагуляции золей зависит от концентрации
коагулирующего электролита? Какие виды коагуляции различают в
зависимости от ее скорости?
44. Как происходит коагуляция золей смесями электролитов (совместная
коагуляция)? Дать объяснения, привести примеры и графики.
45. Что представляет взаимная коагуляция золей, где она используется?
46. Каким образом метод капилляризации позволяет определить знак заряда
коллодных частиц? Определите знак заряда коллоидной частицы и
написать формулу мицеллы золя берлинской лазури, полученного
смешением растворов гексацианоферрата (II) калия и хлорида железа
(III), учитывая, что фильтровальная бумага, конец которой опущен в
указанный золь окрашена синим цветом.
47. Укажите, какой вид будет иметь пятно золи, нанесенное на
фильтровальную бумагу. Золь получен при взаимодействии избытка
хлорида железа (III) и гексацианоферрата (II) калия. Определите заряд
коллоидной частицы, напишите формулу мицеллы.
48. Свежеосажденный гидроксид алюминия обрабатывали небольшим
количеством соляной кислоты, в результате чего часть осадка
растворилось с образованием хлорида алюминия по реакции Al(OH)3 +
HCl  AlCl3 + H2O. При этом образовался золь гидроксида алюминия.
Укажите каким методом получен золь, приведите формулу мицеллы и
объясните её строение.
49. Свежеосажденный гидроксид алюминия обрабатывали небольшим
количеством соляной кислоты, в результате чего часть осадка
растворилось с обра-зованием основной соли по реакции Al(OH)3 + HCl
 Al(OH)2Cl + H2O. При этом образовался золь гидроксида алюминия.
Укажите каким методом получен золь, приведите формулу мицеллы и
объясните её строение.
50. Свежеосажденный гидроксид алюминия обрабатывали небольшим количеством соляной кислоты, в результате чего часть осадка растворилось с
образованием основной соли по реакции Al(OH)3 + HCl  Al(OH)Cl2 +
H2O. При этом образовался золь гидроксида алюминия. Укажите каким
методом получен золь, приведите формулу мицеллы и объясните её
строение.
51. Свежеосажденный гидроксид алюминия обрабатывали небольшим количеством щелочи, в результате чего часть осадка провзаимодействовала с
образованием гидроксоалюмината натрия по реакции Al(OH)3 + NaOH 
Na[Al(OH)4]. При этом образовался золь гидроксида алюминия. Укажите
каким методом получен золь, напишите формулу мицеллы, объясните её
строениие.
52. Свежеосаждённый гидроксид железа (III) обрабатывали небольшим количеством раствора хлорида железа (III), в результате чего часть осадка
провзаимодействовала с образованием золя Fe(OH)3. Укажите каким методом получен золь, напишите формулу мицеллы, объясните её строение.
53. Золь ферроцианата меди был получен при добавлении к раствору сульфата меди избытка раствора желтой кровяной соли K4[Fe(CN)6]. Укажите
каким методом получен золь, напишите формулу мицеллы, объясните ее
строение.
54. Золь ферроцианата меди был получен при добавлении к раствору желтой
кровяной соли K4[Fe(CN)6] избытка раствора сульфата меди. Укажите
каким методом получен золь, напишите формулу мицеллы, объясните ее
строение.
55. Рассмотрите возможные варианты строения коллоидных частиц хлорида
серебра, полученных при смешении растворов AgNO3 и KCl.
56. Напишите формулу мицеллы золя иодида серебра, полученного добавлением к 30 мл 0,006 М раствора иодида калия 40 мл 0,004 М раствора
нитрата серебра. Укажите способ получения золя.
57. Золь золота получен при действии на избыток аурата калия (KAuO2) формальдегида (CH2O) в щелочной среде по реакции: KAuO2 + CH2O +
K2CO3 → Au(тв) + HCOOK + KHCO3 + H2O. Укажите каким методом получен золь, напишите формулу мицеллы, объясните её строение.
58. Золь золота получен при смешении пероксида водорода и избытка раствора «золотой соли» по реакции H2O2 + HАuCl4 → Au(тв) + HCl + O2.
Укажите метод получения золя, напишите формулу мицеллы, объясните
её строение.
59. Золь серы получен добавлением 5 мл раствора серы в этиловом спирте к
30 мл дистиллированной воды. Каким методом получен золь, объясните
его физический механизм.
60. При длительном стоянии сероводородной воды в результате окисления
H2S кислородом воздуха образуется сера в коллоидном состоянии. Укажите метод получения золя серы, напишите формулу мицеллы, объясните
её строение.
61. Золь гидроксида железа (III) получен при добавлении к 85 мл кипящей
дистиллированной воды 15 мл 2%-ного раствора хлорида железа (III).
При этом соль частично подвергается гидролизу по реакции FeCl3 + H2O
→ Fe(OH)3(тв) + HCl. Написать возможные формулы мицелл золя гидроксида железа, учитывая, что при образовании его частиц в растворе
присутствуют ионы Fe3+, FeO+, H+ и Cl. Каким методом получен золь?
62. Напишите формулу мицеллы проторгола (содержание серебра 7,8 –8,3%),
приготовленного стабилизацией частиц оксида серебра (I) натриевой
солью аминокарбоновой кислоты H2NRCOONa.
63. Напишите формулу мицеллы колларгола (содержание серебра ~ 78%),
приготовленного стабилизацией частиц серебра натриевой солью аминокарбоновой кислоты H2NRCOONa.
64. Каков средний сдвиг частиц при броуновском движении, если радиус их
6,5.10−6 м, время наблюдения 1 с, вязкость дисперсионной среды 1.10−3
Н.с/м, Т = 298 K, R = 8,31 Дж/К.моль. Ответ: 1,47.10−7м.
65. Определите величину среднего сдвига частиц дыма хлорида аммония
при 273 K за время 5 с, если радиус частиц 1.10−8 м, вязкость воздуха
1,7.10−5 Н.с/м2. R = 8,31.Дж/К.моль. Ответ: 10,84.10−5м.
66. Определите величину среднего сдвига при броуновском движении у частиц гидрозоля Fe(OH)3 при T = 293 K за время 4 с, если радиус частиц
1.10−8 м, вязкость воды 1.10−3 Н.с/м2. R = 8,31.Дж/К.моль.
Ответ: 2,23.10−5м.
67. Определите величину дзета-потенциала, если под напряжением 100 В
граница золя переместилась за 15 мин на 1,5 см. Расстояние между электродами 20 см, диэлектрическая проницаемость вакуума о= 8,85.10−12
ф/м, относительная диэлектрическая проницаемость среды  = 81, вязкость дисперсионной среды 0,001 Па.с. Ответ: 46 мВ.
68. Вычислите электрофоретическую подвижность частиц золя Fe(OH)3, если граница золя под напряжением 150 В переместилась за 10 мин на 7,5
мм. Расстояние между электродами 15 см. Ответ: 1,25.10−8 В/м.с.
69. Определите величину электрофоретической подвижности, если к двум
электродам, находящимся на расстоянии 30 см, приложено напряжение в
100 В. При этом за 15 мин наблюдалось перемещение окрашенного золя
на 10 мм. Ответ: 3,33.10−9 В/м.с.
70. При электрофорезе гидрозоля гидроксида железа (III) к двум электродам,
находящимся на расстоянии 15 см, приложено напряжение в 150 В. При
этом за 10 мин наблюдалось перемещение окрашенного золя на 7,5 мм.
