1

Зошит для практичних та лабораторних робітстудента фармацевтичного факультету І курсу

група___________________________________________________П.І.П.___________________________________________________

2

„Схвалено”Методичною радою загальнотеоретичних дисциплін I курсу Вінницького національного медичного університету ім. М.І.Пирогова,протокол №5 від26.05.20 10 рПереглянуто і затверджено на засіданні кафедри фармацевтичної хімії Протокол № 1 від 29.08.2014 р. Зав.кафедри_______________доц. Ющенко Т.І.Переглянуто і затверджено на засіданні кафедри фармацевтичної хімії Протокол № 1 від 28.08.2015 р. Зав.кафедри_______________доц. Ющенко Т.І.

Складачі: доцент, к.х.н Азаров О.С., ас. Знаміровська Е. М., ас.Сотник Н.П., ас. Чернега В.О.Комп’ютерна верстка: Азаров О.С.,Сотник Н.П., Чернега В.О.

Рецензенти:- доцент кафедри загальної та біологічної хімії Вінницького національного медичного університету ім. М.І. Пирогова, к.х.н. О. В.Смирнова- доцент кафедри загальної та біологічної хімії Вінницького державного аграрного університету , к.х.н. Т. В. Марчак

Методичні вказівки розраховані для студентів І курсу денної форми навчання фармацевтичних факультетів вищих навчальних медичних та фармацевтичних закладів освіти ІІІ–IV рівня акредитації

3

ВступМетодичні вказівки призначені для самопідготовки і проведення практичних

занять з неорганічної хімії для студентів І курсу фармацевтичних факультетів вищих фармацевтичних та медичних закладів освіти III–IV рівнів акредитації.

Зміст методичних вказівок відповідає програмі з неорганічної хімії, затвердженій Міністерством охорони здоров’я України.

Головною метою викладання курсу неорганічної хімії є формування вихідного рівня знань студентів, необхідного для успішного вивчення наступних хімічних та спеціальних дисциплін, прищеплення студентам навичок хімічного мислення, уміння передбачати можливість взаємодії речовин та характер продуктів їх хімічного перетворення. Виконання лабораторного практикуму сприяє поглибленню та засвоєнню теоретичного матеріалу курсу та формуванню експериментальних навичок самостійної роботи.

Дані методичні вказівки представлені у формі робочих зошитів (модуль 1, модуль 2) та відповідають навчальному плану дисципліни, а також вимогам типової програми з неорганічної хімії для студентів фармацевтичних факультетів вищих медичних та фармацевтичних закладів освіти.

Вказівки відповідають обсягу кількості годин, відведених для вивчення даної дисципліни за навчальним планом.

Організація навчального процесу здійснюється за кредитно-модульною системою відповідно до умов Болонського процесу.

Програма з неорганічної хімії містить 2модулі, які в свою чергу поділяються на 9 змістових модулів.

Структурування навчальної дисципліни здійснено таким чином, що кожний наступний модуль складається із пов'язаних між собою складових змісту дисципліни.

Дисципліна структурована на 2 модулі:

Модуль 1. ЗАГАЛЬНА ХІМІЯ: Будова речовини. Енергетика хімічних реакцій. Вчення про розчини.

Змістові модулі:1. Будова речовини і періодичний закон Д.І.Менделєєва. 2. Атомно-молекулярне вчення і основні закони хімії.3. Елементи хімічної термодинаміки та кінетики. 4. Розчини. Властивості розчинів. Рівновага в розчинах електролітів.5. Основні типи хімічних реакцій.

4

Модуль 2. НЕОРГАНІЧНА ХІМІЯ: Хімія s- , р- і d-елементів.Змістові модулі:

1. Хімічні елементи, їх класифікація. Людина і біосфера. 2. s-Елементи (типові метали).3. р-Елементи IIIА -VIІА груп періодичної системи елементів. 4. Загальна характеристика d-елементів I-VIII груп періодичної системи

елементів.

Методика викладання матеріалу відповідає вимогам оформлення методичних вказівок, затверджених методичною радою Вінницького національного медичного університету ім. М.І.Пирогова.

Кожне заняття розглядається за наступним планом: актуальність теми; ціль загальна; конкретні цілі, уміти; література (основна, додаткова);питання, що підлягають вивченню; питання для самостійного позааудиторного вивчення; еталони рішення задач; завдання для закріплення матеріалу,завдання для самостійного розв΄язування; алгоритм лабораторної роботи; лабораторна робота.

Рекомендована література представлена у достатньому обсязі і охоплює джерела як основної, так і додаткової літератури у даній галузі.

Лабораторний практикум вміщує переважно якісні реакції на відповідні класи неорганічних сполук, які дають можливість аналізувати ці сполуки, а у майбутньому використовувати набуті знання при вивченні органічної, аналітичної, токсикологічної, фармацевтичної хімії, та інших профільних дисциплін. В основу лабораторного практикуму покладено напівмікрометод, який має певні переваги: скорочується час проведення дослідів, економно витрачаються реактиви.

5

ПРАВИЛА РОБОТИ І ТЕХНІКА БЕЗПЕКИ В ЛАБОРАТОРІЇ НЕОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ

Загальні правила1. Приступати до виконання лабораторного практикуму дозволяється лише

після того, як студенти уважно ознайомляться з темою роботи, засвоять теоретичний матеріал за допомогою підручників, методичних посібників та конспектів лекцій, зроблять запис рівнянь відповідних реакцій в лабораторному журналі.

2. Черговий студент одержує необхідні для роботи всієї групи прилади та реактиви і розміщує їх на робочих місцях.

3. У хімічній лабораторії дозволяється працювати лише при наявності білого халата та шапочки. Кожному студенту відводиться постійне місце роботи, яке він повинен тримати в чистоті, не захаращувати його сторонніми предметами, що не мають відношення до даної роботи. Безладдя та неакуратність при виконанні дослідів часто призводять до необхідності повторення експерименту.

4. При нагріванні та кип’ятінні розчинів у пробірці треба користуватись пробіркотримачем і тримати пробірку так, щоб її отвір був направлений у протилежний бік від тих, хто працює поруч.

5. Не можна нахилятися над пробіркою, в якій нагрівають чи кип’ятять рідину, щоб бризки не потрапили в обличчя.

6. У тих випадках, коли виникає необхідність перевірити запах речовин у пробірках в яких зберігаються рідини, необхідно легким рухом долоні руки направити потік повітря від пробірки до себе і обережно понюхати.

7. Реактиви, дистильовану воду, електричну енергію в лабораторії слід використовувати економно.

8. Всі роботи з речовинами, при взаємодії яких утворюються шкідливі для організму гази або речовини з неприємним запахом, необхідно проводити в спеціально відведених для цієї мети приміщеннях з посиленою вентиляцією, або під тягою. Категорично забороняється працювати з вказаними речовинами на робочому місці.

9. Розчини сірководню, кислот, лугів тощо необхідно зливати в спеціально відведений посуд, щоб запобігти руйнуванню каналізаційної системи в лабораторії. Розчини, які містять сполуки срібла, ртуті, свинцю, йодид–йони необхідно зливати в окремий посуд для їх подальшої регенерації.

10. Категорично забороняється виконувати досліди, які не відносяться до даної лабораторної роботи.

11. Після закінчення роботи необхідно помити пробірки, здати їх черговому, прибрати своє робоче місце, виключити нагрівні прилади, електричне освітлення, воду, вимити руки.

Правила поводження з реактивами— для проведення досліду розчини та тверді речовини беруть у таких

кількостях, яких вимагає методика експерименту;

6

— реактиви зберігають у закритих кришками склянках для запобігання їх забруднення;

— тверді реактиви обережно відбирають шпателем; рідкі реактиви, які знаходяться в крапельницях, відміряють краплями;

— надлишок реактиву не висипають і не виливають у посуд, з якого він був взятий, щоб запобігти забрудненню реактивів;

— концентровані розчини кислот та лугів, токсичних речовин знаходяться під тягою, де з ними і працюють.

Робота з кислотами і лугамиПід час роботи з концентрованими кислотами та лугами необхідно бути

обережним та слідкувати за тим, щоб вони не потрапили на шкіру і одяг.

Робота з шкідливими і отруйними речовинамиПри роботі з шкідливими і отруйними речовинами (ціаніди, солі барію, ртуті,

свинцю, миш’яку, металічна ртуть, сірководень тощо) необхідно слідкувати за тим, щоб шкідливі або отруйні речовини не потрапили в організм через шлунково–кишковий тракт. У зв’язку з цим їсти в лабораторії категорично забороняється. Після роботи в лабораторії необхідно добре вимити руки. Балони з ртуттю або заповнені нею прилади необхідно помістити на спеціальні підставки, щоб у випадку пошкодження приладів основна маса ртуті потрапила на підставку, а не на робочий стіл чи підлогу. Якщо ртуть все ж розлилась, її треба дуже швидко зібрати за допомогою мідних дроту або пластинки, а потім засипати сіркою. Працювати з ртуттю дозволяється лише у спеціальних приміщеннях.

Робота з горючими речовинами1. Під час роботи з спиртами, бензолом і іншими горючими речовинами, їх

нагрівання проводять на водяній бані в колбі з зворотним холодильником.2. У лабораторії ці речовини необхідно зберігати в щільно закритих

склянках невеликого вмісту.3. Пробірки та склянки з горючими речовинами потрібно тримати на

достатній відстані від пальників. Після закінчення роботи з ними необхідно загасити пальники, а лише потім вимити посуд, що містить ці речовини.

4. Горючі, легкозаймисті і леткі речовини не можна зберігати близько від полум’я або сильно нагрітих електричних приладів (термостати, електропічі, тощо).

5. Лужні метали слід обов’язково зберігати під шаром вільного від води і вологи гасу. Лужні метали та кристалічні луги необхідно брати тільки пінцетом або спеціальними щипцями. Необхідно одягати окуляри або спеціальну маску. Після закінчення роботи залишки цих металів потрібно перенести в спеціально відведені для них склянки.

Робота з речовинами, що утворюють вибухові суміші1. Необхідно пам’ятати, що деякі гази (водень, сірковуглець, ацетилен, оксид

вуглецю(II), тощо), а також леткі речовини (бензол, спирти, гексан, тощо), при випаровуванні утворюють з повітрям, а також з киснем вибухові суміші. Щоб їх

7

пари не накопичувались у приміщенні лабораторії в небезпечних кількостях, працювати з цими речовинами необхідно при сильній витяжній вентиляції.

2. Без дозволу і відповідної інструкції викладача забороняється нагрівати, піддавати удару речовини, які утворюють вибухові суміші (хлорати, перхлорати, персульфати тощо).

Правила поведінки при виникненні пожежі в лабораторії1.При виникненні пожежі в лабораторії необхідно терміново вимкнути всі

електричні прилади і перекрити подачу газу. Місце пожежі необхідно засипати піском або накрити протипожежною ковдрою і загасити вогонь за допомогою вогнегасника.

2.Застосовувати воду для гасіння пожежі треба обережно, тому що вода в деяких випадках сприяє збільшенню пожежі.

8

ТЕМАТИЧНИЙ ПЛАН ПРАКТИЧНИХ ТА СЕМІНАРСЬКИХ ЗАНЯТЬ

№теми Тема та зміст заняття

1. Будова атома. Періодичний закон Д.І.Менделєєва.2. Природа хімічного зв’зку і будова хімічних сполук.

Контроль засвоєння змістового модулю 1.3. Атомно-молекулярне вчення. Класифікація та номенклатура неорганічних

сполук.4. Основні закони хімії. Поняття еквівалента речовин.Лабораторна робота.

Контроль засвоєння змістового модулю 2.5. Основні поняття хімічної термодинаміки. Термохімія. Напрямленість

хімічних процесів. Лабораторна робота.6. Швидкість та механізми хімічних реакцій. Хімічна рівновага. Лабораторна

робота. Контроль засвоєння змістового модулю 3.7. Вчення про розчини. Способи вираження складу розчинів.8. Приготування розчинів заданої концентрації. Лабораторна робота.9. Колігативні властивості розчинів. Лабораторна робота.10. Теорія сильних і слабких електролітів. Рівновага в розчинах

малорозчинних електролітів. Лабораторна робота.11. Теорії кислот і основ. Дисоціація води. рН. Лабораторна робота.12. Протолітичні процеси. Лабораторна робота. Контроль засвоєння

змістового модулю 4.13. Реакції з перенесенням електронів.14. Експериментальне вивчення окисно-видновних реакцій. Лабораторна

робота.15. Координаційні сполуки. Реакції комплексоутворення.16. Експериментальне вивчення комплексних сполук. Лабораторна робота.

Контроль засвоєння змістового модулю 5.17. Підсумковий контроль рівня знань з розділу «Загальна хімія».

Комп’ютерне тестування. Залік.

9

Тема 1. Будова атома. Періодичний закон Д.І.Менделєєва.

1. Актуальність теми: Електронна теорія будови атомів пояснила фізичний зміст періодичного закону Д.І.Менделєєва. Знання цієї теми дає можливість студентам знаходити для будь яких елементів валентність, ступені окислення та характеризувати властивості цих елементів. Знання періодичного закону та структури періодичної системи має велике значення при вивченні загальної хімії та хімії елементів. Вміння користуватись закономірностями періодичної системи в періодах та в групах дозволить студентам характеризувати властивості елементів та їх сполук.2. Ціль загальна: Головною метою викладання курсу неорганічної хімії у фармацевтичному вузі є формування вихідного рівня знань студентів, необхідного для подальшого успішного вивчення хімічних і спеціальних дисциплін і здійснення завдань професійної діяльності, прищеплення студентам навичок хімічного мислення та узагальнення результатів експерименту. Засвоїти основні положення сучасної квантово-механічної теорії будови атомів. Застосовувати значення квантових чисел та правила і принципи, що визначають послідовність заповнення електронами атомних орбіталей, для зображення електронних і електронографічних формул атомів та іонів елементів. Засвоїти сучасне визначення періодичного закону та фізичний зміст закону періодичності.3. Конкретні цілі, уміти: Засвоїти основні положення сучасної квантово-механічної теорії будови атомів. Застосовувати значення квантових чисел та правила і принципи, що визначають послідовність заповнення електронами атомних орбіталей, для зображення електронних і електронографічних формул атомів та іонів елементів. Трактувати періодичність зміни атомних радіусів, енергії іонізації, спорідненості до електрона, електронегативності і хімічних властивостей простих речовин і сполук елементів на основі електронної теорії будови атомів.4. Література:

Основна:4.1. Конспект лекцій.4.1. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— стор. 15–40, стор. 41–60.Додаткова:4.3. Григор’єва та ін. Загальна хімія, К., 1991. с. 21–51, с. 51–614.4. Глинка Н.Л. Общая химия. — Л.: „Химия”, 1986г. с. 55–1094.5. Оганесян Э.Т. Неорганическая химия, М., 1984, с. 29–47.4.6. Ахметов Н.С. Общая неорганическая химия, М., 1988.4.7. Оленин С.С., Фадеев Г.Н. Неорганическая химия, М., 1979, с. 43–67.

10

5. Основні питання теми:5.1. Планетарна модель атома та її протиріччя. Експериментальні дослідження, що підтверджують складну будову атома. Постулати Бора. Спектри поглинання атомів як джерело інформації про їх будову. Квантовий характер поглинання та випромінювання енергії (Планк).5.2. Корпускулярно–хвильова двоїстість електрону, рівняння Луї де Бройля,

принцип невизначеності Гейзенберга. Характер руху електрона в атомі. Електронна хмара. Атомна орбіталь. Хвильова функція та її обчислення на основі рівняння Шредінгера.5.3. Квантування енергії в системі мікрочастин. Електронні енергетичні рівні атома. Квантові числа, їх характеристика, значення (головне, орбітальне, форма s, p, d, f орбіталей, магнітне). Орієнтація атомних орбіталей, спінове квантове число.5.4. Принципи та правила заповнення атомних орбіталей електронами: принцип найменшої енергії, принцип Паулі, правило Хунда та Клечковського. Електронні та електроннографічні формули атомів та їх іонів.5.5 Формулювання періодичного закону Д.І.Менделєєвим і сучасне формулювання

періодичного закону. Закон Мозлі.5.6. Будова періодичної системи елементів: період, група, підгрупа, s, p, d, f —

сімейства елементів.5.7. Періодичний характер зміни властивостей атомів елементів у газоподібному

стані як функція зміни їх електронної будови: атомних радіусів, енергії іонізації, спорідненості до електрону, відносної електронегативності.

5.8. Металічні, неметалічні та окисно–відновні властивості.5.9. Внутрішня та вторинна періодичність. Періодичність хімічних властивостей

елементів та їх сполук. Фізичний зміст періодичного закону.6. Приклади розв’язування задач. Задача 6.1. Написати електронну формулу заліза (Fe, z = 26).

Відповідь:26Fe1s2 2s22p6 3s23p63d6 4s2

Задача 6.2. Написати електроннографічні формули хлору в нормальному та збуджених станах, встановити валентність, ступінь окислення та навести приклади сполук з даними ступенями окислення..

Відповідь:17Cl 1s2 2s22p63s 2 3p 5

Валентність = І Валентність = ІІІ Валентність = V Ст. окисл. = 1 Ст. окисл. = +3 Ст. окисл. = +5 –1 +1 +3 +5

HCl ; Сl2O (Сl2O3) (Cl2O5) 11

Валентність = VII Ст. окисл. = +7 +7

Cl2O7

Задача 6.3. Для елементів ІІІ періоду навести в порядку зростання порядкового номеру форми вищих оксидів і вказати їх кислотно–основний характер.

Na2O; CaO; Al2O3; SiO2; P2O5; Cl2O7. осн. осн. амф. кисл. кисл. кисл.

Задача 6.4. Які сполуки з гідрогеном і оксигеном утворюють елементи головної підгрупи VI групи?

Е–2Н2; Е+4О2; Е+6О3.7. Завдання для закріплення матеріалу: (виконати в робочому зошиті)7.1. Написати електронні формули елементів з порядковими номерами 14, 24 і 38,

встановити родину, підкреслити валентні електрони і для останніх зобразити електронно–графічні формули в нормальному та збуджених станах, встановити валентність, ступінь окислення та навести приклади сполук з даними ступенями окислення.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.2. Напишіть електронні формули таких йонів: Fе2+, P3–, I–, Ga3+.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.3. Запропонуйте формули двох сполук, до складу яких входять позитивні йони з електронною конфігурацією 1s2 та негативні йони з електронною конфігурацією 1s22s22р63s23р6.

12

________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.4. Скільки значень має магнітне квантове число, якщо l = 2?________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.5. Використовуючи періодичний закон, дайте відповіді на такі запитанняа) який елемент має найбільшу електронегативність: Ве чи Cl? І чому?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________б) вказати характер наступних оксидів хрому: CrO, Cr2O3, CrO3, і підтвердити відповідними рівняннями реакцій.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.6. Елементи А і В належать до одного періоду. Один з них реагує з водою, утворюючи сполуку, яка при взаємодії з вищим оксидом іншого елементу утворює сполуку АВО4, масова частка оксигену в якій становить 52,25%. Визначте невідомі елементи А та В.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________8. Завдання для самостійного розв’язання.

8.1. Атому якого елемента відповідає кожна з наведених електронних формул: а) 1s22s22р63s23р6; б) 1s22s22р63s23р63d104s2; в) 1s22s22р63s23р63d74s2; г) 1s22s22р2?

8.2. Запропонуйте формули двох сполук, до складу яких входять позитивні йони з електронною конфігурацією 1s21s22s22р6.

8.3. Який з йонів К+, Zn2+, Sе2–, Fе3+ має електронну структуру, найбільш подібну до електронної структури атома аргону? Відповідь мотивуйте.

8.4. Напишіть електронні формули йонів: Мg2+, Вr–, Вr5+, I3+, Sn2+, Nа+. Вкажіть: загальне число електронів для кожного йону; б) скільки електронів мають відмічені йони на їхньому зовнішньому енергетичному рівні.

8.5. Десять металів (натрій, калій, магній, кальцій, манган, ферум, кобальт, купрум, цинк, молібден) називають біометалами тому, що вони відіграють важливу роль у життєвих процесах. Охарактеризуйте електронну будову атомів цих елементів.

13

8.6. В атомі якого елементу калію чи цезію зв’язок валентних електронів з ядром сильніший? Поясніть чому.

8.7. Визначте склад атомів таких нуклідів: Масове число

78 81 54 56 12 13 14 30 31 33

Елемент Br Br Fe Fe C C C P P P8.8. Атом елемента має таку електронну конфігурацію: 1s22s22р63s23р63d104р3.

Встановіть: а) порядковий номер елемента; б) максимально можливу ступінь окиснення елемента; в) валентність елемента в його сполуці з гідрогеном.

8.9. Заповніть таблицю:

ЙонКількість нейтронів у

найбільш поширеному нукліді

Кількість протонів

Загальна кількість

електронів

Кількість електронів на зовнішньому

енергетичному рівніS2– 16 16 18 8

Cl–

Ca2+

Al3+

O2–

Користуючись інформацією, наведеною в таблиці, виберіть серед елементів різновиди нуклідів (ізотопи, ізобари). Чи є серед них ізотони?

А 6 12 3 19 17 13 20 13 20 12 6 4 16 18Елемент Li C He F O C F N Ne B Be He O OZ 3 6 2 9 8 6 9 7 4 5 4 2 8 8

8.10. Як пояснити, що атоми флуору та хлору, маючи аналогічну електронну конфігурацію зовнішнього енергетичного рівня, проявляють різні валентні стани? Вкажіть, якісаме.

8.11. Атоми яких елементів другого періоду не проявляють валентності, яка дорівнює номеру групи? Поясніть цей факт, виходячи з електронної теорії будови атомів.

8.12. У якої пари йонів розподіл електронів по енергетичних рівнях більш подібний: у Ва2+ і Сs+ чи у Ва2+ і Нg2+? Відповідь обґрунтуйте.

8.13. Природна та штучна радіоактивність. Токсична дія радіонуклідів, Радіофармацевтичні препарати для лікування та діагностики захворювань.

8.14. Скільки електронів та протонів містять такі йони: ОН–, Н3О+, NH4+?

8.15. Складіть електронні формули речовин, формули яких Н2S, LіСl, МgO, Н2О, СS2.

8.16. Складіть формули гідроксидів елементів, ядра атомів яких мають такі заряди: +11, +4, +13, +16. Чи розчиняються ці гідроксиди у воді? Чи можливі хімічні реакції між ними? Відповідь обґрунтуйте написанням відповідних рівнянь хімічних реакцій.

14

8.17. Користуючись даними таблиці відносних електронегативностей, розрахуйте, який із наведених зв’язків є найбільш полярним: а) Са–Н; б) S–Н; в) N–Н; г) Sі–Н; д)І–Н?

8.18. Користуючись даними таблиці відносних електронегативностей, розрахуйте, який із зв’язків характеризується найменшим ступенем йонності: а) К–Сl; б) Са–Сl; в) Аl–Сl; г) Fе–Сl?

8.19. Напишіть рівняння реакції взаємодії між оксидом елемента, розміщеного у третій групі періодичної системи елементів, та оксидом елемента, який міститься в І групі. Назвіть продукт реакції.

8.20. Виходячи з розміщення елементів у періодичній системі, складіть формули бінарних сполук: а) елемента А (група III) та елемента В (група І); б) елемента А (група І) та елемента В (група V); в) елемента А (група III) та елемента В (групаV).

8.21. Елемент утворює з гідрогеном сполуку складу ЕН3, масова частка гідрогену в якій становить 8,82%. Назвіть елемент Е та напишіть формули оксигеновмісних кислот цього елементу з найвищим ступенем окиснення елемента.

8.22. Елемент, вищий оксид якого має формулу Е2О7, утворює з гідрогеном газоподібну сполуку, масова частка гідрогену в якій становить 2,74%. Визначте, що це за елемент, напишіть його електронну та електронно–графічну формули, передбачте його можливі валентні стани.

8.23. Елемент, вищий оксид якого відповідає формулі Е2О5, утворює з гідрогеном ковалентну сполуку, масова частка гідрогену в якій становить 3,85%. Визначте цей елемент.

8.24. Елементи А та В належать до однієї групи періодичної системи елементів, однак проявляють найвищу ступінь окиснення відповідно +2 та +6. Відомі дві сполуки, які утворюють між собою елементи А та В: ВА2 та ВА3. Масова частка елементу А в сполуці ВА2 становить 50%. Визначте елементи А і В. Наведіть приклад сполуки, в якій елемент А має ступінь окиснення +2.

8.25. Вищий оксид елемента, який належить до V групи періодичної системи елементів, має відносну молекулярну масу 142. Визначте невідомий елемент, зобразіть його електроннографічну формулу, вкажіть можливі валентні стани, складіть формули оксидів та гідроксидів і вкажіть їхній характер.

8.26. Визначте молекулярну формулу гідроксиду, якщо відомо, що відносна молекулярна маса цієї сполуки становить 121, а елемент, що входить до його складу, належить до III групи періодичної системи елементів.

8.27. Елемент А, що належить до головної підгрупи IV групи періодичної системи елементів, утворює сполуку з хлором, в якій масова частка хлору становить 92,21%. Запишіть формулу вищого оксиду, утвореного елементом А, вкажіть його характер.

“Зараховано” „____”_________________20__р. ______________________

(підпис викладача)

15

Тема 2. Природа хімічного зв’зку і будова хімічних сполук. Контроль засвоєння змістовного модуля 1.

1. Актуальність теми: Знання цієї теми дозволять студентам передбачати тип та міцність зв’язків в хімічних сполуках, а також їх реакційну здатність. Ці знання допоможуть студентам краще зрозуміти питання просторової будови та реакційної здатності хімічних сполук при вивченні неорганічної, органічної, біологічної, аналітичної хімії, та інших дисциплін. 2. Ціль загальні: Засвоїти основні поняття сучасної теорії хімічного зв'язку. Застосовувати метод валентних зв'язків для визначення форми молекул та їх полярності і метод молекулярних орбіталей для визначення магнітних властивостей та забарвлення речовин.Проаналізувати переваги і недоліки цих методів.3. Конкретні цілі, уміти: Класифікувати типи хімічного зв'язку, пояснювати властивості речовин у залежності від типу зв'язку у молекулі. У залежності від типу міжмолекулярної взаємодії пояснювати властивості речовин у рідкому, газоподібному чи скрапленому стані.4. Література:Основна:4.1. Конспект лекцій. 4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА

КНИГА, 2003.— с. 61–98.Додаткова:

4.3. Глинка Л.Г. Общая химия. Л.: 1986.4.4. Оленин С.С., Фадеев Г.Н. Неорганическая химия. М.: 1979. с.68–72, 76–80, 83–

85, 91–93.4.5. Григор’єва В.В. та ін. Загальна хімія, 1991, с. 62–85.5. Основні питання теми:5.1. Сучасні уявлення про природу хімічного зв’язку. Характеристики зв’язку:

енергія, довжина, валентний кут.5.2. Ковалентний зв’язок. Метод валентних зв’язків (ВЗ). Двоелектронний хімічний

зв’язок за Гейтлером–Лондоном (на прикладі утворення Н2).5.3. Обмінний та донорно–акцепторний механізм утворення ковалентного зв’язку.5.4. Властивості ковалентного зв’язку: насичуваність, напрямленість, поляризаційна

здатність. Утворення σ та π зв’язків, кратність зв’язку згідно з методом ВЗ.5.4. Іонний зв’язок та його властивості: ненасичуваність, ненапрямленість. Будова та

властивості сполук з іонним типом зв’язку.5.5. Металевий зв’язок.5.6.Водневий зв’язок та його типи. Роль водневого зв’язку в біологічних системах.5.7. Визначення валентності за методом ВЗ.

16

5.8. Основні положення методу молекулярних орбіталей (МО). Зв’язувальні, розпушувальні та незв’язувальні молекулярні орбіталі. Їх енергія та форма.

Кратність зв’язку за методом МО.5.9. Утворення ковалентного зв’язку в збудженому стані атомів. Гібридизація

атомних орбіталей та просторова будова молекул.5.10. Міжмолекулярна взаємодія та її природа. Орієнтаційна, індукційна та

дисперсійна взаємодія.6. Приклади розв’язування задач. Задача 6. 1. Яка кількість електронних пар бере участь в утворенні зв’язку в молекулі води? Показати електронну формулу.

Відповідь:2 (два).

Задача 6. 2. Написати схему утворення катіона гідроксонія.Відповідь:

донорммолекула Н2О

акцептор протон

Іон гідроксонія Н3О+

Задача 6. 3. Встановити вид гібридизації атомних орбіталей, просторову будову та валентний кут в наступних молекул: H2O, NH3, CH4, BeCl2, BCl3.

Відповідь:H2O: атом оксигену в стані sp3–гібридизації, форма молекули кутова, кут 104,5О; NH3: атом нітрогену в стані sp3–гібридизації, форма молекули пірамідальна, кут 107,3О; CH4: атом карбону в стані sp3–гібридизації, форма молекули тетраедрична, кут 109О28/; BeCl2: атом берилію в стані sp–гібридизації, форма молекули лінійна, кут 180О;BCl3: атом бору в стані sp2–гібридизації, форма молекули площина, кут 120О. Задача 6. 4. Напишіть енергетичну схему заповнення електронами МО в молекулі водню.Розв’язання:

17

Задача 6. 5. Показати водневий зв’язок між молекулами фтороводню.Розв’язання:

7. Завдання для закріплення матеріалу:(виконати в робочому зошиті)7.1. Встановити вид гібридизації атомних орбіталей, просторову будову та валентний кут в наступних молекул: H2S, PH3, SiCl4, MgCl2, AlI3.Для вказаних молекул графічно зобразити перекриття атомних орбіталей з утворенням відповідних σ–зв’язків.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

18

7.2. В яких сполуках присутній лише σ –зв’язок (відповідь мотивуйте):а) йодоводнюб) киснюв) брому

г) азоту________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.3. Вкажіть тип хімічного зв’язку в кожній з наведених сполук: MgО, Li3N, SіF4.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.4. Зобразіть енергетичні діаграми наступних молекулах: N2, CO.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________8. Завдання для самостійного розв’зку.

8.1. Який тип хімічного зв’язку в речовинах, формули яких N2, СО2, NН3?8.2. Поясніть механізм утворення: а) алюміній хлориду; б) силіцій тетрахлориду;

в) калій фториду; г) цезій хлориду. Вкажіть тип хімічного зв’язку в кожній з молекул.

8.3. В якій з наведених сполук зв’язок елемент — хлор має йонну природу: ССl4, Сl2О, МgСl2, НСl, ІСl7, СsСl? Відповідь обґрунтуйте.

8.4. Чи можлива взаємодія з утворенням донорно–акцепторного зв’язку таких молекул та йонів: а) бортрифториду та амоніаку; б) карбонтетрафториду та амоніаку; в) бортрифториду та фторид–йону; г) алюміній гідроксиду та гідроксид–йонів?

8.5. Напишіть електронні схеми утворення молекул фтору, азоту, кисню, карбон діоксиду, гідроген хлориду.

19

8.6. Поясніть механізм утворення молекул: а) бортрифториду; б) дигідроген сульфіду; в) кальцій хлориду; г) сульфур тетрафториду; д) гідразину (N2H4); є) оксигендифториду.

8.7. Поясніть механізм утворення таких молекул та йоків: а) йону гідроксонію (Н3О+); б) алюміній хлориду; в) йону фосфонію (РН4

+); г) силану (SіН4); д) SО3; є) К2О.

8.8. Скільки електронів беруть участь в утворенні зв’язків у молекулах складу: Сl2О7, СО2, NH3, SiF4, ОF2, В2О3?

8.9. До якого з елементів зміщені спільні електронні пари в кожній з наведених сполук: ХеО4, Мg2Sі, СF4, Н2S, МgН2?

8.10. Поясніть механізм утворення: а) алюміній хлориду; б) силіцій тетрахлориду; в) калій фториду; г) цезій хлориду. Вкажіть тип хімічного зв’язку в кожній з молекул.

8.11. В якій з наведених сполук зв’язок елемент — хлор має йонну природу: ССl4, Сl2О, МgСl2, НСl, ІСl7, СsСl? Відповідь обґрунтуйте.

8.12. Скільки електронів беруть участь в утворенні зв’язків у молекулах складу: Сl2О7, СО2, NH3, SiF4, ОF2, В2О3?

8.13. До якого з елементів зміщені спільні електронні пари в кожній з наведених сполук: ХеО4, Мg2Sі, СF4, Н2S, МgН2?

8.14. Поясніть механізм утворення: а) алюміній хлориду; б) силіцій тетрахлориду; в) калій фториду; г) цезій хлориду. Вкажіть тип хімічного зв’язку в кожній з молекул.

8.15. В якій з наведених сполук зв’язок елемент — хлор має йонну природу: ССl4, Сl2О, МgСl2, НСl, ІСl7, СsСl? Відповідь обґрунтуйте.

8.16. Запишіть за допомогою електронно–йонних рівнянь схеми утворення таких йонів: К+, Сu2+, F–, Аl3+, Са2+, Lі+, Fе2+, Аg+.

“Зараховано” „____”_________________20__р. ______________________

(підпис викладача)

Тема 3. Атомно-молекулярне вчення. Класифікація та номенклатура неорганічних сполук.1. Актуальність теми: Основні положення атомно-молекулярного вчення. Представники основних класів неорганічних сполук широко застосовуються в медицині як лікарські препарати і хімічні реактиви. Вивчення і знання хімічних властивостей має суттєве значення для подальшого можливого застосування їх з лікувальною метою.

20

2. Ціль загальна: Класифікувати прості та складні речовини залежно від їх складу та наявності функціональних груп. Пояснювати хімічні властивості речовин певного класу за допомогою хімічних реакцій.3. Конкретні цілі, уміти: Застосовувати атомно-молекулярне вчення при вивченні наступних розділів хімії. Продемонструвати знання номенклатури неорганічних сполук на конкретних прикладах.4. Література:

Основна:4.1. Конспект лекцій. 4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА

КНИГА, 2003.— стор.99–125.Додаткова:4.3. Глинка Н.Л. Общая химия. Л.: 1986. с. 37–43.4.4. Оленин С.С. Фадеев Г.Н. Неорганическая химия. М.: 1979. с. 126–129.4.5. Григор’єва В.В. та ін. Загальна хімія. 1991. с.140–164.4.6. Общая химия в формулах, определениях, схемах. И.Е. Шиманович, М.Л.

Павлович, В.Ф. Тикавий, П.М. Малашко. 1987. 13–30.5. Основні питання теми:5.1. Атомно-молекулярне вчення.5.2. Прості речовини: метали і неметали.5.3. Складні речовини: бінарні, потрійні, комплексні.5.4. Оксиди: прості, подвійні, полімерні. Пероксиди та надпероксиди.

Номенклатура. Застосування.5.5. Кислоти. Орто–, мета–, та полі–форми кислот. Властивості. Застосування.5.6. Гідроксиди: основні, кислотні, амфотерні. Номенклатура. Властивості.

Застосування.5.7. Солі. Класифікація. Номенклатура. Властивості. Застосування.7. Завдання для закріплення матеріалу:(виконати в робочу зошиті)7.1. Навести приклади оксидів (по два): а) кислотних; б) основних; в) амфотерних; г) індиферентних.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

21

7.2. Навести приклади солей (по два): а) середних; б) основних; в) кислих; г) змішаних; д) подвійних:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.3. Дати міжнародну назву таким речовинам:а) кислотам: H2S, H3BO3, H3РO4, H2СО3.б) оксидам: NO, К2O, Fe3O4, V2O5.в) солям: Li3PO4, CrOHCl, Ca(H2PO4), Mg(HCO3)2, NaAl(SO4)2

_____________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________

7.4.Закінчити рівняння реакцій:BаO + Al2O3 →___________________________________________________________К2O + Cl2O7→____________________________________________________________FeCl2 + ZnO→ ___________________________________________________________ Fe 2O3 + Na2CO3→ ________________________________________________________ Fe3O4 + H2SO4→ _________________________________________________________ Ba(H2РO4)2 + Fe2(SO4)3→___________________________________________________Ca3(PO4)2 + H3PO4→ ______________________________________________________FeS + K2H2P2O7→ _______________________________________________________ 7.5. Написати рівняння дисоціації таких електролітів: H3PO4, Al2(SO4)3, Na2H2P2O7, MgOHCl, Fe(OH)3, NH4Al(SO4)2:

22

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.6. Скласти рівняння реакцій за допомогою яких можна зробити такі перетворення:а) Вa →ВaO →ВaCl2→Вa3(PO4)2→ВaSO4;________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________б) Al→ KAlO2→AlCl3→Al(OH)3→ Na3[Al(OH)6] → Al2(SO4)3

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________8.Завдання для самостійного розв’зку.8.1. Розмістіть наведені формули оксидів у порядку зростання їхніх кислотнихвластивостей: ВеО, SО3, SО2, SіО2. Відповідь обґрунтуйте.8.2. Елемент, вищий оксид якого має формулу Е2О7, утворює з гідрогеном газоподібну сполуку, масова частка гідрогену в якій становить 2,74%. Визначте, що це за елемент, напишіть його електронну та електронно–графічну формули, передбачте його можливі валентні стани.8.3. Елемент, вищий оксид якого відповідає формулі Е2О5, утворює з гідрогеном ковалентну сполуку, масова частка гідрогену в якій становить 3,85%. Визначте цей елемент.8.4. Масова частка оксигену в оксиді невідомого елементу становить 31,58%. Визначте цей елемент.8.5. При взаємодії оксиду невідомого металу масою 1,2г з воднем утворилось 0,27г води. Визначте формулу оксиду.8.6. При взаємодії 2,7г оксиду невідомого металу з нітратною кислотою одержали 6,3г солі. Визначте хімічну формулу одержаної солі.8.7.Відомо, що 7г невідомого металу заміщує 0,215г гідрогену з кислоти. Визначте метал.8.8. При розчиненні у воді 0,2кг невідомого металу одержали 0,112м3 водню, виміряного за нормальних умов. Визначте формулу одержаного гідроксиду.