Диэлектрическая проницаемость вакуума о= 8,85.10−12 ф/м, относительная диэлектрическая проницаемость среды  = 81, вязкость системы 0,001
Па.с. Вычислите величину дзета- потенциала. Ответ: 17,4 мВ.
71. Рассчитайте величину дзета-потенциала частиц бентонитовой глины по
результатам электрофореза при следующих условиях: расстояние между
электродами 25 см, напряжение 110 В, за 15 мин частицы перемещаются
к катоду на 6 мм. Диэлектрическая проницаемость вакуума о= 8,85.10−12
ф/м, относительная диэлектрическая проницаемость среды при 25 оС
равна 78,2; вязкость среды – 8,94.103 Па.с. Ответ: 194 мВ.
72. Электрокинетический потенциал частиц гидрозоля, найденный методом
электрофореза, равен 50 мВ. Учитывая, что приложенное напряжение
составил 240 В, вязкость воды 0,001 Па.с, проницаемость вакуума о=
8,85.10−12 ф/м, относительная диэлектрическая проницаемость воды  =
81, вычислите электрофоретическую подвижность частиц золя, пологая,
что они имеют сферическую форму. Ответ: 3,58.10−8 В/м.с.
73. При электрофорезе частицы золя хлорида серебра, полученного
смешиванием равных объёмов раствора нитрата серебра с концентрацией
0,005 моль/л и хлорида натрия, перемещаются к катоду. Определите знак
заряда коллоидной частицы и напишите формулу мицеллы. В каком
диапозоне находилось значение концентрации раствора хлорида натрия?
74. При электрофорезе частицы золя хлорида серебра, полученного
смешиванием равных объёмов раствора нитрата серебра с концентрацией
0,005 моль/л и хлорида натрия, перемещаются к аноду. Определите знак
75.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.
85.
86.
заряда коллоидной частицы и напишите формулу мицеллы. В каком
диапозоне находилось значение концентрации раствора хлорида натрия?
При смешении равных объемов гексацианоферрата (II) калия и хлорида
железа (III) получили золь берлинской лазури (гексацианоферрата (II) железа (III) − Fe4[Fe(CN)6]3, который в электрическом поле перемещается к
аноду. Какое вещество служит стабилизатором, концентрация какого раствора было больше? Напишите формулу мицеллы, объясните её строение.
Какой минимальный объем раствора сульфида аммония с концентрацией
0,001 моль/л следует добавить к 15 мл раствора хлорида марганца (II) с
концентрацией 0,003 М для того, чтобы получить золь с отрицательно
заряженными частицами? Ответ: больше 45 мл.
Вычислите мицеллярную массу частиц гидрозоля сернистого мышьяка
As2S3, если форма частиц сферическая, их средний радиус 1.10−8 м,
плотность твердого As2S3 составляет 2,8.103 кг/м3. Ответ: 7057 а.е.
Вычислите осмотическое давление золя при 0оС, если в единице объема
золя содержится 1,02.1023 мицелл As2S3. Ответ: 384 Па.
Гидрозоль сернистого мышьяка содержит 7,2 кг As2S3 в 1 м3. Средний радиус частиц 1.10−9 м. Вычислите частичную концентрацию золя и его осмотическое давление при t = 0оС, если плотность твердого As2S3 составляет 2,8.103 кг/м3. Частицы имеют сферическую форму. Ответ: 2314 Па.
Определите осмотическое давление гидрозоля золота, если его массовая
концентрация Cв = 2 кг/м3, форма частиц сферическая, средний радиус
3.10−9 м, плотность золота 19,3.103 кг/м3, Т = 293 К. Ответ: 3,7 Па.
С помощью ультрамикроскопии в видимом объёме V = 2.10-11 м3 подсчитано 100 частииц золя серы. Весовая концентрация золя Cв = 6,5.10−5
кг/м3, плотность частиц серы 1.103 кг/м3. Определите средний радиус частиц, приняв их форму за сферическую. Ответ: 1,46.10−7 м.
При наблледении в ультрамикроскопе в видимом объёме V=1,6.10−11 м3
подсчтано 70 частиц гидрозоля золота. Определите частичную концентрацию золя, если его весовая концентрация Cв = 7.10−6 кг/м3, плотность
золота 19,3.103 кг/м3. Установите средний радиус частиц золота, приняв
их форму за сферическую. Ответ: 2,7.10−8 м.
Определите средний радиус частиц гидрозоля мастики, если при нефелометрии высота освещенной части его составила hх= 1,9.10−2 м, а высота
освещенной части стандартного золя такой же концентрации hст= 1,5.10−2
м при среднем радиусе частиц стандартного золя r = 1,2.10−7 м.
Определите средний радиус частиц гидрозоля латекса полистирола по
данным нефелометрии: высота освещенной части исследуемого золя
hх=1,8.10−2 м, высота освещенной части стандартного золя hст=8.10−3 м,
средний радиус его частиц r = 3,8.10−8 м. Концентрации золей равны.
Определите скорость седиментации частиц SiO2 в воде, если размер частиц составляет 5.10-6 м, плотность диоксида кремния 2,7 г/см3, плотность
воды 1 г/см3, вязкость воды 0,015 Па.с. Ответ: 6,17.10−6 м/с.
Золь хлорида серебра получен при смешивании равных объёмов 0,0095 М
раствора КСl и 0,012 М раствора AgNО3. Какой из электролитов −
87.
88.
89.
90.
91.
92.
93.
94.
95.
K3[Fe(CN)6],
K4[Fe(CN)6] или MgSO4 будет обладать наименьшей
коагулирующей способностью и почему?
Явная коагуляция 2 л золя гидроксида алюминия наступила при добавлении 10,6 мл раствора K4[Fe(CN)6] с концентрацией 0,01 моль/л. Вычислите порог коагуляции золя гексацианоферрат-ионами; напишите
формулу мицеллы золя гидроксида алюминия. Ответ: 0,053 ммоль/л.
Золь хлорида серебра получен смешиванием растворов нитрата серебра и
хлорида натрия. Пороги коагуляции этого золя электролитами KNO3,
Mg(NO3)3, AlCl3 равны 50; 0,8 и 0,06 ммоль/л соответственно. Как относятся между собой величины коагулирующих способностей электролитов? Укажите коагулирующие ионы и знак заряда гранулы коллоидной
частицы.
Для изучения явления коагуляции к золю золота, стабилизированному
ауратом калия (KAuO2), были добавлены электролиты NaCl, BaCl2 и
FeCl3. У какого из этих электролитов будет наименьший порог
коагуляции и почему?
Коагуляция 100 мл золя Fe(OH)3 вызывается добавлением следующих
количеств какого либо из электролитов: 10,5 мл раствора KCl с C(1/zX) =
0,1 моль/л, 62,5 мл раствора Na2SO4 с C(1/zX) = 0,01 моль/л, 37 мл
раствора Na3PO4 с C(1/zX) = 0,001моль/л. Вычислите пороги коагуляции
электролитов и определите знак заряда коллоидной частицы.
Коагуляция 100 мл золя Fe(OH)3 вызывается добавлением следующих
количеств какого либо из электролитов: 10 мл раствора KCl с C(1/zX) = 1
моль/л, 63 мл раствора K2SO4 с C(1/zX) = 0,01 моль/л, 37 мл раствора
K3PO4
с C(1/zX) = 0,001 моль/л. Вычислите пороги коагуляции
электролитов и определите знак заряда коллоидной частицы.