23

8.9. При спалюванні 0,7г невідомого металу одержали 1,17г його оксиду. Визначте метал.8.10. ZnO2 + H2SO4→ 8.11. MnO2 + Li2O→ 8.12. SnO2 + SO3→8.13. Al2O3 + CaCO3→8.14. Cr2O3 + Na2CO3→ 8.15. PbO2 + NaOH→8.16. Al2O3 + CaCO3→8.17. PbO + PbO2→8.18. H2S→S→SO2→SO3→CaSO4→BaSO4

8.19. SO3→NaHSO4→Na2SO4→NaCl8.20. HCl→Cl2→KClO→KCl→HCl→AgCl8.21. Ca(OH)2→Ca3(PO4)2→Ca(H2PO4)2→CaHPO4→Ca3(PO4)2

8.22. Ca3(PO4)2→H3PO4→KH2PO4→K2HPO4→K3PO4→Ca3(PO4)2→H3PO4

8.23. CO2→C→CO→CO2→CaCO3→Ca(HCO3)2→CO2→ZnCO3

8.24. SiO2→Na2SiO3→ SiO2→Si→ Na2SiO3→CaSiO3

8.25. CO2→Ca(HCO3)2→ CaCO3→CO2→KHCO3→BaCO3→Ba3(PO4)2

8.26. Визначте невідомі речовини X, Х1 та Х2:а) 3Na2НРО4 + 3Х = 2Na3РО4 + (NH4)3РО4;б) (NH4)2НРО4 + X = (NH4)3РО4;в) КНSО4 + Х1 = К2SО4 + Н2О;г) 2КНSО4 + Х2 = К2SО4 + Na2SО4 + Н2О.8.27. Закінчіть схеми хімічних реакцій:а) Н3РО4 + LiOН = ... + Н2О;б) Н3РО4 + 2LiОН = ... + 2Н2О;в) КН2РО4 + КОН →;г) Fе(ОН)3 + 2HNО3 →;д) FеСl3 + 2КОН →;8.28. Закінчіть схеми хімічних реакцій:а) КНСО3 + Са(ОН)2 →;б) КН2РО4 + NаОН →;в) СаSО4 + Н2SО4 →;г) КНSО4 + СuО →;д) NaНSО4 + Zn →.8.29. При взаємодії 1,3г гідроксиду невідомого металу із сульфатною кислотою утворилось 2,85г солі. Визначте метал.8.30. Використавши 290г гідроксиду невідомого металу, одержали його бромід масою, у 3,17 рази більшою від використаного гідроксиду. Визначте невідомий метал, що входив до складу гідроксиду.8.31. Розмістіть наведені формули гідроксидів у порядку зростання їхніх основних властивостей: NaOH, LiОН, Са(ОН)2, КОН, Ва(ОН)2, Аl(ОН)3. Відповідь обґрунтуйте.

24

“Зараховано” „____”_________________20__р. ______________________ (підпис викладача)

Тема 4. Основні закони хімії. Поняття еквівалента речовин. Лабораторна робота. Контроль засвоєння змістового модулю 2.

1. Актуальність теми: Знання і володіння основними законами хімії дасть можливість студентам–провізорам зрозуміти і оволодіти кількісними методами дослідження хімічних реакцій, робити стехіометричні розрахунки вагових і об’ємних співвідношень між реагуючими речовинами, розрахунки за хімічними формулами і рівняннями, виводити формули речовин і закінчувати рівняння реакцій, що знадобиться для вивчення наступних дисциплін та в практичній діяльності.2. Ціль загальна: Засвоїти основні поняття і закони хімії та розраховувати еквіваленти простих і складних речовин.3. Конкретні цілі, уміти: Робити стехіометричні розрахунки вагових і об’ємних співвідношень між реагуючими речовинами, розрахунки за хімічними формулами і рівняннями, виводити формули речовин і закінчувати рівняння реакцій. 4. Література:

Основна:4.1. Конспект лекцій. 4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА

КНИГА, 2003.— с. 4–14.Додаткова:4.3. Сухомлинов А.К., Боровская Н.В., Пустовар П.Я. и др. Неорганическая химия

(практикум), 1983, с. 31–42.4.4. Григор’єва В.В. та ін. Загальна хімія, 1991 с.7–18.4.5. Глинка Н.Л. Общая химия, 1983, с. 14–355. Основні питання теми:5.1. Закон збереження маси та енергії як кількісне відображення постійності руху

матерії.5.2. Закон сталості складу та його сучасне трактування.5.3. Закон кратних співвідношень.5.4. Закон Авогадро та його наслідки.5.5. Газові закони ( рівняння стану ідеального газу Менделєєва-Клайперона,

об’єднанний газовий закон)5.6. Еквівалент та еквівалентна маса елементів та простих і складних речовин.

Еквівалентний об’єм.

25

5.7. Еквівалент та еквівалентна маса простих та складних речовин в умовах хімічної реакції. Закон еквівалентів.

5.8. Еквівалент та еквівалентна маса окисника та відновника.6. Приклади розв’язування задач. Задача 6.1. Які дані слід мати для встановлення молярної маси речовин в газоподібному стані?

Розв’язок. Для цього необхідно знати масу (m) певного об’єму (V) газу при певній температурі (Т) і тиску (Р):1. Із рівняння Клапейрона–Менделєєва:

Mx =

де: R — універсальна газова стала (8,31Дж/моль·К)2. Коли відома відносна густина газу, молярну масу можна розрахувати за

формулою:Mx=D·Mде Mx — молярна маса невідомого газу;D — відносна густина невідомого газу за відомим;M — молярна маса відомого газу (частіше М(Н ) = 2г/моль або М(повітря) = 29г/моль). Задача 6.2. Який існує зв’язок між еквівалентною і молярною масою складних речовин?

Відповідь: Для розрахунків еквівалентних мас кислот, гідроксидів, солей та оксидів користуються формулою:

де: M — молярна маса (г/моль)n — кількість атомів металу (для солей), водню, здатного заміщуватись на

метал (для кислот), і гідроксогруп (для гідроксидів);B — валентність (або ступінь окислення) металу (для солей і оксидів).

Задача 6.3. В чому полягає суть електрохімічного методу встановлення еквівалентних мас електролітів?

Відповідь: Спочатку знаходять масу простої речовини, яка осаджується на електроді при електролізі, наприклад, солі певного елемента. Далі еквівалент розраховується за рівнянням Фарадея:

де: m — маса окисленої або відновленої речовини;E — хімічний еквівалент речовини;Q — кількість кулонів електричного струму, яка пропущена через розчин;F — число Фарадея (96500Кл)

Лабораторна робота. Визначення еквівалентної маси металу методом витіснення.

26

Метод заснований на реакції розчинення металу в надлишку кислоти і вимірюванні об’єму водню, що виділиться.

Прилад для встановлення еквіваленту металу складається із бюретки 1 та скляної трубки 2, заповнених дистильованою водою і з’єднаних між собою гумовою трубкою. До бюретки приєднана пробірка Оствальда 3. Трубки закріплені зажимами у штативі.

В одне з колін пробірки Оствальда розмістити наважку металу, а в саму пробірку налити 3–5мл HCl. Перевірити герметичність приладу. Для цього приєднати пробірку до бюретки і, не перевертаючи її, опустити або підняти скляну трубку 2.

Коли прилад герметичний, то рівень води в бюретці не повинен змінюватись. Записати в зошит положення рівня рідини в бюретці, атмосферний тиск і температуру.

Після того, як досягнуто герметичності, пробірку перевернути так, щоб метал занурився у HCl. Під тиском водню, який утворюється при взаємодії металу з кислотою, вода із бюретки переходить у трубку 2.

Після закінчення реакції пробірку охолодити до кімнатної температури, а положення менісків в бюретці і трубці привести до одного рівня. Записати нове положення рівня води. Результати вимірів занести до таблиці:

Наважка, г

m(Me)

Умови досліду Положення рівня рідини Об’єм витісненого водню, мл

V

температура,

оС, tтиск, Па

Рдо

дослідупісля

досліду

Розрахунки еквівалента:

1. Користуючись формулою , знайти об’єм водню за н.у. (Vo).

В експерименті водень збирається над поверхнею води і, таким чином, містить водяний пар. Загальний тиск газу в бюретці, який дорівнює атмосферному, складається із тиску водню і водяного пару ( ). З урахуванням цього об’єм водню за нормальних умов встановлюється за рівнянням:

=

2. Розраховують еквівалент металу за формулою:27

=

Отримане значення порівняти з теоретичним.3. Розрахувати відносну похибку досліду:

=

При вірному виконання роботи відносна похибка не повинна перевищувати 5%.

Висновок:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7. Завдання для закріплення матеріалу:(виконати в робочу зошиті)7.1 За нормальних умов 500мл газу важить 1,806г. Знайти його густину за повітрям і молярну масу.

Дано: Розв’язання: _____________________________________________________

_____________________________________________________ _____________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:____________________________________________________________________________________________________________________________________

7.2 Розрахуйте молярні маси еквівалентів нітратної кислоти в реакціях, рівняння яких наведені нижче:

а) Сu + 4НNО3 = Сu(NО3)2 + 2NO2 + 2Н2О;б) 4Zn + 10HNO3 = 4Zn(NО3)2 + NН4NО3 + 3Н2О.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.3 Розрахувати еквівалентну масу Na2O, H3BO3, Ca(OH)2, Na3PO4:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

28

7.4 При взаємодії 1,3г гідроксиду невідомого металу із сульфатною кислотою утворилось 2,85г солі. Визначте метал.

Дано: Розв’язання: _______________________________________________________

_______________________________________________________ _______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:____________________________________________________________________________________________________________________________________ 8. Завдання для самостійного розв’зку.8.1. Змішали 112мл азоту та 200см3 кисню (н.у.). Розрахуйте масову частку кисню в одержаній газовій суміші (%).8.2. Газова суміш містить карбон діоксид, кисень та азот, масові частки яких відповідно становлять 20%, 65% та 15%. Обчисліть об’ємні частки кожного газу (%) в суміші.8.3. Користуючись стехіометричною схемою 3Н2 → 2NН3 → 2NO → 2NО2 → 2НNO3, розрахуйте: а) масу нітратної кислоти, яку можна одержати з 30л водню (н.у.); б) об’єм амоніаку (н.у.), який потрібно використати для добування 6,3кг нітратної кислоти; в) об’єм водню (н.у.), необхідний для добування 2,24см3

амоніаку.8.4. При взаємодії оксиду невідомого металу масою 1,2г з воднем утворилось 0,27г води. Визначте формулу оксиду.8.5. При взаємодії 2,7г оксиду невідомого металу з нітратною кислотою одержали 6,3г солі. Визначте хімічну формулу одержаної солі.8.6. Використавши 290г гідроксиду невідомого металу, одержали його бромід масою, у 3,17 рази більшою від використаного гідроксиду. Визначте невідомий метал, що входив до складу гідроксиду.8.7. При спалюванні 12г металу X у надлишку кисню, одержали 2,67г його оксиду. Визначте молярну масу еквівалентів металу X.8.8. При взаємодії 2,5г карбонату невідомого металу з нітратною кислотою одержали 4,1г нітрату цього металу. Визначте молярну масу еквівалентів металу.8.9. Відомо, що 7г невідомого металу заміщує 0,215г гідрогену з кислоти. Визначте метал.8.10. При розчиненні 16,25г металу в хлоридній кислоті виділилось 5,6л газу (н.у.). Що це за метал? Визначте молярну масу його еквівалентів.8.11. Невідомий метал масою 19,2г розчинили в нітратній кислоті, одержавши при цьому 56,4г солі. Визначте молярну масу еквівалентів металу.8.12. При розчиненні у воді 0,2кг невідомого металу одержали 0,112м3 водню, виміряного за нормальних умов. Визначте формулу одержаного гідроксиду.

29

8.13. При спалюванні 0,7г невідомого металу одержали 1,17г його оксиду. Визначте метал.8.14. Невідомий метал масою 18г замістив 1,5г гідрогену з кислоти. Розрахуйте значення молярної маси еквівалентів металу.8.15. Однакова маса металу сполучається з 0,4г кисню та 3,1г кислотного залишку. Визначте молярну масу еквівалентів кислоти.8.16. При спалюванні 2,4г невідомого металу в закритій посудині, наповненій киснем, об’єм газу зменшився на 1,12л. Визначте метал.8.17. На розчинення 2,06г гідроксиду невідомого металу витратили 30мл 1М розчину сульфатної кислоти. Визначте молярну масу еквіваленті металу, що входив до складу гідроксиду. 8.18. Для реакції добування хлору при дії концентрованої хлоридної кислоти на розчин перманганату калію було використано 500мл розчину перманганату калію з молярною концентрацією еквівалентів солі 0,1моль/л Визначте масу перманганату калію, що містився в розчині, і молярну масу еквівалентів перманганату калію в даній реакції. 8.19. При взаємодії 12г невідомого металу з розбавленою нітратною кислотою виділилось 2,8л газу (н.у.). Відомо, що газ на повітрі самовільно окислюється. Визначте метал і молярну масу еквівалентів металу. Напишіть рівняння реакцій взаємодії цього металу з концентрованими розчинами нітратної та сульфатної кислот.8.20. При взаємодії 10,8г металу з розчином нітратної кислоти виділилось 693мл газу, виміряного при 27°С та тиску 120кПа. Одержаний газ окислюється з утворенням бурого газу. Визначте метал і молярну масу еквівалентів металу.8.21. Арсен утворює два оксиди, масові частки оксигену в яких становлять відповідно 34,8% та 24,2%. Визначте молярну масу еквівалентів арсену в кожному з оксидів. 8.22.При взаємодії з водою 0,8г сполуки невідомого металу з гідрогеном виділилось 2,25л водню, виміряного при температурі 17°С і тиску 107кПа. Визначте молярну масу еквівалентів невідомого металу.8.23. Яку кількість сульфату заліза(ІІ) можна окиснити в присутності сульфатної кислоти за допомогою 0,4л розчину перманганату калію з молярною концентрацією еквівалентів солі 0,25моль/л?

“Зараховано”„____”_________________20__р. _____________________

(підпис викладача)

Тема 5. Основні поняття хімічної термодинаміки. Термохімія. Напрямленість хімічних процесів. Лабораторна робота.

30

1. Актуальність теми: Знання основ хімічної термодинаміки необхідно для розуміння основ енергетики біохімічних і біологічних процесів, які вивчаються біохімією, біофізикою та фізіологією. Вміння розрахувати і практично визначити теплові ефекти хімічних реакцій необхідні для розуміння і визначення енергетичних характеристик біохімічних процесів організму людини.2. Ціль загальна: Розрахувати користуючись законом Гесса значення ентальпій хімічних реакцій, процесів розчинення речовини, дисоціації кислот та основ.Трактувати можливість самочинного перебігу хімічних реакцій та пояснювати термодинамічну стійкість хімічних сполук, користуючись значеннями ентропії та енергії Гіббса.3. Конкретні цілі, уміти:Пояснювати можливість перебігу хімічних реакцій залежно від природи реагуючих речовин та наявності каталізатора.4. Література:Основна:4.1. Конспект лекцій. 4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— с. 126–139.Додаткова:4.3. Григор’єва та ін. Загальна хімія. 1991. с. 104–1144.4. Глинка Н.Л. Общая химия. — Л.: „Химия”, 1986г. — с. 158–196.4.5. Садовничая Л.П., Хухрянский В.Г., Циганенко А.Я., Биофизическая химия, 1986, с. 8–29, 35-37.5. Основні питання теми:5.1. Предмет хімічної термодинаміки. Характеристика термодинамічних систем та їх стану.5.2. Перший закон термодинаміки. Поглинання та випромінювання різних видів енергії при хімічних перетвореннях. Внутрішня енергія та ентальпія. Тепловий ефект ізобарного та ізохорного процесів. Термохімічні рівняння, їх особливості.5.3. Закон Гесса та його наслідки. Стандартні умови та стандартні значення ентальпії утворення та згоряння речовин. Розрахунки теплових ефектів хімічних реакцій, процесів розчинення речовин, дисоціації кислот та основ.5.4. Другий закон термодинаміки. Ентропія як міра безпорядку системи (рівняння Больцмана).5.5. Енергія Гіббса як критерій самочинного протікання хімічних реакцій та характеристики термодинамічної стійкості хімічних сполук.6. Приклади розв'язку задач: Задача 6.1. Розрахувати тепловий ефект реакції: 2NaOH(к.) + CO2(г.) Na2CO3(к.) + H2O, якщо:

Ноутв.(NaOH) = –426,6 кДж/моль,

Ноутв.(CO2) = –393,6 кДж/моль,

Ноутв.(Na2CO3) = –1129,3 кДж/моль,

Ноутв.(H2O) = –285,8 кДж/моль,

31

Розв'язок: Тепловий ефект хімічної реакції обчислюється по стандартних теплотах утворення за формулою:Но = Но

утв.(прод. р–ції) – Ноутв.(вих. р–н)

з врахуванням відповідних стехіометричних коефіцієнтів, тобто: Но = ( Но

утв.(Na2CO3) + Ноутв.(H2O)) – (2 Но

утв.(NaOH) + Ноутв.(CO2)) =

= (–1129,3 – 285,8) – (–2 426,6 – 393,6) = –168,3 кДж. Тобто це екзотермічна реакція. Задача 6.2.Чи є можливою реакція:SiO2(к.) + 2NaOH(р.) Na2SiO3(к.) + H2O(р.), якщо:

Gо(SiO2(к.)) = –803,75 кДж/моль,Gо(NaOH(р.)) = –419,5 кДж/моль,Gо(Na2SiO3(к.)) = –1427,8 кДж/моль,Gо(H2O(р.)) = –237,5 кДж/моль?

Розв'язок: Для відповіді на питання задачі необхідно обчислити зміну енергії Гіббса в даній реакції за формулою:

Gо = Gо(прод. р–ції) – Gо(вих. р–н) (з врахуванням відповідних стехіометричних коефіцієнтів) = (–1427,8 – 237,5) – (–803,75 – 419,5 2) = –22,55 кДж, тобто Gо< 0, таким чином реакція є можливою і розчин лугу не можна випарювати в скляному посуді. Задача 6.3. Питома теплота топлення свинцю ( Н) становить 23,04 кДж/кг. Температура топлення свинцю 327,4оС. Знайти зміну ентропії при топленні 250г свинцю. Розв'язок: Застосовуючи питому теплоту топлення, обчислюємо теплоту топлення 0,25кг свинцю:

1кг Pb — 23040 Дж х = = 5760 Дж0,25кг Pb

— х

Формула для Gо = Н – Т S. Топлення є рівноважним процесом, тому для нього Gо = 0, тоді:

Н = TS; S = 9,59 Дж/К.

7. Завдання для закріплення матеріалу: (виконати в робочому зошиті)7.1. При зберіганні пшеничного борошна вуглеводи, що містяться в ньому, повільно окислюються з виділенням тепла. Знайти тепловий ефект реакції, якщо теплоти утворення речовин дорівнюють:ΔНо

утв.(CO2) = –393,6 кДж/моль,Но

утв.(H2O) = –285,6 кДж/моль,Но

утв.(C6H12O6) = –1272,45 кДж/моль.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.2. Реакція окислення оксиду вуглецю(ІІ) іде за рівнянням:

32

CO(г.) + O2(г.) CO2(г.); Но = –264,7 кДж.Скільки літрів вуглецю(ІІ) треба спалити, щоб утворилось 4,187 кДж теплоти? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.3. Чи є можливою реакція: NO(г.) + O2(г.) NO2(г.); якщо Gо

утв.NO = 126,8 кДж/моль; Gоутв.NO2 = 51,8 кДж/моль?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.4. Розрахуйте зміну ентропії при плавленні 3 моль оцтової кислоти (СН3СООН), якщо температура плавлення 16,6°С, а теплота плавлення ( Н) –194Дж/г.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________8. Завдання для самостійного розв'язку:8.1.Темохімічне рівняння реакції утворення гідроген йодиду: Н2(г) + І2(г) → 2НІ(г); ΔН° = 51,88кДж.Розрахуйте: а) скільки теплоти поглинеться під час взаємодії йоду масою 60г з надлишковою кількістю водню; б) теплоту утворення гідроген йодиду.8.2. При спалюванні сірки одержали 11,2л сульфур діоксиду (н.у.). При цьому виділилось 148,5кДж теплоти. Складіть термохімічне рівняння реакції окиснення сірки.8.3. Термохімічне рівняння реакції горіння фосфору: 4Р(т) + 5О2(г) = 2Р2О5(т); ΔН° = –3010кДж. Визначте: а) скільки грамів фосфору згоріло, якщо виділилось 1000кДж теплоти; б) скільки теплоти виділиться при взаємодії фосфору з 10л (н.у.) кисню; в) теплоту утворення фосфор(V) оксиду.8.4. Теплота утворення ферум(III) оксиду становить –821,3кДж/моль. Скільки теплоти виділилось при спалюванні в чистому кисні заліза, якщо утворилось: а) 80г ферум(III) оксиду; б) 4,5моль ферум(III) оксиду?8.5. Розрахуйте теплоту утворення хром(III) оксиду, якщо відомо, що при відновленні 5,33г цього оксиду коксом виділився карбон монооксид і при цьому

33

поглинулось 28,38кДж теплоти. Теплота утворення карбон монооксиду становить –110,4кДж/моль.8.6. Визначте теплоту утворення цинк оксиду, якщо відомо, що при взаємодії 5,6л (н.у.) кисню з надлишком цинку виділилось 175,3кДж теплоти.8.7. Теплота утворення амоніаку становить –46кДж/моль. Скільки теплоти виділиться при взаємодії 80л водню (н.у.) з надлишковою кількістю азоту?8.8. Скільки теплоти виділиться при взаємодії алюмінію масою 5, Термохімічне рівняння реакції горіння вуглецю:

С(т) + О2(г) = СО2(г); ΔН° = –402кДж.Розрахуйте: а) кількість теплоти, яка виділиться при спалюванні 0,5кг вугілля, масова частка карбону в якому становить 99%; б) скільки кілограмів вугілля згоріло, якщо при цьому виділилось 2000кДж теплоти.8.9. При окисненні магнію одержали 20,27г магній оксиду. При цьому виділилось 305кДж теплоти, а) складіть термохімічне рівняння реакції; б) визначте теплоту утворення магній оксиду; в) розрахуйте кількість теплоти, яка виділиться при окисненні магнію масою 0,02кг.8.10. Розрахуйте об’єм сірководню, який утворився при взаємодії сірки та водню, якщо при цьому виділилось 108кДж теплоти. Теплота утворення сірководню становить –20,9кДж/моль.8.11. Розрахуйте тепловий ефект реакції горіння пропану С3Н8, якщо теплоти утворення пропану, карбон діоксиду та води становлять відповідно –103,8кДж/моль, –393,3кДж/моль та –286,2кДж/моль.8.12. Скільки теплоти виділиться при спалюванні 1,5м3 ацетилену С2Н2, взятого за нормальних умов? Теплоти утворення карбон діоксиду, водяних парів та ацетилену становлять відповідно –393,3кДж/моль, –286,2кДж/моль та 226,8кДж/моль.8.13. При окисненні певного об’єму суміші, що містила нітроген монооксид та карбон діоксид, виділилось 28,25кДж теплоти. При пропусканні такого ж об’єму вихідної суміші газів через надлишок вапняної води випало 25г осаду. Розрахуйте: а) об’єм вихідної суміші газів; б) об’ємні частки (%) компонентів вихідної суміші. Термохімічне рівняння реакції окислення нітроген монооксиду: NO(г) + 1/2О2(г) = NО2(г); ΔН° = –56,5кДж.8.14. Розрахуйте теплоту утворення метану СН4, якщо відомі такі термохімічні рівняння реакцій: СН4(г) + 2О2(г) → СО2(г) + 2Н2О(р); ΔН° = – 890,3кДж. С(т) + О2(г) = СО2(г); ΔН° = –393,3кДж, Н2(г) + 1/2О2(г) → Н2О(р); ΔН° = –286,2кДж.8.15. Розрахуйте тепловий ефект реакції 2С(т) + О2(г)= 2СО(г), якщо відомі такі термохімічні рівняння реакцій: С(т) + О2(г)= СО2(г); ΔН° = –393,3кДж, СО2(г) + С(т) = 2СО(г); ΔН° = 172,42кДж.8.16. Розрахуйте питому теплоту згоряння етану за рівнянням: 2С2Н6(г) + 7О2(г) → 4СО2(г) + 6Н2О(г); ΔН°= –3120кДж. Скільки теплоти виділиться, якщо спалити 600г етану?8.17. Розрахуйте кількість теплоти, яка виділиться при спалюванні 40л (н.у.) еквімолярної суміші метану та чадного газу. Теплоти утворення речовин, що беруть участь у реакції, становлять: ΔН° = –74,9кДж/моль, ΔН° = –110,5кДж/моль, ΔН° = –393,3кДж/моль, ΔН° = –286,2кДж/моль.

34

8.18. Встановити по зміні енергії Гіббса, чи є можливим процес:Al2O3(кр) + 2SO3(г) → Al2(SO4)3(кр)

якщоΔG°(Al2O3) = - 1576.4 кДж/моль; ΔG°(SO3) = -370,4 кДж/моль; ΔG°(Al2(SO4)3) = –3091,9 кДж/моль;8.19. Розрахуйте тепловий ефект реакції, що описується рівнянням С2Н6О(г) + 3О2(г) → 2СО2(г) + 3Н2О(г), якщо теплоти утворення С2Н6О, СО2 та Н2О становлять відповідно –277кДж/моль, –393,3кДж/моль та –286,2кДж/моль.8.20. Теплота утворення ферум(III) оксиду становить –821,3кДж/моль. Скільки теплоти виділилось при спалюванні в чистому кисні заліза, якщо утворилось: а) 80г ферум(III) оксиду; б) 4,5моль ферум(III) оксиду? Лабораторна робота.

Визначення теплового ефекту реакції нейтралізації.Теплові ефекти хімічних реакцій визначають в спеціальному приладі —

колориметрі, або в посудині Дьюара. В калориметричний стакан (посудину Дьюара) налити 50мл розчину лугу (NaOH) з Сн = 1моль/л і виміряти його температуру. Потім при постійному перемішуванні до розчину лугу долити 50мл розчину соляної кислоти (HCl) з Cн = 1 моль/л Виміряти найвищу температуру, яку покаже термометр після злиття розчинів.

Дані експерименту записати по формі: Концентрації розчинів, Сн = 1моль/л

Об’єм розчинів, мл, Vл = Vк = 50млТемпература розчину лугу, tл = ____________Температура розчину кислоти, tк = ____________

Початкова температура,

Температура після нейтралізації, t2 = ____________Δt = (t2 – t1) – підвищення температури розчину внаслідок реакції нейтралізації: Δt=____Загальний об’єм розчину кислоти та лугу : V =100мл

По результатах досліду обчислюють теплоту нейтралізації за формулою:Qнейтр.= ρ∙V∙Δt∙C∙20∙0,001, де:

ρ – густина розчину солі, яка утворилась (1,011 г/мл)V- загальний об’єм розчину кислоти та лугуС – питома теплоємність розчину (4,14 Дж/градус)20 – коефіцієнт перерахунку теплоти реакції на 1 моль0,001 – коефіцієнт перерахунку в кДж

Qнейтр.=__________________________________________________кДж/мольQнейтр. = –Н

NaOH + HCl→ NaCl + H2OΔН = _________ кДж/моль

Встановити відносну похибку (в %), коли теоретичне значення теплового ефекту реакції нейтралізації одного моля соляної кислоти лугом дорівнює 57,3 кДж.

35

Висновок:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

“Зараховано”„____”_________________20__р. ______________________

(підпис викладача)

Тема 6: Швидкість та механізми хімічних реакцій. Хімічна рівновага. Лабораторна робота. Контроль засвоєння змістового модулю 3.1. Актуальність теми: Знання основних законів хімічної рівноваги і кінетики необхідні студентам для вивчення ряду наступних дисциплін: біоорганічної хімії (швидкість і механізм органічних реакцій), біохімії (швидкість ферментативних процесів, кінетика і механізм утворення метаболітів і кінцевих продуктів біохімічних процесів), фармакології (визначення швидкості проникнення лікарського препарату в організм людини, його розподіл і швидкість перетворення і виділення з організму) та інші.2. Ціль загальна:Застосовувати закон діяння мас, рівняння Арреніуса і емпіричне правило Вант-Гоффа для обчислення швидкості гомогенних і гетерогенних реакцій. 3. Конкретні цілі, уміти: Застосовувати закон діяння мас до рівноважних процесів. Трактувати напрямок зміщення рівноваги хімічної реакції за принципом Ле-Шательє.4. Література:

Основна:4.1. Конспект лекцій. 4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— с. 140–156.Додаткова:4.3. Глинка Н.Л. Общая химия. — Л.: „Химия”, 1986г. — с. 163–1874.4. Григор’єва В.В. та ін., Загальна хімія, 1991, с. 114–128.4.5. Садовничая Л.П., Хухрянский В.Г., Цыганенко А.Я., Биофизическая химия, 1985, с. 140–1664.6. Равич–Щербо М.И., Новиков В.В. Физическая и коллоидная химия, 1975, с. 103–131.5. Основні питання теми:5.1. Швидкість гомогенних та гетерогенних реакцій, її залежність від концентрації (закон діючих мас) і температури (рівняння Арреніуса та правило Вант–Гоффа).

36

5.2. Теорія активних зіткнень Арреніуса. Енергія активації. Порядок та молекулярність реакції.5.3. Незворотні та зворотні хімічні реакції. Хімічна рівновага.5.4. Константа хімічної рівноваги. Фактори, що впливають на зміщення хімічної рівноваги. Принцип Ле–Шательє.6. Приклади розв’язків задач: Задача 6.1. В синтезі аміаку (N2 + 3H2→ 2NH3) рівновага встановилась при наступних концентраціях: [N2] = 2,5моль/л, [H2] = 1,8моль/л, [NH3] = 3,6моль/л. Розрахуйте константу рівноваги цієї реакції і вихідні концентрації азоту та водню.

Розв’язок. Константа хімічної рівноваги за рівноважними концентраціями обчислюється за формулою:

За рівнянням реакції:

моль (N2(прореаг.) — С(прореаг.))

С(вихідне) = С(прореаг.) + [С(рівноважна)] = 1,8 + 2,5 = 4,3 моль/л

За рівнянням реакції:

моль (Н2(прореаг.) — С(прореаг.))С(вихідна) = 1,8 + 5,4 = 7,2моль/л

Задача 6.2. Реакція іде за рівнянням: 4HCl + O2 = 2H2O + 2Cl2. В якому напрямку зміниться хімічна рівновага, якщо концентрації усіх реагуючих речовин збільшити в 2 рази?

При збільшені концентрації усіх речовин в 2 рази:

Розв’язок. За законом діючих мас швидкість прямої і оберненої реакції дорівнюють:

Швидкість прямої реакції зросла в 32 рази, а швидкість оберненої — тільки в 16 разів, отже хімічна рівновага зміститься в напрямку прямої реакції. Задача 6.3 Рівновага хімічної реакції: 2NO + O2 = 2NO2 встановилась при слідуючи концентраціях реагуючих речовин: [NO] = 0,5моль/л, [O2] = 0,7моль/л,

37

2 моль NH3 утворюється з 1 моль N2

3,6 моль NH3 — х моль N2

2 моль NH3 утворюється 3 мольН2

3,6 мольNH3 — хмоль Н2

[NO2] = 2,1моль/л. Як зміниться швидкість обох реакцій, якщо тиск в системі зменшити в 2 рази? Куди зміститься хімічна рівновага?

Розв’язок. До зменшення тиску:

При зменшені тиску в 2 рази концентрації усіх речовин зменшаться в 2 рази і тоді:

Швидкість прямої реакції зменшилась в:

, а оберненої в:

Швидкість оберненої реакції буде більше, тому хімічна рівновага реакції зміститься в напрямку оберненої реакції. Задача 6.4. При 80оС реакція закінчується за 8хв. Через скільки хвилин вона закінчиться при 100оС, коли температурний коефіцієнт (ɤ) дорівнює 2?

Розв’язок.За правилом Вант–Гоффа при збільшені температури швидкість реакції збільшиться в:

при цьому інтервал перебігу реакції (Vкін.) зменшиться в 4 рази:

7. Завдання для закріплення матеріалу: (виконати в робочу зошиті):

7.1. Рівновага реакції Н2(г) + І2(г) ↔ 2НІ(г), встановилась при таких концентраціях речовин: [Н2] = 0,4моль/л, [І2] = 0,5моль/л, [НІ] = 0,9моль/л. Розрахуйте: а) константу рівноваги; б) вихідні концентрації водню та йоду.

Дано: Розв’язання: _____________________________________________________

_____________________________________________________ _____________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________

38

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:___________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.2. У скільки разів збільшиться швидкість реакції СО(г) + Сl2(г) = СОСl2(г) якщо концентрації вихідних речовин збільшити у 2 рази?Дано: Розв’язання:

_____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:____________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.3. У скільки разів зросте швидкість хімічної реакції при підвищенні температури з 30°С до 60°С, якщо температурний коефіцієнт реакції дорівнює 3?Дано: Розв’язання:

_____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:___________________________________________________________________________________________________________________________________

7.4. При 40°С реакція триває 4хв. Температурний коефіцієнт реакції становить 3. Скільки хвилин буде тривати ця реакція при температурі 10°С?

Дано: Розв’язання: _____________________________________________________

______________________________________________________ ______________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________

39

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:___________________________________________________________________________________________________________________________________

7.5. Початкова концентрація речовини А в реакції А(г) + В(г) → 2М(г) дорівнює 2,4моль/л, а швидкість реакції становить 0,02моль/л·сек. У скільки разів зменшиться концентрація речовини А через 0,8хв?

Дано: Розв’язання: ________________________________________________________

________________________________________________________ _______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:___________________________________________________________________________________________________________________________________ 8. Завдання для самостійного розв'язку:8.1.У скільки разів збільшиться швидкість реакції 3А(г) + В(г) = 2О(г), що відбувається в закритій посудині, якщо збільшити тиск у 3 рази?8.2. Розрахуйте теплоту утворення метану СН4, якщо відомі такі термохімічні рівняння реакцій: СН4(г) + 2О2(г) → СО2(г) + 2Н2О(р); ΔН° = – 890,3кДж. С(т) + О2(г) = СО2(г); ΔН° = –393,3кДж, Н2(г) + 1/2О2(г) → Н2О(р); ΔН° = –286,2кДж.8.3.У скільки разів потрібно збільшити тиск у системі Н2(г) + І2(г) ↔ 2НІ(г), щоб швидкість утворення НІ збільшилась у 25 разів?8.4. Тепловий ефект реакції горіння етену становить –1400кДж. Скільки літрів етену С2Н4, виміряного за нормальних умов, потрібно спалити, щоб одержати 140кДж теплоти?8.5. Як зміниться стан рівноваги в наведених реакціях при підвищенні тиску: а) Н2(г) + Сl2(г) ↔ 2НСl(г);б) 2СО(г) + О2(г) ↔ 2СО2(г); в) СаСО3(т) ↔ СаО(т) + СО2(г); г) N2(г) + О2(г) ↔ 2NO(г); д) РСl3(г) + Сl2(г) ↔ РСl5(г); є) СО(г) + Н2О(г) ↔ СО2(г) +Н2(г).8.6. Реакція при температурі 50°С триває 200сек. Температурний коефіцієнт реакції дорівнює 2. Скільки часу триватиме ця реакція при 70°С?8.7. При охолодженні реакційної суміші з 80°С до 50°С швидкість хімічної реакції зменшилась у 27 разів. Визначте температурний коефіцієнт реакції.