В трех колбах содержатся по 20 мл золя гидроксида железа. В первой
колбе коагуляция наблюдалась при добавлении к золю 2,1 мл раствора
NaCl с молярной концентрацией эквивалента 1 моль/л, во второй − 12,5
мл раствора Na2SO4 с С(1/2 Х) = 0,01 моль/л, в третей колбе − 7,4 мл
раствора Na3[Fe(CN)6] с С(1/3Х) = 0,001 моль/л. Вычислите пороги
коагуляции электролитов, определите знак заряда коллоидной частицы.
Для коагуляции 10 мл золя хлорида серебра можно добавить один из следующих растворов электролитов: 2 мл 1 N раствора NaNO3, 12 мл 0,01 N
раствора Ca(NO3)2, 7 мл 0,001N раствора Al(NO3)3. Вычислите пороги
коагуляции электролитов и определите знак заряда частиц золя.
Определите знак заряда коллоидной частицы, если известно, что пороги
коагуляции электролитов составляет (в ммоль/л): Cк(AlCl3) = 0,093;
Cк(MgCl2) = 0,71; Cк(NaCl) = 51; Cк(KNO3) = 50; Cк(Al(NO3)3) = 0,095 и
Cк(MgSO4) = 0,81. Расположите ионы в ряд по коагулирующей
способности.
Пороги коагуляции некоторого золя электролитами оказались равными
(в ммоль/л): Cк(NaNO3) = 300; Cк(Na2SO4) = 295; Cк(MgCl2) = 25 и
C(AlCl3) = 0,5. Определите знак заряда коллоидной частицы.
96. Пороги коагуляции некоторого золя электролитами составляет (в
ммоль/л): Cк(NaNO3) = 250; Cк(Mg(NO)3) = 20; Cк(FeCl3) = 0,5 и
C(Al(NO3)3) = 0,6, Cк(NaCl) = 255. Определите знак заряда частицы.
97. Вычислите порог коагуляции раствора сульфата натрия, если добавление
3 мл 0,1N раствора Na2SO4 вызывает коагуляцию 15 мл некоторого золя.
98. Золь сульфида кадмия получен смешиванием равных объёмов растворов
Na2S и Cd(NO3)2. Пороги коагуляции для различных электролитов имеют
следующие значения (ммоль/л): Cк(Ca(NO)3) = 265, Cк(NaCl) = 250,
Cк(MgCl2) = 290, Cк(Na3PO4) = 0,4, Cк(Na2SO4) = 15, Cк(AlCl3) = 300.
Определите знак заряда частицы золя, напишите формулу мицеллы золя.
99. Золь гидроксида меди получен при сливании 100 мл 0,05 N раствора
NaOH и 250 мл 0,001 N раствора Cu(NO3)2. Какой из прибавленных
электролитов − KBr, Ba(NO3)2, K2CrO4, Al(NO3)3, MgSO4, ThCl4 имеет
наименьший, и какой наибольший порог коагуляции? Ответ обосновать.
84. Порог коагуляции золя гидроксида железа (III) фосфат-ионами равен 0,37
ммоль/л. Какой объем 5%-ного раствора фосфата натрия (плотность
раствора 1,05 г/мл) потребуется для коагуляции 750 мл золя?
85. Какой объем 0,001 М раствора хлорида железа (III) надо добавить к 0,03
л 0,002 М раствора нитрата серебра, чтобы частицы золя хлорида
серебра в электрическом поле двигались к аноду? Напишите формулу
мицеллы золя, объясните её строение. Какой из электролитов вызовет
коагуляцию этого золя с наименьшим порогом коагуляции: KCl,
Ba(NO3)2, MgSO4, AlCl3, K2SO4, Na3PO4?
86. К 100 мл 0,03%-ного раствора NaCl (плотность 1 г/мл) добавили 250 мл
0,001 М раствора нитрата серебра. Напишите формулу мицеллы золя,
объясните её строение. К какому электроду будут двигаться частицы
образующегося золя в электрическом поле? Какой из электролитов
вызовет коагуляцию этого золя с наименьшим порогом коагуляции: KCl,
Ba(NO3)2, MgSO4, AlCl3, K2SO4, Na3PO4?
8.
9.
10.
11.
12.
12.
13.
14.
15.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Тема: Высокомолекулярные соединения и их растворы
Что называется высокомолекулярными соединениями (ВМС)? Чем они
отличаются от низкомолекулярных веществ по строению молекул?
Какие группы ВМС различают по их происхождению, последовательности соединения мономерных звеньев в макромолекулах, пространственной структуре их молекул? Привести примеры.
Какие разновидности ВМС различают по наличию заряженных групп в
их молекулах?
Какие способы образования (получения) ВМС существуют?
Что такое внутреннее вращенье звеньев в молекулах полимеров? Почему
оно проявляется тольку у полимеров.
Что такое конформация макромолекул? Почему у одних и тех же молекул
полимера она может быть разной?
Почему ВМС могут быть эластичными, а низкомолекулярные  нет?
16.
17.
18.
19.
Как зависит агрегатное состояние полимеров от температуры (объяснить,
привести ТМК). Морозостойкость полимеров.
Почему при растворении полимеров происходит их набухание? Что характеризует его величину? Как взаимосвязаны структура макромолекул и
степень набухания? Как взаимосвязаны набухание и растворение полимеров с полярностью веществ, температурой и давлением? В чём физиологическая роль набухания белков?
Сходства и отличия растворов полимеров и лиофобных золей. Факторы
устойчивости молекул полимеров в растворе. Почему молекулы ВМС в
растворе более устойчивы, чем лиофобные коллоидные частицы?
Чем отличается и почему осмотическое давление растворов полимеров и
низкомолекулярных веществ? Привести уравнение (Галлера) для расчёта
осмотического давления растворов полимеров, пояснить все значения и
показать, каким образом можно определить входящие в него параметры.
Осмотическое давление водного раствора белка с массовой концентрацией 1 кг/м3 при температуре физиологической нормы равно 292,7 Па.
Определите молекулярную массу белка (коэффициент, учитывающий
гибкость и форму макромолекул равен K = 1, молекула белка изодинамична). Ответ: 8,8 кг/моль.
Какое осмотическое давление при 37 0С создает белок плазмы крови
альбумин, если концентрация его в плазме равна 4,5%, а молекулярная
масса 67000 г/моль. Константа, характеризующая гибкость цепей К =
0,35. Плотность плазмы крови принять 1 г/мл. Ответ: 173 Па.
Рассчитайте осмотическое давление раствора белка с относительной
молекулярной массой 10000, если его массовая концентрация равна 1 г/л,
Т = 310К, молекула белка изодинамична. Ответ: 257,6 Па.
Рассчитайте молекулярную массу полистирола, если осмотическое
давление при 25оС равно 120,9 Па, а массовая концентрация равна 4,176
кг/м3, молекула белка изодинамична. Ответ: 85536 г/моль.
Молекулярная масса полимера 600000 г/моль. Вычислите осмотическое
давление при 27оС раствора, если его массовая концентрация равна 6 г/л.
Молекула полимера изодинамична. Ответ: 24,93 Па.
Золь амилозы содержит 5 г растворенного вещества в 1 л раствора, а
осмотическое давление этого раствора при 27оС составляет 20 Па.
Вычислите молекулярную массу амилозы. Ответ: 623250 г/моль.
Влияние
рН
раствора
на
заряд
молекул
полиамфолитов.
Изоэлектрическое состояние и изоэлектрическая точка полиамфолитов.
Как меняются свойства полиамфолитов при переходе их в
изоэлектрическое состояние? Какими способами можно определить
изоэлектрическую точку ВМС?
Исходя из следующих данных, графически определите изоэлектрическую
точку желатина:
Относительная вязкость: 1,5 1,8 2,0 1,7 1,3 1,2 1,4 1,5 1,6
рН раствора
2 1,5
3
3,5 4,0 5,0 6,0 8,0 10
20. Исходя из данных измерения набухания, графически определите
изоэлектрическую точку желатина:
Относительный объем 1 г желатина: 30 70
10
35
40
50
рН раствора
2
3
5
7
9
11
21. При определении ИЭТ желатина методом набухания были получены
следующие результаты:
рН раствора
3,7
3,8
4,0
4,3
4,7
5,0
Степень набухания
17,17 11,46 4,51
−0,27
−1,48 −0,23
Постройте график в координатах «Степень набухания – рН раствора» и
определите изоэлектрическую точку желатина.
20. Будет ли происходить набухание желатина (ИЭТ = 4,7) в ацетатном
буфере, приготовленном из 100 мл 0,1 М раствора ацетата натрия и 200
мл 0,1 М раствора уксусной кислоты (рК = 4,75) при 20 оС?
22. К какому электроду будут передвигаться частицы белка (ИЭТ = 4,0) при
электрофорезе в ацетатном буфере, приготовленном из 100 мл 0,1 М раствора ацетата натрия и 25 мл 0,2 М раствора СН3СООН (рК = 4,75)?
23. К какому электроду будут передвигаться частицы белка при электрофорезе, если его ИЭТ = 4, а рН раствора равен 5.
22. К какому электроду будет перемещаться при электрофорезе -лактоглобулин (ИЭТ = 5,2) в 1 М фосфатном буферном растворе (рК2 = 7,21)?
24. К какому электроду будет перемещаться при электрофорезе инсулин
(ИЭТ = 6,0) в 0,1 М растворе соляной кислоты?
25. ИЭТ гемоглобина равна 6,68. К какому электроду будет передвигаться
при электрофорезе гемоглобин, помещенный в буферный раствор с
концентрацией ионов водорода 1,5.10−6 моль/л?
26. Графически определите ИЭТ сывороточного альбумина исходя из
следующих данных:
рН среды
4,03 4,36
5,67
5,86
6,25
7,0
Электрофоретическая
подвижность, мкм/с:
0,640 0,356 0,487 0,750 1,00 1,23
27. Степень помутнения водного раствора казеина максимальна в буферном
растворе, приготовленном смешением 25 мл 0,1М раствора СН 3СООН и
20 мл 0,1 М раствора ацетата натрия. рК(СН3СООН) = 4,75. Определите
ИЭТ казеина.
28. Высаливание полимеров, его механизм и отличие от коагуляции
лиофобных золей. Чем обусловлена разная высаливающая способность
ионов электролита? Что такое лиотропный ряд Гофмейстера?
Практическое использование высаливания полимеров и ПАВ.
29. Что такое коацервация, каково её биологическое значение? Что представляет собой микрокапсулирование?
30. Влияние полимеров на устойчивость коллоидных частиц к коагулирующему действию электролитов. Какое значение имеет явление коллоидной
защиты в организме, как оно используется в фармации?
31. В чём проявляются и чем объясняются различия в вязкости растворов
полимеров и низкомолекулярных веществ?
32. Что такое удельная, приведенная и характеристическая вязкость растворов полимеров, каков их физический смысл и как они связаны с молекулярной массой полимера? При каких условиях выполняются уравнения
Штаудингера и Марка-Куна-Хаувинка для вязкости растворов
полимеров? Как определяется характеристическая вязкость растворов
полимеров?
33. Что представляет метод определения вязкости жидкостей с помощью
капиллярного вискозиметра Оствальда?
34. Как определить молекулярную массу полимера вискозиметрическим
методом? Дайте объяснения, приведите уравнения, графики.
35. При вискозиметрическом определении молекулярной массы полиэтиленгликоля (ПЭГ) получены следующие данные:
Концентрация ПЭГ, %
0 0,5 0,75 1,0 1,25 1,50 1,75
Время истечения раствора, сек: 17 21
23
26 29
32
36
Рассчитайте молекулярную массу ПЭГ. Полимергомологическая константа K = 0,0023, а константа, характеризующая гибкость цепей  = 0,53.
36. При измерении вязкости растворов полимера в тетрахлорметане с
помощью капиллярного вискозиметра получены следующие данные:
Концентрация, г/дм3
0
1,7
2,12
2,52
2,95
3,40
Время истечения раствора, с 97,6 115,1
120,2 124,5 129,9 134,9
К = 1,8.10–5,  = 1. Рассчитайте молекулярную массу полимера.
36. Определите молекулярную массу полимера по следующим данным
(K = 4,21.104; a = 0,67):
Концентрация полимера, моль/л:
0,015
0,025
0,050
Приведенная вязкость:
1,8
2,0
2,5
37. Определите молекулярную массу этилцеллюлозы в толуоле по
следующим данным (K = 4,21.104; a = 0,67):
Концентрация полимера, кг/м3:
2,0
6,0
8,0
10,0
Приведенная вязкость:
0,163
0,192
0,210
0,263
38. В водном растворе при 20оС коэффициент диффузии альбумина равен
1.1011 м2/с. Учитывая, что вязкость воды равна 0,001 Па.с, вычислите
средний размер белковой частицы. Ответ: 43 нм.
39. Характеристическая вязкость водного раствора поливинилового спирта
при 50оС равна 1,11.103 м3/моль. Вычислите среднюю молекулярную
массу полимера (K = 6,04.105 моль/м3;  = 0,67). Ответ: 77000 г/моль.
40. Характеристическая вязкость раствора поливинилацетата в ацетоне при
50оС равна 1,75.103 м3/моль. Вычислите среднюю молекулярную массу
полимера (K = 2,87.105 моль/м3;  = 0,67). Ответ: 462 кг/моль.
41. Характеристическая вязкость раствора целлюлозы в растворе гидроксида
тетрааминмеди (II) при 25оС равна 6,9.103 м3/моль. Вычислите среднюю
молекулярную массу полимера (K = 2,29.105 моль/м3;  = 0,81).
Ответ: 1150 кг/моль.
42. Характеристическая вязкость раствора ацетилцеллюлозы в ацетоне при
25оС равна 1,4.103 м3/моль. Вычислите среднюю молекулярную массу
полимера (K = 4,3.105 моль/м3;  = 0,82). Ответ: 70 кг/моль.
43. Характеристическая вязкость раствора полистирола в толуоле равна
2,44.103 м3/моль. Вычислите среднюю молекулярную массу полимера (K
= 1,61.105 моль/м3;  = 0,7). Ответ: 1303 кг/моль.
44. Характеристическая вязкость раствора натурального каучука в толуоле
равна 4,41.103 м3/моль. Вычислите среднюю молекулярную массу
полимера (K = 5,14.105 моль/м3;  = 0,67). Ответ: 769 кг/моль.
45. Рассчитайте относительную молекулярную массу полимера, если
характеристическая вязкость его равна 0,126 м 3/кг, а константа K =
1,8.105,  = 1. Ответ: 7000 г/моль.