40

8.8. У скільки разів збільшиться чи зменшиться швидкість реакції 3А(г) + 2В(г) → 2С(г), якщо об’єм реакційної суміші зменшити у 3 рази?8.9. Як зміниться стан рівноваги при збільшенні температури для реакцій, що описуються такими рівняннями: а) 2SО2(г) + О2(г) ↔ 2SО3(г); ΔН<0; б) СО2(г) + С ↔ 2СО(г); ΔН>0;в)N2(г) + О2(г)↔ 2NO(г); ΔН>0; г) 2NO2(г) ↔ N2О4(г); ΔН<0?8.10.У скільки разів збільшиться швидкість реакції взаємодії чадного газу з хлором, якщо концентрацію чадного газу збільшити у 3 рази, а концентрацію хлору в 4 рази? Рівняння хімічної реакції: СО(г) + Сl2(г) = СОСl2(г).8.11. Визначте для яких реакцій зміна тиску не вплине на рівновагу?а) Н2(г) + S(т) ↔ Н2S(г); б) N2(г) + О2(г) ↔ 2NO(г); в) 2NO(г) + Сl2(г) ↔ 2NОСl(г); г) А(г) + 2В(г) ↔ 3С(г); д)2SО2(г) + О2(г) ↔ 2SО3(г).8.12. Початкова концентрація хлору в реакції Н2(г) + Сl2(г) ↔ 2НСl(г) становить 1,6моль/л. У скільки разів зменшиться концентрація цієї речовини через 10хв, якщо середня швидкість реакції становить 0,1моль/л·хв.8.13. Концентрації речовин А та В в реакції, що описується рівнянням А(г) + 2В(г) → С(г), відповідно становлять 0,5моль/л та 0,7моль/л. У скільки разів зросте швидкість реакції, якщо тиск у системі збільшити у 3 рази?8.14. На скільки градусів потрібно підвищити температуру в системі, щоб швидкість реакції збільшилась у: а) 81 раз (γ=3); 6)243 рази (γ=3); в) 64 рази (γ=4)?8.15. У скільки разів потрібно збільшити тиск у системі Н2(г) + І2(г) ↔ 2НІ(г), щоб швидкість утворення НІ збільшилась у 25 разів?8.16. У момент рівноваги реакції синтезу амоніаку: N2(г) + 3Н2(г) ↔ 2NН3(г) концентрації речовин мали такі значення: азоту 0,5моль/л, водню 1,5моль/л та амоніаку 1моль/л. Розрахуйте вихідні концентрації речовин–реагентів.8.17. При спалюванні магнію масою 30г виділилось 751,5кДж теплоти. а) складіть термохімічне рівняння реакції горіння магнію; б) розрахуйте масу магній оксиду, яка утворилась при реакції окиснення магнію, якщо при цьому виділилось 1500кДж теплоти.8.18. При розкладі 24,4г кальцій карбонату поглинулось 35,4кДж теплоти. Напишіть термохімічне рівняння реакції розкладу кальцій карбонату.8.19.У кисні спалили еквімолярну суміш алюмінію та цинку масою 18,4г. Розрахуйте, скільки теплоти при цьому виділилось. Теплоти утворення алюміній оксиду та цинк оксиду становлять відповідно –1675,7кДж/моль та –350,6кДж/моль.8.20. Розрахуйте тепловий ефект реакції горіння пропану С3Н8, якщо теплоти утворення пропану, карбон діоксиду та води становлять відповідно –103,8кДж/моль, –393,3кДж/моль та –286,2кДж/моль.

41

8.21. Теплоти утворення карбон діоксиду та карбон монооксиду становлять відповідно –393,3кДж/моль та –110,4кДж/моль. Скільки теплоти виділиться при спалюванні 112л (н.у.) карбон монооксиду?

Лабораторна робота.Дослід 1. Вплив концентрації реагуючих речовин на зміщення рівноваги.В колбу з 50мл води додають по одній краплі насичених розчинів хлориду

заліза(ІІІ) і роданіду амонію. Розчин перемішують і розливають в чотири пробірки. В першу пробірку додають 2 краплі розчину хлориду заліза(ІІІ), а в другу 2 краплі розчину роданіду амонію, в третю кристали хлориду амонію (на кінчику шпателя), четверту пробірку залишають для порівняння. Як змінюється забарвлення в пробірках? Результати досліду занести в таблицю і зробити висновки. Написати рівняння реакцій і вираз для константи хімічної рівноваги.

№ Доданий реактив

Зміна забарвлення Висновки

1.2.3.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Висновок:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 2. Вплив температури на зміщення рівноваги.При взаємодії йоду з крохмалем утворюється йодкрохмаль синього кольору.

йод + крохмаль → йодкрохмальВ 2 пробірки наливають по 4–5мл розчину крохмалю і додають по 1 краплі

розчину йоду (С = 0,1моль/л). Одну з пробірок нагрівають а потім охолоджують. Другу пробірку залишають для порівняння. Запишіть результати досліду. На основі даних досліду і принципу Ле–Шательє визначте типи прямої і оберненої реакцій (яка з них є екзо–, а яка ендотермічна).Висновок:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 3. Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин.

42

Приготуйте три розчини тіосульфату натрію різної концентрації. Для цього в першу пробірку внесіть 5 крапель розчину тіосульфату натрію (С = 0,5моль/л) і 10 крапель води, а в другу — 10 крапель розчину тіосульфату натрію і 5 крапель води, в третю — 15 крапель розчину тіосульфату натрію. Потім для кожної концентрації визначте час перебігу реакції від моменту додавання 1 краплі розчину сірчаної кислоти (С = 0,5моль/л) до виникнення помутніння розчину. Дані досліду занесіть в таблицю, потім побудуйте графік залежності швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин, відкладаючи на осі абсцис концентрації (кількість крапель), а на осі ординат — відносну швидкість реакції. Напишіть рівняння реакції та висновки.

№ Концентрація розчину

тіосульфату (к–ть крап.)

Час перебігу реакції, с

Відносна швидкість

1.2.3.

υ(швидкість)

С (концентрація)

Реакція:_________________________________________________________________________________________________________________________________________Висновок:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 4. Залежність швидкості реакції від температури.В три пробірки відрахуйте по 10 крапель розчину тіосульфату натрію (С =

0,5моль/л). Визначте температуру повітря в лабораторії. В першу пробірку додайте 1 краплю розчину сірчаної кислоти (С = 0,5моль/л) і визначте час перебігу реакції в секундах з моменту додавання сірчаної кислоти до помутніння розчину.

Другу пробірку на водяній бані нагрійте до температури, яка на 10оС буде вищою від кімнатної (за температурою слідкуйте по термометру, зануреному у воду бані), потім додайте 1 краплю розчину сірчаної кислоти і визначте час реакції.

43

В тертій пробірці визначте час реакції при температурі, яка на 20оС буде вищою від кімнатної. Результати запишіть в таблицю і зробіть висновки, чи підтверджується правило Вант–Гоффа на практиці?

№ Температура, оС Час перебігу реакції

Відносна швидкість

1.2.3.Висновок:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

„Зараховано”„____”_________________20__р. ______________________

(підпис викладача)

Тема 7. Вчення про розчини. Способи вираження складу розчинів.1. Значення теми: Значення розчинів в житті людини велике, так як всі життєво важливі процеси протікають в розчинах. Прикладом розчинів є деякі біологічні системи: плазма крові, лімфа, внутрішньоклітинна рідина, шлунковий сік та інші. У вигляді розчинів застосовується багато лікарських препаратів. Знання про приготування розчинів заданої концентрації та їх аналіз необхідні в практичній діяльності провізора. Подальше вивчення фармакології, фармацевтичної хімії, технології ліківвимагає чіткого уявлення про розчинність речовин та способи вираження концентрації розчинів.2. Ціль загальна: Визначати способи вираження концентрації розчинів. Застосувати закони Дальтона та Сеченова для обчислення розчинності газів у рідинах і вивчити розчинність речовин і залежність її від різних факторів.3. Конкретні цілі, уміти: Розрахувати масову частку, молярну, моляльну концентрації, мольну долю, молярну концентрацію еквівалента та титр за вказаними значеннями маси розчиненої речовини, об'єм розчину або розчинника та приготувати розчин з певною масовою часткою, молярною, моляльною концентрацією, молярною концентрацією еквіваленту або титром. Розраховувати розчинність.Трактувати правило змішування розчинів з різною масовою часткою і застосувати його на практиці.4. Література:

Основна:4.1. Конспект лекцій.

44

4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— с. 157–169.Додаткова:4.3. Л.П.Садовничая, В.Г.Хухрянский, А.Я. Цыганенко, Биофизическая химия, 1985, с. 49–56.4.4. М.И. Равич–Щербо, В.В.Новиков, Физическая и коллоидная химия, 1975, с. 37–44, 224–226.4.5. В.В.Григор’єва та ін. Загальна хімія, 1991, с. 167–175. Основні питання теми:5.1. Розчин, його складові. Класифікація.5.2. Теорії розчинів (фізична, хімічна).5.3. Тепловий ефект процесу розчинення.5.4. Розчинність. Закон Генрі-Дальтона,Сеченова.5.5. Масова частка (в %);5.6. Молярна концентрація. Мольна частка; 5.7. Молярна концентрація еквівалента (нормальна);5.8. Моляльна концентрація;5.9. Титр розчинів;

6. Приклади розв’язування задач. Задача 6.1. Яка масова частка у відсотках сульфату заліза (ІІ) у насиченому при 80°С розчині, якщо розчинність солі при цій температурі дорівнює 100г.

Розв’язок.Коефіцієнт розчинності (розчинність) виражає кількість грамів розчиненої речовини, що міститься у 100г розчинника (Н2О).1. Знаходимо масу розчину:

m(розчину) = m(речовини) + m(розчиника)m(розчину) = 100 + 100 = 200г

2. Обчислюємо масову частку розчиненої речовини у відсотках:200г – розчину - 100г FeSO4

100г - розчину - х г FeSO4

х = 50г Задача 6.2. З 64,3г насиченого при 15°С водного розчину барій хлориду шляхом випарювання одержали 20,545г барій хлориду дигідрату. Визначити розчинність барій хлориду (100г води) при даній температурі. Розв’язок. М(BaCl2∙2H2O) = 244г ∕ мольν = m:M; ν(BaCl2∙2H2O) = 20,545 : 244 = 0,0842 мольν(BaCl2) = ν(BaCl2∙2H2O) = 0,0842 мольm(BaCl2) = 208∙0,0842 = 17,51гРозрахуємо масу води, яка міститься в 64,3г насиченого при 15°С розчинуBaCl2: m(Н2О) = 64,3 – 17,51 = 46,79гМожна записати: 46,79г води розчиняє 17,51г солі,

45

100г води розчиняє х г солі. Звідси х = 37,4г Задача 6.3. Обчисліть масу води та пентагідрату сульфату міді(ІІ) CuSO4∙5H2O,які необхідні для приготування 500мл розчину з масовою часткою безводної соліCuSO48% (ρ = 1,084г ∕ мл). Розв’язок. Знаходять масу одержаного розчину: m = V∙ρ,m = 500 ∙ 1,084 = 542гМаса CuSO4 у цьому розчині складає 542 ∙ 0,08 = 43,36гЗнаходять масу кристалогідрату, в якому міститься 43,36гCuSO4.М(CuSO4) = 160 г ∕ моль, М(CuSO4∙5H2O ) = 250г ∕ моль, тоді250гCuSO4∙5H2O містить 160гCuSO4

Х гCuSO4∙5H2O ------ 43,36гCuSO4,х = розчину67,8гМаса води, яка необхідна для приготування розчину,m(H2O) = m(р-ну)- m(CuSO4∙5H2O) = 542 – 67,8 = 474,2г Задача 6.4. Скільки грам борної; кислоти та води потрібно для приготування 250г розчину з масовою часткою борної кислоти 3%?

Розв’язок. Формула розрахунку масової частки:

Звідси:

Води потрібно взяти: 250 – 7,5 = 242,5г Задача 6.5. Обчисліть маси розчинів з масовою часткою калій гідроксиду 10% та 50%, необхідні для приготування 800г розчину з масовою часткою калій гідроксиду 25%. Розв’язок. Найпростіший спосіб розв’язування цієї задачі – це за правилом змішування («правило хреста», діагональна схема, квадрат Пірсона) знайти співвідношення розчинів з ω 10% та ω 50% розчиненої речовини.Числа, що показуютьмасові частки речовиниу вихідних розчинах

З числами, що розташувались на одній лінії виконується арифметична дія віднімання: від більшого числа віднімають менше, а одержаний результат записують на іншому кінці прямої: На підставі цих записів бачимо, що змішуванням 25м.ч.розчину з ω 10% і 15м.ч. розчину з ω 50% виготовляють

46

25 + 15 = 40м.ч. розчину з ω 25% (1) За умовою задачі необхідно виготовити 800г, а не 80г розчину з масовою часткою розчиненої речовини 30%. Тому виконуємо подальше обчислення:800г : 40г = 20 (2) Отже, маса кожного розчину має бути вдвічі більшою:25г ∙ 20 = 500г (3)15г ∙ 20 = 300г (4) Для виготовлення розчину з ω 25% потрібно 500г розчину з ω 10% і 300г розчину з ω 50%.7. Завдання для закріплення матеріалу:(виконати в робочу зошиті)7.1. Які об’єми розчину сульфатної кислоти (ρ=1,84г/см3) та води потрібно змішати, щоб приготувати 10л розчину кислоти з густиною 1,42г/см3.Дано: Розв’язання:

_____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:___________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.2. Визначте масові частки розчинених речовин у розчинах, які утворюються при змішуванні таких розчинів: а) 400г розчину хлоридної кислоти з масовою часткою кислоти 0,1 та 200мл розчину цієї ж кислоти (ρ=1,149г/мл, ω=0,3); б) 300мл розчину калій гідрокси ду (ρ=1,137г/см3, ω=10%) та 200г розчину цього ж лугу з масовою часткою речовини 30%.

Дано: Розв’язання: ______________________________________________________

______________________________________________________ ______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:_____________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.3. Яку масу розчину хлоридної кислоти (ω=0,3) необхідно добавити до 400г розчину цієї ж кислоти з масовою часткою 0,15, щоб одержати розчин з масовою часткою речовини 0,2?

47

Дано: Розв’язання: ______________________________________________________

______________________________________________________ ______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:__________________________________________________________________________________________________________________________________

7.4. Який об’єм розчину нітратної кислоти (ρ=1,078г/см3, ω=0,14) добавили до 300мл розчину цієї ж кислоти (ρ=1,12г/см3, ω=0,2), якщо одержали розчин з масовою часткою кислоти 17%?Дано: Розв’язання:

______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:____________________________________________________________________________________________________________________________________ 8. Завдання для самостійного розв’зку.8.1. Розрахувати масу води, яку необхідно додати до 50г розчину хлориду натрію з масовою часткою NаС1 2% для приготування розчину з масовою часткою NаС1 0,9%.8.2. Масова частка сірчаної кислоти в розчині 3,2%. Обчислити молярну концентрацію еквівалента сірчаної кислоти в розчині (ρ = 1,02г/мл).8.3. Обчислити масову частку сульфатної кислоти в ії 4М розчині (ρ = 1,23 г/мл).8.4. Яка маса солі викристалізується при охолодженні до 40°С насиченого при 80°С розчину цієї ж солі масою 200г? Розчинність солі при температурах 40°С та 80°С становить відповідно 38,5г та 46г на 100г води.8.5. У 300г насиченого при 600С розчину міститься 157г калійної селітри. Визначте розчинність калійної селітри (у 100г води) при даній температурі.8.6. Для введення хворого в наркоз використовують натрій оксибутират, який випускається по 10 мл розчину в ампулі з масовою часткою речовини 20%. Маса хворого 60 кг. Препарат необхідно ввести з розрахунку 70 мг/кг. скільки мл розчину необхідно ввести хворому?8.7. Обчисліть маси розчинів барій хлориду з масовою часткою 10% та 90% для приготування 160г розчину з масовою часткою 20%?

48

8.8. В якій кількості 4% розчину сульфату міді(ІІ) потрібно розчинити 200г мідного купоросу, щоб утворився 16% розчин сульфату міді(ІІ)?8.9. В якій кількості води потрібно розчинити 27,7г залізного купоросу, щоб утворився розчин з масовою часткою 3,8%?8.10. Який об’єм розчину з масовою часткою натрій гідроксиду 16% (ρ=1,175г/см3) можна приготувати з 1,5л розчину лугу з масовою часткою речовини 26% (ρ=1,285г/см3)?8.11. Визначте масову частку нітратної кислоти у розчині одержаному шляхом змішування 100мл розчину з масовою часткою кислоти 20% (ρ = 1,12г/мл) та 500мл розчину кислоти з масовою часткою 9%(ρ = 1,05г/мл).8.12. Визначити еквівалентну, моляльну та млярну концентрації сульфатної кислоти у розчині з масовою часткою 10% (ρ = 1,07г/мл).8.13. Яку масу розчину хлоридної кислоти (ω=0,3) необхідно добавити до 400г розчину цієї ж кислоти з масовою часткою 0,15, щоб одержати розчин з масовою часткою речовини 0,2?8.14. Визначте масову частку (%) купрум(II) сульфату в розчині, одержаному при розчиненні 25г мідного купоросу в 300г розчину купрум(II) сульфату з масовою часткою солі 0,2.8.15. Знайдіть маси води та барій хлориду дигідрату, необхідні для приготування 400мл розчину барій хлориду (ρ=1,20г/мл) з масовою часткою солі 0,2.8.16. Визначте масову частку речовини (%) в розчині, приготовленому розчиненням 15г натрій оксиду в 80мл води.8.17. Через розчин сірчистої кислоти масою 400г з масовою часткою кислоти 0,2% пропустили 0,05дм3 сульфур діоксиду. Визначте масову частку речовини (%) в одержаному розчині.8.18. Визначте об’єм води, в якому потрібно розчинити 1,42г фосфор(V) оксиду, щоб добути розчин з масовою часткою кислоти 0,05.8.19. Натрій масою 2,300г помістили у воду об’ємом 80,00мл. Визначте масову частку речовини (%) в одержаному розчині.8.20. У 300,0г розчину барій гідроксиду з масовою часткою розчиненої речовини 10,00% помістили 36,00г барію. Визначте масову частку лугу (%) в одержаному розчині.8.21. Літій гідрид масою 32г помістили у воду об’ємом 350мл. Визначте масову частку речовини (%) в одержаному розчині.8.22. Який об’єм розчину сульфатної кислоти з масовою часткою кислоти 0,2 та густиною 1,14г/мл витратиться на нейтралізацію 400г розчину барій гідроксиду з масовою часткою лугу 0,1?8.23. Який об’єм розчину хлоридної кислоти з масовою часткою кислоти 0,2 (ρ=1,05г/мл) витратиться на нейтралізацію 200см3 розчину натрій гідроксиду з масовою часткою лугу 2% (ρ=1,02г/мл)?8.24. Який об’єм розчину нітратної кислоти з масовою часткою кислоти 0,15 (ρ=1,08г/мл) потрібно взяти для нейтралізації 400мл розчину натрій гідроксиду з масовою часткою лугу 0,2 (ρ=1,22г/мл)?

49

8.25. Який об’єм розчину нітратної кислоти (ρ=1,25г/мл, ω=40%) витратиться на реакцію з 45г натрій карбонату?

8.26. На повне розчинення алюміній гідроксиду масою 27г витратили 250г розчину хлоридної кислоти. Визначте масову частку кислоти (%) в розчині.

8.27. Який об’єм розчину хлоридної кислоти (ρ=1,19г/см3) з масовою часткою кислоти 0,38 витратиться на взаємодію з 10г доломіту, що містить 5% некарбонатних домішок?