46. При измерении вязкости растворов полимера в тетрахлорметане с
помощью капиллярного вискозиметра получены следующие данные:
Концентрация, г/дм3
1,7
2,12
2,52
2,95
Приведенная вязкость
0,105
0,109
0,110
0,112
Вычислите молекулярную массу полимера. K = 1,8.105,  = 1.
43. При вискозиметрическом определении молекулярной массы полиэтиленгликоля (ПЭГ) получены следующие данные:
Концентрация ПЭГ, % 0,5
0,75
1,0
1,25
1,50
1,75
Приведенная вязкость 0,43
0,47
0,53
0,56
0,59
0,64
Рассчитайте молекулярную массу ПЭГ, если полимергомологическая
константа K = 0,0023, а константа гибкости цепей  = 0,53.
44. Для определения железного числа, 0,1 мл 0,25%-ного раствора желатина
добавили к 9,9 мл золя гидроксида железа (III) и затем провели серию из
десяти последовательных разбавлений исходного раствора 1:2. В каждую
пробирку добавили по 1 мл 10%-ного раствора хлорида натрия. В пробирках 1 – 4 изменений не наблюдалось. В пробирках 5 – 10 наблюдалось
образование хлопьев. Вычислите железное число желатина.
1.
2.
3.
4.
5.
Тема: Микрогетерогенные системы
Что представляют собой микрогетерогенные системы? Отличительные
признаки. Классификация микрогетерогенных систем по агрегатному
состоянию фаз.
Что такое аэрозоли? Каковы особенности их физических свойств? Каково
значение аэрозолей в технике, быту, в развитии заболеваний и их
лечении?
Что такое порошки, каковы их отличительные особенности как
дисперсных систем? Слёживаемость и распыляемость порошков.
Что представляют собой суспензии? Как они получаются? Каковы их
отличительные особенности как дисперсных систем? Практическое
значение суспензий и паст.
Как проводится седиментационный анализ суспензий? Его значение в
фармации. Дайте объяснения, приведите уравнения.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
При седиментационнном анализе суспензий сульфата бария получены
следующие данные:
Время осаждения, сек: 120 240 360 480 600 840 1080 1320
Вес осадка, мг
52
73
86
93
97 102
104 105
Высота осаждения частиц (Н) была 17 см, константа Стокса 3,62 .103.
Определите средний радиус частиц, осевших за последние 5 мин (10 мин,
20 мин; за первые 5, 10, 20 мин), и их массовую долю.
При седиментационнном анализе суспензий сульфата бария получены
следующие данные:
Время осаждения, сек: 60
120 180 360 540 720 840 1200
Вес осадка, мг
25
45
70
80
93 104 105
105
По форме кривой осаждения определите характер дисперсности системы.
Ответ обосновать.
Вычислите величину дзета-потенциала частиц суспензии, если электрофоретическая подвижность частиц равна 3,49 .108м2/В.с. Вязкость среды
0,001 Па.с, относительная диэлектрическая проницаемость воды 81,
о = 8,85.1012ф/м. Ответ: 48,7 мВ.
Что такое эмульсии, каковы условия их существования, какими способами они образуются? Как классифицируют эмульсии? Привести примеры.
Какими способами определяют тип эмульсии?
После добавления к эмульсии водорастворимого соединения –
метиленового голубого при рассматривании её под микроскопом на
голубом фоне видны бесцветные кружки разной величины. Установите
тип эмульсии. Ответ обосновать.
Установите тип эмульсии, если после добавления к эмульсии красного
красителя (судан I), растворимого в масле, при рассматривании её под
микроскопом на светлом фоне видны кружки красного цвета разной
величины. Ответ обосновать.
Каковы свойства эмульсий?
Какие факторы обеспечивают устойчивость эмульсий?
Что такое эмульгаторы? Какие вещества и в каких случаях могут быть
эмульгаторами?
Почему гидрофильные эмульгаторы стабилизируют прямые эмульсии, а
гидрофобные − стабилизируют обратные эмульсии? Ответ обосновать.
Что такое обращение фаз эмульсий, какие причины его вызывают, как
используется это явление?
Каково распространение эмульсий в природе и значение их в технике, в
быту, какое применение они находят в медицине?
Какие вещества в организме проявляют свойства эмульгаторов? Какое
значение в жизнедеятельности имеет образование ими эмульсий?
Что такое пены, каковы их разновидности и способы образования?
Каким образом пенообразователи обеспечивают устойчивость пен?
Как происходит разрушение пен, каков механизм действия
пеногасителей?
Каково значение пен в технике, быту, в медицине, фармации?
19. Радиус капель масляной фазы в эмульсии равен 1 .10−5 м. Вычислите
общую площадь поверхности раздела фаз в 1м 3 0,5%-ной эмульсии,
учитывая, что площадь сферической частицы вычисляется по формуле S =
2r2, а объем V = 4r3/3. Ответ: 747 м2.
20. Радиус капель масляной фазы эмульсии равен 2 .10−5м. Вычислите общую
площадь поверхности раздела фаз в 1м3 15%-ной эмульсии, учитывая, что
площадь сферической капли вычисляется по формуле S = 2r2, а объем
V = 4r3/3. Ответ: 11248 м2.
21. Радиус капель масляной фазы в эмульсии равен 5 .10−6. Вычислите общую
площадь поверхности раздела фаз в 1м3 70%-ной эмульсии, учитывая, что
площадь сферической частицы вычисляется по формуле S = 2r2, а объем
V = 4r3/3. Ответ: 2,245.105 м2.
22. Вычислите средний сдвиг частиц эмульсии с радиусом 6,5.10−5 м за 1 с,
если вязкость среды 1.10−3 Н.с/м2, Т = 288 К, R = 8,31 Дж/К.моль.
Ответ: 2,5.10−7м.
23. Вычислите средний сдвиг частиц аэрозоля с радиусом 2.10−8 м за 10 с,
если вязкость воздуха 1,8.10−5 Н.с/м2, Т = 293 К, R = 8,31 Дж/К.моль.
Ответ: 1,09.10−4м.
24. Аэрозоль получен распылением 0,5 г угля в 1 м 3. Диаметр частиц аэрозоля
8.10−5 м, плотность 1,8 кг/м3. Вычислите общую площадь поверхности частиц аэрозоля (в м2), учитывая, что площадь сферической частицы вычисляется по формуле S = 2r2, объем V = 4r3/3, m = V.d. Ответ: 5,21 м2.
25. Вычислите коэффициент диффузии частиц высокодисперсного аэрозоля с
радиусом частиц 2.108 м при 293 К. Вязкость воздуха 1,8.105 Па.с.
Ответ: 5,96.1010 м2/с.
26. Вычислите средний сдвиг частиц дыма хлорида аммония с радиусом
1.108 м при 273 К за 5 с. Вязкость воздуха 1,7.105 Па.с.
Ответ: 10,8.105 м.
Тема: Полуколлоиды
1. Какие вещества называют полуколлоидами и почему?
2. Какие общие закономерности прослеживаются в строении молекул полуколлоидов? Дайте объяснения, приведите примеры.
3. В чём состоит необычность физических свойств растворов полуколлоидов, как её объясняет гипотеза коллоидных электролитов Мак-Бэна?
4. Что такое критическая концентрация мицеллобразования полуколлоидов,
как она связана со структурой молекул полуколлоидов?
5. Какую структуру имеют мицеллы полуколлоидов?
6. Почему некоторые коллоидные поверхностно-активные вещества называют жидкими кристаллами?
7. Какие параметры характеризуют величину мицелл полуколлоидов? От
чего она зависит?
8. У какого коллоидного ПАВ − олеата калия (С17Н33СООК) или стеарата
калия (С17Н35СООК) будут наибольшими мицеллярная масса и
мицеллярное число?
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Что такое солюбилизация в растворах полуколлоидов, чем она
обусловлена, каково значение этого явления?
Какие вещества в организме проявляют свойства полуколлоидов? Каково
значение в жизнедеятельности имеет образование ими коллоидных
мицелл?
Как используют полуколлоиды в технологических процессах, в быту, в
медицине и фармации?
Для определения критической концентрации мицеллообразования (ККМ)
додецилсульфата натрия (C12H25OSO3Na) измеряли поверхностное натяжение его растворов разной концентрации. Получены следующие
результаты:
Концентрация раствора, ммоль/л: 1,0 1,4 2,0 3,2 5,0 7,0 10,0 20,0
Логарифм концентрации
0 0,15 0,3 0,5 0,7 0,85 1,0 1,3
Поверхностное натяжение,мДж/м2 54 50 45 40 36,8 36,4 36,3 36,2
Определите ККМ додецилсульфата натрия.
При определении критической концентрации мицеллообразования (ККМ)
олеата натрия в октиловом спирте получены следующие результаты:
Концентрация раствора, моль/л: 0,025
0,05
0,06
0,075 0,100
Мутность раствора
2
10
55
59
56
Постройте график зависимости мутности от концентрации, определите
ККМ олеата натрия в октиловом спирте.
При определении критической концентрации мицеллообразования (ККМ)
олеата натрия в амиловом спирте получены следующие результаты:
Концентрация раствора, моль/л: 0,2
0,5
0,8
1,1
1,2
1,6
Мутность раствора
1
4
5
5,5
70
65
Постройте график зависимости мутности от концентрации, определите
ККМ олеата натрия амиловом спирте.
При определении критической концентрации мицеллообразования (ККМ)
олеата натрия в гексиловом спирте получены следующие результаты:
Концентрация раствора, моль/л: 0,05
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
Мутность раствора
2
5
40
60
69
65
Постройте график зависимости мутности от концентрации,определите
ККМ.
С помощью осмотического метода определите критическую концентрацию мицеллообразования додецилсульфоновой кислоты исходя из
следующих данных:
Концентрация раствора, моль/л: 0,0025 0,01 0,022 0,04
0,06 0,09
Осмотический коэффициент, f
0,97 0,93 0,44 0,24 0,20 0,15
Постройте
график
зависимости
осмотического
коэффициента
экс.
( f  Pосм
теор
Pосм
) от концентрации, определите ККМ додецилсульфоновой
кислоты.
17.Вычислите мицеллярную массу сульфомыла, считая форму его мицелл
сферической. Величина коэффициента диффузии в воде при Т = 295 K
равна 1,246.10−10 м2/с, плотность вещества 1,136.103 кг/м3, вязкость среды
1.10−3 Н.с/м2. Ответ: 4,75 кг/моль.
18.Вычислите средний размер мицелл ПАВ в водной среде, считая их
сферическими, по следующим данным: коэффициент диффузии мицелл
при 313К равен 6,9.10−12 м2/с, вязкость среды 8.10−4 Па.с, КБ = 1,38.10−23,
о=8,85.10−12 ф/м. Ответ: 83 нм.
19. Вычислите коэффициент диффузии мицелл мыла в воде при 313 К и
среднем размере мицелл 25 нм. Вязкость воды 6,5.10−4 Н.с/м2, КБ =
1,38.10−23. Ответ: 2,82.10−11м2/с.
Образец билета модуля (100 баллов)
тема «Химическое и фазовое равновесие»
Тестовая часть
Для ответа на вопросы части 1 (1–30) следует выбрать один
правильный ответ.
1. Укажите фазовое превращение:
1) растворение кислорода в воде;
2) растворение хлорида натрия в воде;
3) растворение хлороводорода в воде;
4) растворение углекислого газа в воде;
5) растворение аммиака в воде.
2. Дистилляция – это метод разделения смесей, в основе
которого лежит:
1) раличная температура кипения компонентов
2) различная плотность компонентов
3) различная растворимость компонентов
4) различное агрегатное состояние компонентов
5) различные размеры частиц компонентов
…………………………………………………………………………………
………………
15. Найдите соответствие (синонимы) между понятиями и
определениями процессов:
1) ассоциация
А) возгонка
2) дистилляция
Б) разложение
3) сублимация
В) перегонка
4) конденсация
Г) уплотнение
Д) соединение
2
3
4
1
16. Неоднородные смеси можно разделить с помощью:
1) выпаривания
2) кристаллизации
3) фильтрования
4) дистилляции
5) хроматографии
…………………………………………………………………………………
……………….
21. Согласно правилу фаз Гиббса максимальное число степеней
свободы в однокомпонентной 3-х фазной системе равно:
1) 0
2) 1
3) 2
4) 3
5) 4
22. Согласно первого закона Коновалова при добавлении
компонента в раствор,
содержание его в паре будет больше, если он:
1) понижает температуру кипения
2) повышает температуру кипения
3) понижает общее давление пара над раствором
4) увеличивает концентрацию раствора
5) повышает температуру замерзания
………………………………………………………………………
…………………………
25. Масса извлеченного (экстрагированного) вещества
математически определяется выражением:
1)
C (X)
K= 1
C 2 (X)
2) m n = m 0  K  V0


K

V
+
V
0
n 

n
3)
n
 K  V0 
V(p-pa)  ω(X)  ρ
mn = 1 - m0 
 4) m(X) =
K

V
+
V
M(X)
0
n 

……………………………………………………………………
………………………
30. Содержание гексана в составе пара над 60% раствором (см.
диаграмму) составляет:
Образец билета выходного тестирования (100 баллов)
1) 20%
2) 40%
3) 25%
4) 60%
5) 10%
Творческая часть
В этой части на поставленные вопросы требуется дать
исчерпывающий ответ
52. Фазовое равновесие “пар – раствор”
при постоянном
внешнем
давлении.
Анализ
фазовой
диаграммы.
Формулировка первого закона Коновалова.
53. По нижеприведенным данным постройте фазовую диаграмму
и по правилу рычага определите:
а) характеристики исходного и конечного фазового
состояния системы при охлаждении 60%-ного раствора
NH4HCO3 со 1000С до 200С;
б) какое вещество и в каком количестве выпадает в осадок
при охлаждении?;
в) при какой температуре начинается кристаллизация
системы?
г) какова конечная концентрация раствора?
(NH4HCO3),% : 0 10 20 30 40 50 60 70 80
100
t, 0С:
0 2 20 45 64 80 88 95
100 106
54. Вывод уравнения буферного действия на примере основной
буферной системы.
55. Рассчитать буферную емкость (по кислоте и по основанию)
фосфатного буфера, содержащего в 1 л 0,09 моль
дигидрофосфата (NaH2PO4) и 0,05 моль гидрофосфата натрия
(Na2HPO4). рK2(Н3РО4) = 7,21.
1. В химической термодинамике окружающей средой называется:
1) выделенная часть материального мира, которая подлежит наблюдению
или исследованию;
2) атмосфера Земли;
3) стенки реакционного аппарата;
4) часть материального мира, которая находится вне пределов
выделенной системы.