Тема 8: Приготування розчинів заданої концентрації. Лабораторна робота.Значення теми: У вигляді розчинів застосовується багато лікарських препаратів. Знання про приготування розчинів заданої концентрації та їх аналіз необхідні в практичній діяльності провізора. Подальше вивчення фармакології, фармацевтичної хімії, технології ліківвимагає чіткого уявлення про розчинність речовин та способи вираження концентрації розчинів.2. Ціль загальна: Визначати способи вираження концентрації розчинів. 3. Конкретні цілі, уміти: Розрахувати масову частку, молярну, моляльну концентрації, мольну долю, молярну концентрацію еквівалента та титр за вказаними значеннями маси розчиненої речовини, об'єм розчину або розчинника та приготувати розчин з певною масовою часткою, молярною, моляльною концентрацією, молярною концентрацією еквіваленту або титром. Розраховувати розчинність.Трактувати правило змішування розчинів з різною масовою часткою і застосувати його на практиці.4. Література:

Основна:4.1. Конспект лекцій. 4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— с. 157–169.Додаткова:4.3. Григор’ева В.В. та ін. Загальна хімія, 1991, с. 165–167.4.4. Практикум по неорганической химии, под.ред. Н.А. Остапкевича, 1987, с. 25–31.4.5. Оленин С.С., Фадеев Г.Н. Неорганическая химия, 1979, с.107–110.4.6. Ахметов Н.С. Общая неорганическая химия, 1988.5. Основні питання теми:5.1. Розчинність речовин, залежність її від різних факторів.5.2. Масова частка (в %);

50

5.3. Молярна концентрація. Мольна частка;5.4. Молярна маса еквівалента. 5.5. Молярна концентрація еквівалента (нормальна);5.6. Моляльна концентрація.5.7. Титр розчинів.6. Приклади розв’язування задач.

Задача 6.1.Скільки грамів хлориду натрію потрібно для приготування 1л розчину з СМ = 2 моль/л?

Розв’язок. Формула розрахунку молярної концентрації:

, звідки: mx = CМ Mx Vp = 2 58.5 1 = 117г

Задача 6.2.Скільки грамів КМnО4 необхідно для приготування 2л розчину з Сн = 0,5 моль/л, якщо аналіз проводиться в кислому середовищі?

Розв’язок.

звідки: mx = Cn Mx fекв.х Vp = 0,5 158 = 31,6г. Ех =

Мх · fекв.х

Задача 6.3. Розрахувати моляльну концентрацію розчину, приготов-леного з 2г КОН і 200г води.

Розв’язок.Формула розрахунку моляльної концентрації:

; звідки: моль/кг.

Задача 6.4. Розрахувати титр розчину сірчаної кислоти з ω = 50% і ρ = 1,4г/мл.Розв’язок.Формула розрахунку титра розчину:

звідки: г/мл.

Задача 6.5. Обчисліть молярну, еквівалентну (нормальну), моляльну концентрації та титр розчину з масовою часткою хлориду мангану(ІІ) 8% (ρ = 1,085г/мл).

Розв’язок. Обчисюють масу 1л (1000 мл) даного розчину та масу розчиненого хлориду мангану(ІІ):m(р-ну) = 1000 ∙ 1,085 = 1085г, m(MnCl2) = 1085 ∙ 0,08 = 86,80гМ(MnCl2) = 126 г/моль. Знаходять молярну концентрацію розчину:

= 0,69моль/л

Знаходять еквівалентну концентрацію розчину:

Еквівалентна маса MnCl2= = 63 г/моль

= 1,38 моль/л

51

Для обчислення моляльної концентрації розчину знаходять масу води в 1л даного розчину:m(води) =m(р-ну) - m(MnCl2) = 1085 – 86,80 = 998,20г = 0,9982 кгТоді на 0,9982 кг води припадає 0,69 мольMnCl2

1 кг води --------- х мольMnCl2, х = 0,691 моль

= 0,691 моль/кг

Обчислюють титр розчину Т = г/мл

Лабораторна робота.

Загальні правила приготування розчинів.Розраховану масу речовини (наважку) зважують на годинниковому склі на

терезах. Розчинник відмірюють мірним стаканом. Зважену речовину переносять у мірну колбу. Залишки речовини з годинникового скла змивають розчинником із мірного стакана. Поступово додають до речовини розчинник і добре перемішують. Доводять рівень рідини до мітки, додаючи розчинник краплями.

1. ____________________ або 1

2. _____________________

3. _____________________

Дослід 1. Приготування розчинів із заданою масовою часткою.В 135г води розчинено 15г солі. Яка масова частка солі (в%) в розчині?Розрахунки:

1)

2)

52

íàâàæêà

H2O

2

3

Здійснити по вище представленій методиці.Дослід 2. Приготування розчину із заданою масовою часткою змішуванням

двох розчинів.Обчислити об’єм розчину з масовою часткою сірчаної кислоти 56% (ρ = 1,460

г/мл) та об’єм води, які необхідні для приготування 100мл розчину з масовою часткою сірчаної кислоти 20% (ρ = 1,143 г/мл).

Розрахунки: При змішуванні розчинів користуються "правилом хреста" ("діагональною схемою"). В середині хреста записують масову частку розчину (ω1), який необхідно приготувати . Зліва записують концентраціїω1 і ω2. Справа записують різницю між ω3 і ω2,ω3 і ω1.

Схема має загальний вигляд: В наведеному прикладі:

Згідно зі схемою на 20 в.ч. розчину з ω = 56%, необхідно взяти 36 в.ч. води, а маса розчину складає:

г,що згідно зі схемою складає 20+36=56 в.ч.Масу сірчаної кислоти, яку потрібно взяти для приготування

розчину, можна знайти за пропорцією:

114,3г 20%–го р–ну

Складає 56 в.ч.

Хг — 20 в.ч.г

а об’єм отриманого розчину: (мл)

Для приготування розчину необхідно води: m(H2O) = V(H2O) = 114,30 – 40,82 = 73,48 г (мл)

Достовірність розрахунків і приготування розчину сірчаної кислоти перевірити через визначення густини цього розчину яку встановити за допомогою ареометра. По табличним даним за густиною визначити концентрацію.

53

мірна колба

Ареометр

Дослід 3. Приготувати 0,1М розчин купруму сульфату розчиненням кристалогідрату.

Обчислити масу СuSO4 5Н2О, яка необхідна для приготування 50 мл 0,1 М розчину.

Розрахунки:M(CuSO4) =160г/мольM(CuSO4∙5H2O) =250г/мольm(CuSO4) = CM · V(л) · М = 0,1 моль/л · 0,05л · 160г/моль = 0,8г

160г/моль CuSO4

250г/мольCuSO4∙5H2O

0,8г — Х X = 1,25 гДля приготування 50 мл 0,1М розчину купруму сульфату необхідно взяти 1,25г

кристалогідрату.Дослід 4. Приготування розчину розведенням більш концентрованого

розчину.Скільки розчину солі з масовою часткою 18% необхідно додати до 46г води,

щоб утворився 15% розчин. Розрахунки: Нехай m(р-ну солі 18%) = х г, тоді:0,18х = (46 + х) ∙0,15

х = 230Для приготування 15% розчину зω = 18% необхідно взяти 230г 18%–ного

розчину і 46г води. 7. Завдання для закріплення матеріалу:(виконати в робочу зошиті)7.1. Змішали 200мл розчину калій гідроксиду з масовою часткою лугу 20% (ρ=1,173г/см3) і 500мл розчину цієї ж речовини з масовою часткою 40% (ρ=1,408г/см3). Визначте масову частку (%) лугу в одержаному розчині.Дано: Розв’язання:

_______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:_______________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.2.Скільки мілілітрів розчину сульфатної кислоти з масовою часткою кислоти 96% (ρ = 1,84 г/мл) потрібно взяти на виготовлення 5л 0,5н розчину?

54

Дано: Розв’язання: _______________________________________________________

_______________________________________________________ _______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:____________________________________________________________________________________________________________________________________7.3. Скільки грамів Na2SO4∙10H2O потрібно взяти для виготовлення 500 мл 0,1н розчину Na2SO4?Дано: Розв’язання:

_______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:____________________________________________________________________________________________________________________________________7.4. Обчислити молярну концентрацію еквіваленту CaCl2 у розчині з його масовою часткою 5% (ρ = 1,05 г/мл)?Дано: Розв’язання:

______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:____________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Завдання для самостійного розв’зку.8.1. Який об’єм карбон діоксиду (н.у.) потрібно пропустити через 300мл розчину калій гідроксиду (ρ=1,008г/см3) з масовою часткою лугу 2%, щоб одержати кислу сіль?8.2. До 100мл розчину кальцій хлориду з масовою часткою солі 11% (ρ=1,05г/см3) прилили 50мл розчину калій карбонату з масовою часткою речовини 0,4

55

(ρ=1,1г/см3). Визначте масові частки речовин (%) в одержаному розчині.8.3. До 600мл 2М розчину хлоридної кислоти добавили 400мл 0,5М розчину аргентум нітрату. Визначте масу осаду, що при цьому утворився.8.4. Розрахуйте масу барію, яку потрібно розчинити в 300г розчину барій гідроксиду з масовою часткою лугу 0,15, щоб одержати розчин з масовою часткою речовини 20%.8.5. Визначте масу розчину калій гідроксиду з масовою часткою лугу 0,1, в якому потрібно розчинити 141г калій оксиду, щоб одержати розчин лугу з масовою часткою речовини 0,25.8.6. В якій кількості розчину ортофосфатної кислоти з масовою часткою кислоти 20% необхідно розчинити 28,4г фосфор(V) оксиду, щоб одержати розчин з масовою часткою речовини 35%?8.7. В якій кількості розчину сірчистої кислоти з масовою часткою речовини 1%

потрібно розчинити 3,36л (н.у.) сульфур діоксиду, щоб одержати розчин з масовою часткою кислоти 2%?

8.8. До свіжоприготовленого розчину алюміній хлориду масою 81,88г з масовою часткою солі 25% добавили 17,94г калію. Визначте масову частку (%) речовини в одержаному розчині.

8.9. Визначте масу розчину калій гідрогенсульфіту з масовою часткою речовини 10%, яку потрібно добавити до 300мл розчину нітратної кислоти (ρ=1,116г/мл) з масовою часткою кислоти 20%, щоб зменшити масову частку кислоти у 2 рази.

8.10. Визначте масу розчину сульфатної кислоти з масовою часткою кислоти 45%, в якій потрібно розчинити 350г сульфур триоксиду, щоб утворився розчин з масовою часткою кислоти 98%.

8.11. Розчин калій гідроксиду об’ємом 6л з масовою часткою лугу 20% (ρ=1,173г/см3) нагрівали до тих пір, поки маса розчину не стала 2500г. Визначте масову частку (%) лугу в одержаному розчині.

8.12. Нітроген діоксид об’ємом 2,016л (н.у.) пропустили крізь 401,85г розчину барій гідроксиду з масовою часткою лугу 4,00%. Визначте масові частки речовин (%) в одержаному розчині.

8.13. Сульфур діоксид, який одержали при повному окисненні купрум(II) сульфіду масою 12,86г, пропустили крізь розчин калій гідроксиду масою 30г з масовою часткою лугу 25%. Визначте масову частку (%) солі в одержаному розчині.

8.14. Який об’єм 0,3М розчину натрій гідроксиду витратиться на нейтралізацію 200мл 0,5М розчину хлоридної кислоти?

8.15. До 200г розчину калій гідроксиду з масовою часткою лугу 10,0% добавили калій оксид масою 4,7г. Визначте масову частку (%) речовини в одержаному розчині.

8.16. Скільки кілограмів води потрібно випарувати з 1,5т розчину калій гідроксиду з масовою часткою лугу 20%, щоб одержати розчин з масовою часткою лугу 50%?

8.17. Скільки моль води потрібно використати на розчинення 450г алюмокалієвого галуну, щоб одержати розчин з масовою часткою алюміній сульфату 25%?

56

8.18. Газ, що утворився при каталітичному окисненні 33,6л амоніаку (н.у.), окиснили киснем. Продукт окиснення розчинили у присутності кисню у 200мл води. Розрахуйте масову частку (%) речовини в одержаному розчині.

“Зараховано” „____”_________________20__р. ____________________

(підпис викладача)

Тема 9. Колігативні властивості розчинів. Лабораторна робота.1. Значення теми: Значення розчинів в житті людини велике, так як всі життєво важливі процеси протікають в розчинах. Прикладом розчинів є деякі біологічні системи: плазма крові, лімфа, внутрішньоклітинна рідина, шлунковий сік та інші. У вигляді розчинів застосовується багато лікарських препаратів. Знання про приготування розчинів заданої концентрації та їх аналіз необхідні в практичній діяльності провізора. Осмос і осмотичний тиск грають важливу роль в процесах осморегуляції — сукупності фізико–хімічних і біологічних процесів, які забезпечують постійність осмотичного тиску міжклітинної рідини, крові, лімфи і розподіл води між тканинами і клітинами. Розрахунок осмотичного тиску використовують при виготовленні розчинів ліків для внутрішньовенного введення, а також очних крапель.2. Ціль загальна: Визначати тип розчину та розрізняти його компоненти. Трактувати механізм розчинення, електролітичної дисоціації речовин. Засвоїти математичний вираз законів Вант-Гоффа та Рауля для розчинів неелектролітів та електролітів.3. Конкретні цілі, уміти: Розрахувати молярну масу речовини за законом Рауля і Вант-Гоффа. Розрахувати осмотичний тиск різних розчинів.4. Література:

Основна:4.1. Конспект лекцій. 4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— с. 157–169.Додаткова:4.3. Л.П.Садовничая, В.Г.Хухрянский, А.Я. Цыганенко, Биофизическая химия, 1985, с. 49–56.4.4. М.И. Равич–Щербо, В.В.Новиков, Физическая и коллоидная химия, 1975, с. 37–44, 224–226.4.5. В.В.Григор’єва та ін. Загальна хімія, 1991, с. 167–17

57

5. Основні питання теми:5.1. Явище дифузії в розчинах. Напівпроникні мембрани. Осмос.5.2. Осмотичний закон Вант–Гоффа, рівняння для неелектролітів та електролітів.5.3. Ізотонічний коефіцієнт, його зв’язок із ступенем дисоціації. Розчини: ізотонічні, гіпотонічні, гіпертонічні.5.4. Біологічне значення осмосу: ізоосмія, гемоліз, плазмоліз, тургор.5.5. Закон Рауля. Використання методів ебуліоскопії та кріоскопії для визначення

молярних мас речовин.6. Приклади розв’язування задач. Задача 6.1.Розрахувати Росм. розчину хлориду натрію з масовою часткою 5,85% при 0°С. Ступінь дисоціації хлориду натрію 0,96, а ρ = 1,04г/мл.

Розв’язок. Переведемо масову частку в молярну концентрацію.

моль/л

Розрахуємо ізотонічний коефіцієнт:і = 1 + α (n – 1) = 1+ 0,96(2 – 1) = 1,96Осмотичний тиск розраховуємо за формулою для електролітів:π. = iCмRT = 1,96∙1моль/л ∙0,082атм/моль∙К∙273К = 4,36атмЗадача 6.2.Обчислити осмотичний тиск 25%-ного розчину сахарози С6Н12О6 при

15°С (густина 1,105 г/см3).Розв’язок.Сахароза – неелектроліт і осмотичний тиск її розчину обчислюється

за рівнянням Вант-Гоффа: π. = CмRTТ = 273 + 15 = 288 КМ(С6Н12О6) = 342 г/мольR = 0,082 л∙атм : моль∙КПереведемо масову частку в молярну концентрацію.

моль/л

Обчислюємо осмотичний тискπ. = 0,81∙ 0,082 ∙ 288 = 19,08 атм

Задача 6.3.Розрахувати ізотонічний коефіцієнт розчину хлориду кальцію, якщо ступінь дисоціації хлориду кальцію дорівнює 68%. Розв’язок. Сіль – електроліт СаСl2 ↔ Са2+ + 2Сl-

n= 3Розрахуємо ізотонічний коефіцієнт:і = 1 + α (n – 1) = 1+ 0,68(3 – 1) = 2,36

7. Завдання для закріплення матеріалу:(виконати в робочу зошиті)7.1. Знайдіть осмотичний тиск 0,9% розчину NaCl при температурі 37°С, якщо αNaCl=1 та ρ = 1г/мл.Дано: Розв’язання:

58

_____________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:___________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.2. Знайдіть осмотичний тиск 5% розчину глюкози С6Н12О6 при температурі 37°С, прийнявши ρр-ну = 1г/мл.

Дано: Розв’язання: ______________________________________________________

______________________________________________________ ______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:____________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.3. При 0°С осмотичний тиск розчину, що містить 0,4г розчиненої речовини в1 дм3 розчину, дорівнює 0,28 атм. Обчислити молекулярну масу розчиненої речовини. Дано: Розв’язання:

______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:____________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Завдання для самостійного розв’зку.8.1. Скільки моль неелектроліту міститься в 1л розчину при 0°С, якщо його Росм. = 1атм?8.2. Чи є ізотонічним розчин сечовини і оцтової кислоти з масовою часткою 0,6%, якщо ступінь дисоціації оцтової кислоти дорівнює 0,01, а густина розчинів — 1 г/мл.

59

8.3. Визначити молярну концентрацію розчину сахарози, який є ізотонічним по відношенню до крові.8.4. Обчислити осмотичний тиск при 0°С розчину, що містить 3,72г аніліну С6Н5NН2

в 1 дм3 розчину.8.5. Обчислити осмотичний тискрозчину при 10°С,що містить 0,736г гліцерину С3Н5(ОН)3 в 400 см3 розчину.8.6. Обчислити молярну концентрацію розчину, осмотичний тиск якщо при 0°С дорівнює 1,12 атм.8.7. Скільки молів розчиненої речовини повинно міститись у 250 см3 розчину,щоб його осмотичний тиск при 9°С дорівнював 0,46 атм?8.8. Скількиграмів глюкози(С6Н12О6) міститься у 200см3 ізотонічного до крові розчину?8.9. Скільки грамів гліцерину С3Н5(ОН)3 повинно бути розчинено в 1 дм3 розчину, щоб його осмотичний тиск при 47°С дорівнював 0,6 атм?

Лабораторна робота.Дослід1.Спостереження осмосу.Осмометр заповнюють розчином цукру, який є забарвлений фуксином і

занурюють в посудину з водою. Відмічають початковий рівень розчину в осмометрі, а потім рівень розчину через 0,5 год. Поясніть явище, яке ви спостерігаєте.

1. ________________________________

2. ________________________________ Висновок: h - _________________________ __________________________________

________________________________

Дослід 2.Одержання неорганічної напівпроникної мембрани.

60

h

В пробірку наливають 2 мл розчину сульфату міді, додають кристали жовтої кров’яної солі (не перемішувати). Через 20 хв. відмітити результат досліду. Написати рівняння реакції і пояснити, яка сполука є напівпроникною мембраною і чому росте „клітина”.

Рівняння:______________________________________ ______________________________________________

______________________________________________Висновок:____________________________________________________________________________________________

Дослід 3. Деревоподібні утворення.В стакан наливають 5 мл розчину силікату натрію і вносять кристали NiCl2,

CaCl2 і MnCl2 (не перемішувати). Написати рівняння реакцій і вказати, які сполуки є напівпроникними мембранами.

Рівняння:______________________________________________________________________________________

_______________________________________________

Висновок:____________________________________________________________________________________

______________________________________________

Дослід 4. Гемоліз і плазмоліз еритроцитів.В три пробірки наливають:

1 пробірка3 мл 0,2% р–н NaCl3 краплі крові

2 пробірка3 мл 0,9% р–нNaCl3 краплі крові

3 пробірка3 мл 4% р–нNaCl3 краплі крові

Пробірки залишають у штативі на 15 хв. ( не перемішувати !).Запишіть результати досліду, поясніть явища, які ви спостерігаєте.