2. Теплота – это:
1) форма передачи энергии, направленная на преодоление
сопротивления;
2) форма передачи энергии, вызываемая разностью температур между
системой и ее окружением;
3) общий запас энергии, кроме ее потенциальной и кинетической
энергии;
4) сумма внутренней энергии и произведения давления на объем
системы.
3. Изолированной называется такая система, для которой:
1) m = 0; U = 0; 2) m  0; U  0;
3) m = 0; U  0;
4) m
 0; U = 0
4.
К внутренним параметрам (функциям состояния) термодинамической
системы относятся группа параметров:
1) T, m, p, V, C(X); 2) T, V, G, H, C(1/zX); 3) G, H, U, S, F;
4) F, p,
S, G, (Х).
5.
Первый закон термодинамики записывается математическим
уравнением:
1) p  V = v  R  T ;
2) Q = U + A
3) Q = U -А
4)
ΔG = ΔH - T  S
6. Химический процесс сопровождается тепловым эффектом, так как:
1) при этом происходит разрыв одних и образование других
химических связей;
2) его протекание требует столкновения частиц реагирующих веществ;
3) его протекание требует энергии, равной энергии активации;
4) его протекание требует необходимую ориентацию активных частиц.
7. Следствие из закона Гесса выражается уравнением:
1) Hр = Hобр. исх. в-в – Hобр. прод. реакции;
2) Hр = Hобр. прод. реакции – Hобр. исх. в-в;
3) Hр = Hобр. исх. в-в + Hобр. прод. реакции;
4) Hр = Hобр. прод. реакции х Hобр. исх. в-в
8. Система находится в состоянии равновесия при:
ΔG
>ΔS
T
9. Укажите математическое выражение второго закона
термодинамики:
1) G = H – T.S 2) Sтв < Sж < Sгаз 3) H = U + p.V 4)
dS.T > dQ
5) S = k.lnW
10. Укажите дифференциальное уравнение первого порядка:
dC
dC
dC
1) 
 k 2) 
 k  C 3) 
 k  C 2 4)
d
d
d
dC

 k  C3
d
11.
Для определения порядка реакции применяют:
1) метод подстановки, заключающийся в подстановке
экспериментальных данных в уравнения порядков реакций и
определении уравнения, наиболее точно описывающего
экспериментальных данных (дают одинаковое значение
константы скорости реакции);
2) графический метод, который заключается в построении
графических зависимостей и выявлении линейной
зависимости;
3) метод определения порядка по периоду полупревращений,
который заключается в проведении серии опытов и
выявлении времени, за которое концентрация уменьшается
вдвое;
4) все перечисленные методы.
12. Укажите фазовое превращение:
1) растворение кислорода в воде;
2) растворение
хлорида натрия в воде;
3) растворение хлороводорода в воде; 4) растворение
углекислого газа в воде;
5) растворение аммиака в воде.
13. Термический анализ изучает:
1) зависимость физико-химических превращений от
давления
2) зависимость физико-химических превращений от
концентрации
1) H > S.T
2) H < S.T
3) H = S.T
4)
3) зависимость физико-химических превращений от
температуры
4) зависимость физико-химических превращений от объема
системы
14. С помощью перегонки можно разделять лишь растворы
жидкостей, сильно отличающихся:
1) концентрацией; 2) химическими свойствами; 3)
растворимостью;
4) температурой кипения; 5) плотностью
15. Для описания фазовых превращений пользуются:
1) внутренними параметрами;
2) внешними
параметрами
3) независимыми параметрами
4) зависимыми
параметрами
16. Правило фаз Гиббса математически выражается уравнением:
1) С = К + Ф;
2) С = К + Ф + 2
3) С = К – Ф + n
4) С = К – Ф – 2
17. Масса вещества, оставшегося после извлечения
(экстрагирования) математически определяется
выражением:
1)
C (X)
K= 1
C 2 (X)
2) m n = m 0  K  V0
 K  V0 
mn = 1 - m0 

 K  V0 + Vn 


K

V
+
V
0
n 

n
n
3)
4) m(X) = V(p-pa)  ω(X)  ρ
M(X)
18. Согласно правилу фаз Гиббса в однокомпонентной системе
максимальное число степеней свободы равно:
1) 0
2) 1
3) 2
4) 3
5) 4
……………………………………………………………
…………………………………….
26. Укажите проводник первого рода:
1) расплав NaCl 2) расплав Al2O3 в криолите 3) раствор
NaCl
4) раствор AgNO3
5) латунь
27. Удельная электропроводность раствора электролита
характеризует:
1) природу растворенного вещества в растворителе;
2) природу растворителя в растворе;
3) взаимосвязь природы растворителя и проводимости
электрического тока;
4) способность растворенного вещества проводить
электрический ток;
5) способность раствора проводить электрический ток;
28. Эквивалентная электропроводность характеризует:
1) природу растворителя;
2) природу растворенного вещества;
3) природу раствора;
4) взаимосвязь растворенного вещества и растворителя;
5) способность раствора проводить электрический ток;
29. Кондуктометрия – это группа методов, изучающих:
1) потенциалы различной природы
2) оптическую плотность растворов
3) электропроводность растворов
4) коллигативные свойства растворов
……………………………………………………………………
…………………
32. Укажите электрод, который является электродом
определения:
1) хлорсеребряный электрод; 2) каломельный электрод;
3) водородный электрод;
4) электрод элемента Вольта
5) все перечисленные электроды
33. Укажите гальваническую схему элемента Даниэля-Якоби:
1) (+)Cu|Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu()
2) (
)Zn|Zn|ZnSO4||CuSO4| Cu(+)
3) ()Cu|Zn|ZnSO4||CuSO4|Cu(+)
4)
(+)Cu|Zn|ZnSO4|CuSO4|Cu()
5) (+)Cu|Zn|ZnSO4(0,1М)||CuSO4(0,1М)|Cu()
……………………………………………………………………
……………………..
35. Адсорбцией называется процесс:
1) выравнивания концентрации растворённых веществ;
2) переход молекул дисперсионной среды в сторону большей
концентрации растворённого вещества;
3) разделения смеси веществ на составляющие компоненты;
г) удаления вещества с поверхности;
4) самопроизвольное изменение концентрации вещества на
грагнице раздела фаз.
36.
Укажите формулу, соответствующую теории адсорбции
Ленгмюра:
1) Г = Г

C
C+K
3) K. С1/n
4)
 Δσ 

R  T  ΔC 
Площадь, занимаемая одной адсорбируемой молекулой,
можно вычислить по формуле:
Г
М
l
1
1) макс.
2)
3)
Гмакс.  N A
Гмакс.  N A
d
Cp
37.
2) Г

Гмакс.
l d
5)
NA
NA
38. На частицах BaSO4 из раствора могут сорбироваться ионы:
1) SO32
2) CO32
3) Ca2+
4) SO42
5)S2
39. Изотермой поверхностного натяжения называют график
зависимости:
1) количества адсорбированного вещества от концентрации
растворённого вещества;
2) поверхностного натяжения от концентрации
растворённого вещества;
3) концентрации ионов водорода от объёма титранта;
4) адсорбции от концентрации раствора или давления газа.
40. В общем виде катионный обмен представляют в виде схемы:
1) RH + Na+  RNa + H+;
2) RNa + HCl  RH +
NaCl;
3) ROH + Cl RCl + OH;
4) RCl + NaOH RNa +
HCl.
41. Как классифицируют дисперсные системы?
4)
1) по размеру частиц измельченного вещества;
2) по определенному состоянию дисперсионной среды и дисперсной
фазы;
3) по подвижности частиц и текучести всей системы в целом;
4) по силе взаимодействия частиц дисперсной фазы и молекул
дисперсионной среды;
5) всеми перечисленными способами.
………………………………………………………………………
……………………………
43. Укажите способ получения коллоидных систем, который относится к
методам химического диспергирования:
1) размалывание в коллоидной мельнице; 2) дробление с помощью
ультразвука;
3) пептизация;
4) применение электрической
дуги;
5) конденсация газообразного вещества.
44. Что такое диализ?
1) метод очищения коллоидных растворов;
2) метод разделения смеси веществ;
3) метод получения коллоидных систем;
4) способ осаждения количества частиц в растворе;
5) способ осаждения коллоидных частиц.
45. Электрофорез — это движение:
1) частиц дисперсной фазы через полупроницаемую перегородку под
действием электрического тока;
2) частиц дисперсной фазы в растворе под действием электрического
тока;
3) молекул растворенного вещества через полупроницаемую перегородку
за счёт градиента концентрации;
4) молекул дисперсионной среды через полупроницаемую перегородку за
счёт градиента концентрации;
5) низкомолекулярных соединений через неподвижную пористую
диафрагму под действием электрического тока.
46. Строение мицеллы иодида серебра, полученного смешением раствора
иодида калия и избытка раствора нитрата серебра, выражается формулой:
1) {mAgI, nI, (nx) K+}xI
2) {mAgI, nI, (nx) K+}xK+
+


3) {mAgI, nAg , (nx) NO3 }xNO3
4) {mAgI, nAg+, (nx) NO3
+
}xAg
47. Укажите уравнение Галлера, по которому рассчитывают
осмотическое давление растворов высокомолекулярных
соединений:
1)
.
.
СR T
M
+ KC
2
;
2) C.R.T;
3)
ν
NA
R T;
KMC
48. Укажите свойство разбавленных эмульсий, отличное от
других видов эмульсий:
4)
1) размер капель в разбавленных эмульсиях менее 107м;
2) объемная доля дисперсной фазы в них более 74%;
3) у них слабо выражено броуновское движение;
4) наличие на частицах двойного электрического слоя;
5) они устойчивы только в присутствии эмульгатора.
49. Аэрозоли — это микрогетерогенные системы, в которых
дисперсной фазой служит:
1) жидкость, а дисперсионной средой газ;
2) твердое тело, а дисперсионной средой тоже твердое тело;
3) газ, а дисперсионной средой жидкость;
4) жидкость, а дисперсионной средой другая жидкость;
5) твердое тело, а дисперсионной средой жидкость.
50. Пены — это микрогетерогенные системы, в которых
дисперсной фазой служит:
1) жидкость, а дисперсионной средой газ;
2) твердое тело, а дисперсионной средой газ;
3) газ, а дисперсионной средой либо жидкость либо твердое
тело;
4) жидкость, а дисперсионной средой другая жидкость;
5) твердое тело, а дисперсионной средой жидкость.
Образец экзаменационного билета (100
баллов)
ОБРАЗЕЦ ЭКЗАМЕНАЦИОННОГО БИЛЕТА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ЗДРАВООХРАНЕНИЮ И
СОЦИАЛЬНОМУ РАЗВИТИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ
«КАЗАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
кафедра «ОБЩЕЙ и ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ»
факультет: фармацевтический
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ №
по физической и коллоидной химии
«УТВЕРЖДАЮ»
зав.кафедрой, проф., д.х.н.
………………Л.Е.Никитина
Тестовая часть
Для ответа на вопросы части 1 (1–25) следует выбрать один
правильный ответ.
1. Физическая химия — самостоятельная дисциплина,
которая в отличие от других
химических дисциплин изучает:
а) общие закономерности химических явлений;
б) фактический материал;
в) распространенность химических элементов и явлений;
г) тепловые процессы в компрессорах и моторах.
2. Основоположником физической химии в России считается:
а) М.В.Ломоносов;
б) В.Оствальд;
в)
Н.Н.Бекетов;
г) В.Гиббс
.........................................................................................................
............................................
12. Найдите соответствие (синонимы) между понятиями и
определениями процессов:
1) сольватация
А) возгонка
2) дистилляция
Б) разложение
3) сублимация
В) перегонка
4) конденсация
Г) уплотнение
Д) соединение
1
2
3
4
13. На рисунке представлена диаграмма состояния воды. На
ней имеется точка С,
представляющяя особый интерес. Как называется эта
точка и какова ее физический
смысл?
а) точка С называется
идеальной, потому что при
значениях давления и
температуры,
соответствующих этой
точке, газ становится
идеальным.
б) точка С называется
тройной, поскольку лишь при
соответствующих ей
значениях давления и
температуры все три фазы
воды могут существовать
вместе, находясь в
равновесии друг с другом;
в) точка С называется
критической – при
температурах и давлениях
выше этой точки пары воды
не могут быть превращены в
жидкую воду никаким
повышением давления;
г) точка С называется
изотропной, поскольку в ней
меняется показатель
преломления среды.
…………………………………………………………………………………
……………
20.
Конденсационному методу получения золя с использованием реакции
ионного
обмена соответствует уравнение:
а) SO2 + H2S  S + H2O
б) FeCl3 + H2O  Fe(OH)3 + HCl
в) 2CuSO4 + K4[Fe(CN)6] = Cu2[Fe(CN)6] + K2SO4
г) FeCl3 + NaHCO3  Fe(OH)3 + NaCl + CO2
д) KHCO3 + Al2(SO4)3  Al(OH)3 + K2SO4 + SO2
…………………………………………………………………………………
…………..
24. Приведенная вязкость растворов полимеров вычисляется по
уравнению:
а)  = 0(1 + .);
K.Ma
г)
η
уд.
б) уд. = K.M.C;
в) [] =
=KM
C
25. Аэрозоли характеризуются:
а) наличием двойного электрического слоя у частиц;
б) проявлением интенсивного броуновского движения;
в) высокой вязкостью дисперсионной среды;
г) агрегативной устойчивостью;
д) отсутствием броуновского движения частиц.
Творческая часть
В этой части на поставленные вопросы требуется дать
исчерпывающий ответ
1. В чем сущность компенсационного метода измерения ЭДС
гальванических элементов? Дать объяснения, привести схему
установки, изложить порядок работы и расчетов.
2. Какие электрические потенциалы ионной природы
возникают в организме? Какое значение они имеют?
3. Отчего зависит скорость электрофореза коллоидных частиц
(уравнение Гельмгольца-Смолуховского), что такое
электрофоретическая подвижность? Использование
электрофореза в медицине и фармации.
4. Коагуляция 100 мл золя Fe(OH)3 вызывается добавлением
следующих количеств какого либо из электролитов: 10,5 мл
раствора KCl с C(1/zX) = 0,1 моль/л, 62,5 мл раствора Na2SO4
с C(1/zX) = 0,01 моль/л, 37 мл раствора Na3PO4 с C(1/zX) =
0,001моль/л. Вычислить пороги коагуляции электролитов и
определить знак заряда коллоидной частицы.
5. Что такое критическая концентрация мицеллообразования
полуколлоидов, как она связана со структурой молекул
полуколлоидов?