Висновок:___________________________________ _________________________________________

__________________________________________ __________________________________________

“Зараховано”„____”_________________20__р. ______________________

61

до після

до після

0,2% 0,9% 4%

(підпис викладача)

Тема 10. Теорії сильних і слабких електролітів. Рівновага в розчинах малорозчинних електролітів . Лабораторна работа. 1. Актуальність теми:Знання теорії електролітичної дисоціації дає можливість прогнозувати перебіг хімічних реакцій, що лежить в основі виготовлення і застосування ліків. 2. Ціль загальна: Класифікувати електроліти за величиною ступеня дисоціації. Застосувати закон діяння мас до рівноважних процесів дисоціації слабких елект-ролітів, важкорозчинних сполук, використовувати табличні дані величин Кдис., ДР для визначення концентрації відповідних іонів. Трактувати основні положення теорії сильних електролітів.3. Конкретні цілі, уміти:Розрахувати за законом розведення Освальда ступінь дисоціації, константу дисоціації, концентрацію слабкого електроліта. Розрахувати розчинність важкорозчинної сполуки за величиною її добутку розчинності, визначити умови осадження і розчинення цієї сполуки.4. Література:

Основна:4.1. Конспект лекцій. 4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— с. 176–196.Додаткова:4.3. Глинка Н.Л., Общая химия, 1983 с. 223–249.4.4. Оленин С.С., Фадеев Г.Н., Неорганическая химия, М.: 1979,с.126–138.4.5. Григор’єва В.В. та ін. Загальна хімія, с. 173–203.5. Основні питання теми:5.1. Теорія електролітичної дисоціації Арреніуса та її розвиток Каблуковим.5.2. Сильні та слабкі електроліти. Рівновага в розчинах слабких електролітів. Ступінь та константа дисоціації. Закон розведення Оствальда.5.3. Рівновага в розчинах малорозчинних сполук. Розчинність та добуток розчинності. Умови випадання та розчинення осаду.5.4. Основні положення теорії сильних електролітів. Активність, коефіцієнт активності, іонна сила розчинів сильних електролітів.6. Приклади розв’язування задач. Задача 6.1.Константа дисоціації бромноватистої кислоти (НВrО) дорівнює 2,І10–9. Обчисліть її ступінь дисоціації в 0,01М розчині.

Розв’язок: З закону розведення Оствальда:

; тоді ; α = 4,58∙10-4, або α = 0,046%.

62

Задача 6.2.Добуток розчинності хромату срібла Ag2CrO4 дорівнює 1,1 10–12. Обчисліть розчинність цієї солі в моль/л та г/л.

Розв’язок: Записують рівняння електролітичної дисоціації хромату срібла: Ag2CrO4= 2Ag+ + CrO

та вираз його добутку розчинності:

Позначають розчинність Ag2CrO4 через S моль/л хромат–іонів та 2S моль/л катіонів срібла. Ці значення концентрації іонів підставляють у вираз добутку розчинності Ag2CrO4:

Обчислюють розчинність солі в моль/л:

моль/л.

Оскільки рівноважна концентрація хромат–іонів у розчині чисельно дорівнює розчинності хромату срібла, то розчинність Ag2CrO4 дорівнює 6,5 10–5моль/л. Перемножуючи розчинність солі на її молярну масу, обчислюють розчинність хромату срібла в г/л:

(Ag2CrO4) = 6,5 10–5 331,8 = 2,2 10–2г/л. Задача 6.3.Розчинність фториду кальцію при 250С дорівнює 0,0016г на 100г води. Обчислити ДР фториду кальцію. Розв’язок: Обчислити молярну концентрацію фториду кальцію в 1дм3

розчину: См = m(CaF2) : M(CaF2)де: m(CaF2) – маса фториду кальцію, гM(CaF2) - молярна маса фториду кальцію, г/моль.Підставити значення і визначити См або [CaF2]

См = [CaF2] = = 2,05∙10

-4

моль/дм3

Записати вираз для добутку розчинності (ДР):

ДР(СаF2

) = [Са2+

]∙[F-

]2

= S∙(2S)= 4S3

, де розчинність Са2+

.

Підставити значення і визначити ДР

ДР(СаF2

) = 2,05 ∙ 10-4

∙ (2 ∙ 2,05 ∙10-4

)2

= 3,45∙ 10-11

7. Завдання для закріплення матеріалу:(виконати в робочу зошиті)7.1. Обчислити ступінь дисоціаціі і [Н+] у 0,3М розчині фторидної кислоти(Кдис = 6,8 ∙ 10-4)

63

Дано: Розв’язання: _______________________________________________________

________________________________________________________ _______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.2. Обчислити константу дисоціаціі оцтової кислоти, якщо ії молярна концентрація 0,1М і ступінь дисоціаціі 1,34%. Дано: Розв’язання:

_______________________________________________________ __________________________________________________________ _________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.3. Добуток розчинності карбонату барію дорівнює 5,1∙10-9. Обчислити розчинність цієї сполуки в моль/л, г/л.

Дано: Розв’язання: _______________________________________________________

________________________________________________________ _______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.4. Напишіть вираз добутку розчинності гідроксиду плюмбуму (ІІ). Укажіть умови утворення та розчинення осаду Pb(OH)2.Дано: Розв’язання:

_______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________

64

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.5. Визначити рівноважну концентрацію йонів гідрогену та гідроксид–йонів в 0,1М розчині HNO3.Дано: Розв’язання:

_______________________________________________________ ___________________________________________________________ _________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.6. Обчисліть концентрацію гідроксид–йонів у 0,01М розчині NH4OH (Кд(NH4OH) = 2·10–5).Дано: Розв’язання:

_______________________________________________________ _______________________________________________________ _________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Завдання для самостійного розв’зку.8.1. Розчинність хлориду срібла при 25°С дорівнює 1,34 10–4моль/л Обчислити добуток розчинності цієї солі.8.2. Ступінь дисоціації азотистої кислоти в 0,01М розчині дорівнює 18%. Обчисліть константу дисоціації. 8.3. Ступінь дисоціації одноосновної слабкої кислоти у 0,2М розчині дорівнює 0,03.Обчислити концентрацію йонів водню.8.4. Яка концентрація йонів хлору(моль/л) в 0,2М розчині хлориду кальцію?(α = 100%).8.5. Який ступінь дисоціації в 0,005М розчині азотистої кислоти? Кдис= 5,1 ∙ 10-4.8.6. Обчислити константу дисоціації оцтової кислоти, якщо концентрація ії розчину дорівнює 0,08М, а ступінь дисоціації становить 1,5%.

65

8.7. Обчислити константу дисоціації оцтової кислоти, якщо концентрація ії розчину дорівнює 0,03моль/л, а ступінь дисоціації становить 2,45%.8.8. У 6л насиченого розчину сульфату свинцю міститься у вигляді іонів 0,186г свинцю. Обчислити ДР(PbSO4).8.9. Знайти масу срібла (у мг), що знаходиться в вигляді іонів у 100 см3 насиченого розчину броміду срібла.ДР(AgBr) = 6 ∙ 10-13.8.10. Обчислити добуток розчинності йодату срібла в моль/л, якщо у 1л насиченого розчину цієї солі міститься 0,044г.8.11. Обчислити розчинність сульфіду срібла в моль/л, якщо ДР цієї солі становить 5 ∙ 10-51. Лабораторна робота.

Дослід 1. Іонні реакції.1 пробірка2 кр. Nа2СO3

(См=0,5 моль/л)3 кр. НСl (См = 2моль/л)

2 пробірка2 кр. Nа2СO3

(Cм= 0,5моль/л)3 кр. СН3СООН (См=2моль/л)

Поясніть свої спостереження. Напишіть молекулярні та іонні рівняння реакцій.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 2. Умови випадання осадів.1 пробірка2 кр. FeSO4

(С = 0,5моль/л)4 кр. Н2S (С = 2моль/л)

2 пробірка2 кр. FeSO4

(C = 0,5 моль/л )4 кр. Na2S (С = 0,5моль/л)

Поясніть утворення осаду в одному випадку та його відсутність в другому. Напишіть молекулярні та іонні рівняння реакцій.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 3. Умови розчинення осадів.1 пробірка 2 пробірка

66

2 кр. CuSO4 (См = 0,5моль/л)4 кр. Na2S (См = 0,5моль/л)4 кр. HCl (Cм = 2моль/л)

2 кр. FeSO4 (Cм = 0,5моль/л)4 кр. Na2S (См =0,5моль/л)4 кр. HCl (Cм = 2моль/л)

Поясніть свої спостереження. Напишіть молекулярні та іонні рівняння реакцій.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

“Зараховано”„____”_________________20__р. ______________________

(підпис викладача)

Тема 11: Теорії кислот і основ. Дисоціація води. рН. 1. Актуальність теми: Оцінка кислотності середовища має велике значення для перебігу більшості хімічних та ферментативних процесів, для стану біологічних рідин організму людини.

2. Ціль загальна: Трактувати основні положення протолітичної та електроної теорії кислот та основ.

3. Конкретні цілі, уміти: Застосовувати закон діючих мас до рівноважного процесу дисоціації води. Визначати показник рН розчинів кислот та основ.4. Література:

Основна:4.1. Конспект лекцій 4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— с. 189–196.

Додаткова:4.3. Григор’єва В.В. та ін. Загальна хімія, 19914.4. Глинка Н.Л. Общая химия, 19834.5. Левітін Є.Я. та ін. Практикум з загальної та неорганічної хімії, 1998, с. 46–51.5. Основні питання теми:5.1. Дисоціації води. Застосування закону діючих мас до рівноважного процесу дисоціації води. Константа дисоціації.5.2. Іонний добуток води. Оцінка кислотності середовища і її біологічне значення.5.3. Основні положення протолітичної та електронної теорій кислот та основ.

67

5.4. Водневий показник (рН) розчинів кислот, основ та солей.5.5. Обчислення рН для розчинів сильних і слабких кислот та основ.5.6. Індикатори, механізм їх дії, рК і інтервал переходу забарвлення індикатора6. Приклади розв’язування задач.

Задача 6.1.Обчислити рН розчину з концентрацією іонів водню 4,2 10–5моль/л.Розв’язок:[H+] = 4,2 10–5; рН = –lg[H+] = –lg4,2 10–5 = 5–lg4,2 = 4,38

Задача 6.2.Обчислити рН розчину соляної кислоти з См = 0,15 моль/л і розчину гідроксиду натрію з См = 0,2 моль/л, α = 1.

Розв’язок:1)рН = –lg[H+]; [H+] = α Ск–ти = 1 0,15 = 0,15моль/л;рН = –lg1,5 10–1 = 1–lg1,5 = 0,824

2) рН + рОН = 14; рН = 14 – рОН; [OH–] = α Cосн. = 1 0,2 = 0,2моль/л; рОН = –lg[ОH–] = –lg0,2 = 0,7; рН = 14–0,7 = 13,3.

Задача 6.3.Обчислити рН розчину мурашиної кислоти з См = 0,1 моль/л, Кg = 1,8 10–4.

Розв’язок:рН = –lg[H+]; [H+] = α C; Кg = α2 C; α = ;

[H+] = C = ;

pH = –lg = lg = –lg4,24 10–3 = 2,37.Задача 6.4.Як зміниться рН води, якщо 80мл її долити до 20 мл розчину

гідроксиду натрію з С = 0,1 моль/л, α = 1.Розв’язок:рН(води) = 7. Після розведення V2 = 80 + 20 = 100мл

V1 C1 = V2 C2; C2 = = = 0,02; pOH = –lg[OH–];

[OH–] = α C = 1 0,02 = 2 10–2, pOH = –lg2 10–2 = 1,7;pH = 14 – 1,7 = 12,3; ΔpH = 12,3 – 7 = 5,30.Задача 6.5.Обчисліть концентрацію іонів водню в розчині сульфатної кислоти,

якщо рН дорівнює 2,7.Розв’язок: Згідно з визначенням рН = - lg ∙СН+, таким чином - lg СН+= 2,7 або lg

СН+= - 2,7. Концентрація іонів водню в розчині сульфатної кислоти дорівнює антилогарифму числа – 2,7, тоді СН+= 2 ∙ 10-3моль/л.

Задача 6.6. Обчислення рівноважної концентрації іонів водню, якщо відомий рН.

Задача. Обчислити [Н+] крові, якщо рН = 7,36.Рішення: Знаходять антилогарифм числа 7,36; [Н+] = 4,4 10–8моль/л.

7. Завдання для закріплення матеріалу:(виконати в робочу зошиті)7.1. Визначити рівноважну концентрацію йонів гідрогену та гідроксид–йонів в 0,1М розчині HNO3.

Дано: Розв’язання: ________________________________________________________

_______________________________________________________ _______________________________________________________

68

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.2. Обчисліть концентрацію гідроксид–йонів в розчині Вa(OH)2, якщо рН = 11.Дано: Розв’язання:

_______________________________________________________ _______________________________________________________ ___________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.3. Визначити рН 0,001М розчину Ва(ОН)2.

Дано: Розв’язання: ________________________________________________________

__________________________________________________________ __________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.4. Обчислити рН 0,01н. розчину оцтової кислоти, якщо ступінь дисоціації дорівнює 4,2%. (Кдис = 1,8∙10-5).Дано: Розв’язання:

_______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.5. Як зміниться рН розчину, якщо до 10мл азотної кислоти з С = 0,1моль/л (α = 0,86), долити 50мл води?

Дано: Розв’язання: 69

________________________________________________________ _______________________________________________________ ___________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.6. Обчислити рН розчину, який одержали після змішування рівних об’ємів розчину сірчаної кислоти з Сн = 0,20моль/л і розчину гідроксиду натрію з Сн = 0,50моль/л.

Дано: Розв’язання: ________________________________________________________

_______________________________________________________ _______________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________8. Завдання для самостійного розв’зку.8.1. рН розчину слабкої одноосновної кислоти дорівнює 3. Ступінь її дисоціації — 0,01. Обчислити молярну концентрацію кислоти.8.2. Визначте кількість йонів Н+, які містяться в 150мл 0,15М розчину нітритної кислоти, якщо ступінь її дисоціації становить 5,5%.8.3. Визначте кількість частинок (молекул та йонів), що утворяться при розчиненні у воді 1500 молекул карбонатної кислоти, якщо ступінь її дисоціації за першим ступенем становить 20%, а за другим 1%.8.4. Ступінь дисоціації трьохосновної кислоти за першим ступенем становить 90%, за другим 10%, а за третім 2%. Визначте число йонів Н+, які будуть міститись у розчині, приготовленому розчиненням 6000 молекул кислоти у воді.8.5. Визначте число частинок (молекул та йонів), які містяться в розчині слабкої двохосновної кислоти, приготовленому розчиненням 4000 молекул кислоти, якщо ступінь дисоціації кислоти за першим ступенем становить 0,8, а за другим 0,02.8.6. Визначте концентрацію гідроксид–йонів (у моль/л) в розчині барій гідроксиду (ρ=1,051г/см3) з масовою часткою лугу 2%. Дисоціацію лугу за першим ступенем вважати повною.8.7.У деякому об’ємі слабкої одноосновної кислоти міститься 6·106 недисоційованих молекул, і 1,2·104 йонів Н+. Визначте ступінь дисоціації кислоти (%).8.8. У деякому об’ємі 0,1М розчину нітритної кислоти міститься 5,66·1020 молекул, що не продисоціювали та 3,6·1019 йонів Н+. Визначте ступінь дисоціації кислоти.

70

8.9. Визначте ступінь дисоціації оцтової кислоти, якщо відомо, що у 200мл приготовленого розчину міститься 1,188·1022 недисоційованих молекул та 1,2·1020

йонів Н+.8.10. Водний розчин плавикової кислоти містить 1г кислоти у 500мл розчину. Ступінь дисоціації кислоти становить 8%. Чому дорівнює константа дисоціації кислоти?8.11. В 1л 0,01М розчину оцтової кислоти міститься 6,26·1021 недисоційованих молекул та йонів. Визначте ступінь дисоціації кислоти.8.12. Визначте ступінь дисоціації мурашиної кислоти (%) в 0,01М розчині, якщо в 6мл цього розчину міститься 4,092·1019 частинок (недисоційованих молекул та йонів).8.13. Вважаючи, що карбонатна кислота в основному дисоціює за першим ступенем, визначте відповідну константу дисоціації. Відомо, що в 0,005М розчині цієї кислоти концентрація йонів Н+ становить 4,25·10–5моль/л.8.14. Визначте рН 0,005М розчину Ва(ОН)2, вважаючи дисоціацію лугу повною.8.15. Визначте константу дисоціації оцтової кислоти, якщо ступінь дисоціації її в 0,1М розчині становить 1,5.8.16. Визначте константу дисоціації НСlО в 0,1М розчині, якщо ступінь електролітичної дисоціації цієї кислоти дорівнює 0,07%.8.17. Визначте ступінь електролітичної дисоціації 0,05М розчину нітритної кислоти, якщо константа дисоціації її становить 5·10–4.8.18. Визначити рівноважну концентрацію йонів гідрогену та гідроксид–йонів в 0,1М розчині HNO3.8.19. Обчисліть концентрацію гідроксид–йонів в розчині NaOH, якщо рН = 12.8.20. Обчисліть концентрацію гідроксид–йонів у 0,01М розчині NH4OH (Кд(NH4OH) = 2·10–5).8.21. Обчисліть концентрацію гідроксид–йонів у 0,001М розчині HNO2 (Кд(HNO2) = 4·10–4).8.22. Визначити рівноважну концентрацію йонів гідрогену та гідроксид–йонів в 0,01Н розчині H2SO4.8.23. Обчислити рН розчину з масовою часткою соляної кислоти 1%.8.24. Обчислити рН розчину гідроксиду амонію з С = 0,5моль/л (α = 0,01).8.25. Як зміниться рН розчину, якщо до 20мл сульфатної кислоти з С = 0,2моль/л (α = 0,86), долити 60мл води?

Лабораторна робота.Дослід 1.Визначення рН за допомогою універсального індикаторного

паперу.В одну пробірку налити 2мл НСl, в другу — 2мл NаОН. В кожну занурити

стрічку універсального індикаторного паперу, потім витягти і порівняти з кольоровою шкалою. Відмітити результати.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

71

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

[H+] моль/л збільшення кислотності збільшення лужності рН

Реакція сильно слабко слабко сильно розчину кисла кисла лужна лужна нейтральна

Дослід 2.Визначення рН за допомогою розчину універсального індикатора.До 3мл досліджуваного розчину (1, 2, 3) додати 2 краплі розчину універсального індикатора.

Порівняти забарвлення з кольоровою шкалою і визначити рН.

№ р–ну

Забарвлення рН

1.

2.

3.

Висновок:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

“Зараховано”„____”_________________20__р. ______________________

(підпис викладача)

Тема 12: Протолітичні процеси. Лабораторна робота. Контроль засвоєння змістового модуля 4.1. Актуальність теми:Буферні системи підтримують постійність реакції середовища біологічних рідин в живих організмах. Буферні системи широко використовують для практичного створення середовищ з певним значенням рН. Вміння оцінювати рН середовища в водних розчинах різних солей потрібно майбутнім фармацевтам при аналізі, виготовленні і зберіганні лікарських препаратів.2. Ціль загальна: Визначати тип буферної системи та розрізняти її компоненти. Застосувати закон діяння мас до рівноважного процесу гідролізу середніх, кислих солей і солей, утворених багатозарядним катіоном або аніоном і запропонувати для

72

них вираз для константи гідролізу та формулу для її розрахунку. Трактувати механізм гідролізу речовин.3. Конкретні цілі, уміти: Розраховувати значення рН різних типів буферних систем.Розрахувати ступінь і константу гідролізу, концентрацію солі та кислотність середовища. Аналізувати чинники, які впливають на зміщення рівноваги реакцій гідролізу.4. Література:

Основна:4.1. Конспект лекцій. 4.2. Л.П.Садовничая, В.Г.Хухрянский, А.Й. Цыганенко, Биофизическая химия, 1985, с. 70 – 90.4.3. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— с. 197–209.Додаткова:4.4. М.И. Равич–Щербо, В.В.Новиков, Физическая и коллоидная химия, 1975, стр.90–97.4.5. В.В.Григор’єва та ін. Загальна хімія, 1991, с.190–199.4.6. Глинка Н.Л. Общая химия.5. Основні питання теми:5.1. Визначення буферних систем.5.2. Основні типи буферних систем.5.3. Основні рівняння буферних систем. Формула Гендерсона–Хассельбалха.5.4. Механізм дії буферних систем.5.5. Гідроліз (визначення).5.6. Механізм катіонного та аніонного гідролізу.5.7. Типові випадки гідролізу (іонні та молекулярні рівняння).5.8. Гідроліз кислих солей; сумісний гідроліз солей, сполук з ковалентним зв’язком.5.9. Особливості гідролізу солей вісмуту, сурми, олова.5.10. Кількісна характеристика гідролізу: ступінь, константа гідролізу, їх взаємозв’язок; вплив факторів.6. Приклади розв’язування задач. Задача 6.1. Обчислення рН буферних систем.

Обчислити рН буферної системи, яка складається із 100мл розчину оцтової кислоти з С = 0,1моль/л і 200мл розчину ацетату натрію з С = 0,2моль/л, Кд (к–ти) = 1,75 10–5.

Розв'язок: рН = –lg Кд + lg = –lg1,75 10–5+lg = 5,36.

Задача 6.2. Визначення об’ємів компонентів для приготування буферних систем з певним рН.

Обчислити об’єм розчину ацетату натрію з С = 0,1моль/л і об’єм оцтової кислоти з C = 0,1моль/л, які необхідно змішати, щоб приготувати 3л ацетатного буферу з рН = 5,24 (Кд (к–ти) = =1,75 10–5).

73

Розв'язок: рН = –lg Кд+lg = lg1,75 10–5+lg ;

lg = 5,24–4,76 = 0,48.

Антилогарифм числа 0,48 дорівнює 3. [V(солі)] / [V(кислоти)] = 3/1.Отже, потрібно 3 частини розчину солі і одну частину розчину кислоти для

приготування буферної системи з рН = 5,24. Об’єм солі дорівнює: 3000•3/4 = 2250мл, а кислоти 3000•1/4 = 750мл. Задача 6.3. Розрахунки рН в розчинах солей.

— сіль утворена сильною кислотою та слабкою основою (NH4Cl, Fe(NO3)3)

Кд Кд1,Кд2,Кд3

Коли основа багато кислотна,то для визначення рН середньої солі береться остання Кд (Кд3)

— сіль утворена сильною основою та слабкою кислотою (K2CO3, Na3PO4)

pH = 14 – pOHКа: Кд1, Кд2

Кд1, Кд2, Кд3. Коли слабка кислота буде багатоосновною, то для розрахунку рОН середньої солі беруть останню Кд (для K2CO3, Кд2)

Задача 6.4. Обчисліть рН 0,5Н розчину карбонату натрію, якщо = 4,5*10–7, = =4,7*10–11.

Розв’язок:Карбонат натрію — це сіль, утворена слабкою двоосновною кислотою, тому на першій стадії гідролізу утворюється кисла сіль та сильна основа. Подальшому перебігу гідролізу перешкоджає накопичення в розчині гідроксид–іонів. Записують іонні та молекулярні рівняння реакції гідролізу:

CO32– + H2O → HCO3

– + OH–

Na2CO3 + H2O → NaHCO3 + NaOH Cм = = моль/л

=

рН = 14 – 2,14 = 11,86

74

Задача 6.5. Напишіть іонно–молекулярні рівняння реакції гідролізу К3РО4

(перший ступінь) і визначте рН.Розв’язок: К3РО4→ 3К++РОРО +НОН → НРО +ОН–

К3РО4+Н2О → К2НРО4+КОНрН > 7, лужне середовище

Задача 6.6. Обчисліть ступінь гідролізу гідросульфіту натрію з Сн = 0,1моль/л (КД

= 1,6•10–2; КД = 6,3•10–8).Розв’язок: NaHSO3→ Na++HSOHSO +HOH → H2SO3+OH–

NaHSO3+H2O → H2SO3+NaOH

; Кг =

7. Завдання для закріплення матеріалу: (виконати в робочому зошиті)7.1. Обчислити рН буферного розчину, який містить 3,6мл розчину хлориду амонію з С = 0,2моль/л і 2,6мл розчину гідроксиду амонію з С = 0,1 моль/л (Кд(NH4OH) = 1,8•10–5).

Дано: Розв’язання: ________________________________________________________

___________________________________________________________ _______________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:____________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.2. Обчислити рН гідрокарбонатного буферу який складається з 50мл розчину солі з Сн = 0,1 моль/л, та 40 мл розчину кислоти з Сн = 0,2моль/л. Кдк-ти = 4,5·10–7.

Дано: Розв’язання: _______________________________________________________

_______________________________________________________

75

_______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.3.Напишіть іонно–молекулярні рівняння реакцій гідролізу K3PO4, (CH3COO)3Al.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.4. Обчислити рН розчину ацетату натрію з Сн = 0,02 моль/л. (Кдк-ти = 1,8·10–5).

Дано: Розв’язання: ____________________________________________--_________

_______________________________________________________ _______________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:____________________________________________________________________________________________________________________________________ Лабораторна робота. Дослід 1. Приготування буферних систем і обчислення їх рН.

№ Склад буферних систем (мл)

СН3СООН : СН3СООNa

Забарвлення Орієнтовний рН

Розрахунковий рН

1. 9,0 : 1,0

76

2. 1,0 : 9,0

До 1мл одержаних розчинів добавити по краплі універсального індикатору. Визначте орієнтовне рН по кольоровій таблиці і обчисліть рН по формулі:

рН(р–ну №1) = –lg Кд+lg = –lg1,75 10–5+lg ___ =

рН(р–ну №2) = –lg Кд+lg = –lg1,75 10–5+lg ___ =

Дослід 2. Вплив кислоти і лугу на рН буферного розчину.9 мл розчину №1 отриманого в досліді №1 розлити порівну в три пробірки: в

першу пробірку добавляють 3 краплі соляної кислоти з С = 0,1 моль/л, в другу 3 краплі гідроксиду натрію з С = 0,1моль/л. В кожну пробірку внести по 2 краплі індикатора метилового червоного. Порівняти забарвлення розчинів і зробити висновки.Висновок:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 3. Вплив розведення на рН буферного розчину.В 2 пробірки порівну розлити розчин №2, отриманий в досліді №1. В першу

пробірку внести 2мл води. В кожну пробірку додати по 2 краплі індикатора метилового червоного. Порівняти забарвлення і зробити висновки.Висновок:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Дослід 4. Приготувати 10мл ацетатного буферу з розрахунковим рН = 5,24 і визначити його орієнтовне рН (див. еталон 6.2.).

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Дослід5. Солі утворені сильними кислотами та сильними основами.

За допомогою універсального індикаторного паперу визначте рН 0,1Н розчинів хлориду натрію, сульфату калію, та нітрату кальцію. Зробіть висновок про здатність катіонів та аніонів солей до гідролізу.Висновок:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

77

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Дослід 6. Солі, утворені сильними основами та слабкими кислотами.а) За допомогою універсального індикаторного паперу визначте рН 0,1Н розчину ацетату натрію. Напишіть іонно–молекулярні рівняння реакції гідролізу та обчисліть Кг. Кд(CH3COOH) = =1,75*10–5. Зробіть висновок про здатність аніонів слабкої кислоти до гідролізу.Рівняння гідролізу:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Висновок:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________б) Налийте в одну пробірку 5–6 крапель 0,5Н розчину карбонату натрію, а в другу пробірку — такий же об’єм 0,5Н розчину сульфіту натрію. Додайте в кожну пробірку по краплі фенолфталеїну і порівняйте забарвлення розчинів. Напишіть іонно–молекулярні рівняння реакцій гідролізу. Обчисліть ступінь, константу гідролізу, концентрацію гідроксид–іонів та рН розчинів солей. Одержані результати запишіть у таблицю. ( (H2CO3) = 4,7*10–11; (H2SO3)=6,3*10–8)

Формула солі

Константа гідролізу, Кг

Ступінь гідролізу, h

Концентрація гідроксид–іонів, моль/л рН

Na2CO3

Na2SO3

Рівняння гідролізу:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

78

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

=

[OH–] =

=

[OH–] =

Висновок:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________в) У дві пробірки додайте: у першу 5–6 крапель 0,1Н розчину гідрокарбонату натрію та краплю фенолфталеїну, у другу — такий же об’єм 0,1Н розчину гідросульфіту натрію та краплю фенолфталеїну. Відмітьте забарвлення розчинів. Напишіть іонно–молекулярні рівняння реакцій гідролізу. Обчисліть константи гідролізу солей, порівняйте їх із значеннями Кд2 відповідних кислот. Обчисліть рН розчинів солей. Заповніть таблицю (див. еталони).________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Формула солі

Константа гідролізу, Кг

Ступінь гідролізу, h рН

NaНCO3

NaНSO3

79

Дослід 7. Солі, утворені слабкими основами та сильними кислотами.За допомогою універсального індикаторного паперу визначте реакцію

середовища у 0,1Н розчині хлориду амонію. Напишіть іонно–молекулярне рівняння реакції гідролізу та обчисліть Кг. Кд(NH4OH) = 1,8*10–5.Рівняння гідролізу:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 8. Сумісний гідроліз солей.а) Внесіть у пробірку 5–6 крапель 0,1Н розчину солі хрому (ІІІ) та додайте краплями 0,1Н розчин карбонату натрію до утворення сіро–зеленого осаду. Аналогічний дослід проведіть з 0,1Н розчином солі алюмінію, додаючи до нього краплями 0,1Н розчин сульфіду натрію до утворення драглистого осаду та виділення газу.Рівняння гідролізу:________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________б) До 3–4 крапель 0,1Н розчин сульфату міді(ІІ) додайте краплями 0,1Н розчин карбонату натрію до утворення світло–зеленого осаду основної солі. Напишіть іонно–молекулярне рівняння реакції гідролізу. Зробіть висновок про можливість утворення основних солей при гідролізі багатозарядних катіонів слабких основ.Рівняння гідролізу:________________________________________________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Дослід 9. Залежність ступеня гідролізу від температури.

До 5–6 крапель 0,1Н розчину ацетату натрію додайте краплю фенолфталеїну. Відмітьте забарвлення розчину. Помістіть пробірку в стакан з гарячою водою, відмітьте зміну забарвлення. Охолодіть розчин. Чи змінився його колір? Напишіть

80

іонно–молекулярні рівняння реакції гідролізу солі при нагріванні. Зробіть висновок про вплив температури на ступінь гідролізу та на зміщення рівноваги реакції гідролізу.Рівняння гідролізу:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Висновок:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Дослід 10. Особливі випадки гідролізу.

У пробірку внесіть 3–4 краплі 0,1Н розчину солі сурми(ІІІ) або вісмуту(ІІІ) та додайте краплями воду до утворення білого осаду оксосолі. До одержаного осаду додайте 1–2 краплі концентрованої хлороводневої кислоти, спостерігайте розчинення осаду. Напишіть іонні та молекулярні рівняння реакції гідролізу солі за першим та другим ступенями. Зробіть висновок про вплив розведення та підкислення на рівновагу реакції гідролізу.Рівняння гідролізу:________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Висновок:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Завдання для самостійного розв'язку:8.1.Обчислити рН буферного розчину, який містить 3,6мл розчину хлориду амонію з С = 0,2моль/л і 2,6мл розчину гідроксиду амонію з С = 0,1 моль/л (Кд(NH4OH) = 1,8•10–5).8.2. Обчислити рН розчину хлориду амонію з Сн = 0,01моль/л. 8.3. В якому співвідношенні треба взяти розчини солі та основи з Сн = 0,1моль/л для одержання аміачного буферу з рН = 9? Кд(NH4OH) = 1,8·10–5.8.4. Обчисліть рН розчину, в 50мл якого міститьcя 0,214г хлориду амонію. Кд(NH4OH) = 1,8*10–5.

81

8.5. Обчисліть об’єм оцтової кислоти з С = 0,1моль/л і ацетату натрію з С = 0,1 моль/л, які необхідно змішати, щоб одержати 150 мл розчину з рН = 4,94. (Кд (СН3СООН) = 1,75•10–5).8.6.Обчислити рН розчину ацетату натрію з Сн = 0,02 моль/л. (Кдк-ти = 1,8·10–5).8.7. Визначити рН і ступінь гідролізу 0,005М розчину ціаніду калію, якщо Кдис = 4,9∙10-10.8.8. Обчислити константу та ступінь гідролізу сульфіду калію у 0,1М розчині. Кдис = 8,9∙10-8.8.9. Обчислити [ОН-] і рН в 0,1М розчині карбонату калію. Кдис = 4,8∙10-11.8.10. Обчислити константу та ступінь гідролізу хлориду амонію в 0,03 М розчині, якщо рН розчину дорівнює 5,52.8.11. Обчислити константу та ступінь гідролізу фосфату калію в 0,1 М розчині, якщо рН розчину дорівнює 12,7.Скласти молекулярніта іонно-молекулярні рівняння реакцій гідролізу 0,1М розчинів перелічених нижче солей.Вказати умови зміщення рівноваги гідролізу,обчислити константи гідролізу та величину рН середовища:8.12.фосфат натрію і карбонат амонію;8.13.нітрат амонію і хлорид амонію;8.14.сульфат міді і сульфід амонію;8.15.хлорид заліза(ІІІ) і карбонат калію;8.16.нітрит натрію і сульфат амонію;8.17.сульфід хрому(ІІІ) і нітрат міді(ІІ);8.18.сульфіт літію і бромід амонію;8.19.ацетат натрію і карбонат алюмінію;8.20.сульфід калію і хлорид заліза(ІІ);8.21.хлорид кальцію і ціанід калію;8.22.нітрат натрію і ацетат свинцю.8.23. Обчисліть рН розчину сульфіду калію з Сн = 0,001 моль/л (гідроліз іде по першому ступеню). Кд1 = 6·10–8, Кд2 = 1·10–14.

“Зараховано”„____”_________________20__р. ______________________

(підпис викладача)

Тема13: Реакції з перенесенням електронів. 1.Актуальність теми: Знання основних положень ОВР і вміння складати окисно–відновні реакції необхідні майбутнім провізорам в хімічному аналізі лікарських препаратів.2.Ціль загальна: Засвоїти основні поняття окисно-відновних процесів.Вміти складати рівняння електролізу.

82

3.Конкретні цілі, уміти: Аналізувати окисно-відновні властивості простих речовин і сполук елементів в залежності від їх положення у періодичній системі та ступеня окислення. Застосувати метод електронного балансу та електронно-іонний метод для знаходження коефіцієнтів у рівняннях окисно-відновних реакцій. Визначати тип окисно-відновної реакції. Розрахувати еквівалент і еквівалентну масу окисника та відновника. Розрахувати ЕРС окисно-відновної системи та визначати напрямок перебігу ОВР. Складати рівняння електролізу в розплавах і у водних розчинах.4.Література:

Основна:4.1. Конспект лекцій. 4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— с. 210–227, 228 – 250.

Додаткова:4.3. Глинка Н.Л. Общая химия. — Л.: „Химия”, 1986г.4.4. Григор’єва В.В. та ін. Загальна хімія, 1991, с. 129-1385.Основні питання теми:5.1. Основні положення теорії ОВР.5.2. Залежність окисно–відновних властивостей від положення елементів в періодичній системі. Найбільш поширені окисники та відновники.5.3. Енергія Гіббса та окисно–відновні електродні потенціали, їх вплив на напрямок реакції.5.4. Складання рівнянь окисно–відновних реакцій за допомогою методу електронного балансу.5.5. Схеми перетворення окисників та відновників залежно від різних факторів (рН, t, концентрації).5.6. Метод електронного балансу для знаходження коефіцієнтів в рівнянні.

5.7. Основні типи окисно–відновних реакцій.5.8. Основи електрохімії. Електродні потенціали. Ряд стандартних електродних потенціалів. 5.9. Електроліз. Корозія металів.

6.Приклади розв'язку задач:6.1.Закінчити рівняння окисно-відновних реакцій.

а)Cl + 2NaOH→NaCl– + NaCl+O + H2O

б) Pb+4O2 + 2KI– + 2H2SO4→ Pb+2SO4 + I + K2SO4 + 2H2OPb+4+2е→Pb+2

21

2I– – 2е→ Io2 1

83

Clо2+2е→2Cl–

11

Clо2-2е →2Cl+ 1

в) 3Fe+2O + 10HN+5O3→ 3Fe+3(NO3)3 + N+2O + 5H2OFe+2–1е→Fe+3

33

N+5+3е→ N+2 1г) 2KMn+7O4 + 5KN+3O2 + 3H2SO4→2Mn+2SO4 + 5KN+5O3 + K2SO4 + 3H2O

Mn+7 + 5е→ Mn+2

102

N+3 – 2е→ N+5 5д) 6Ag+1N+5O → 6AgO + 6N+4O2↑ + 3O ↑

Ag+1+ 1е→ Ag02

12N+5 + 1еN+4

3O–2 – 6e 3OO2 6

Скорочуємо на „3”: 2Ag+1N+5O → 2Ag0 + 2N+4O2↑ + 3O ↑

6.2.Процеси,які відбуваються при електролізі солей у водних розчинах:Катодні(відновні)процеси.Накатоді відбувається відновлення катіонів металів і Гідрогену або молекул води.Для розчинів кислот:К(-)Н+,Н2О 2Н+ +2е→Н2°↑Для розчинів солей або лугів:К(-) Меn+,Н20.Характер відновного процесу залежить від значення стандартного електродного потенціалу металу:

Li,Cs,K,Ba,Ca,Na,Mg,Al Mn,Zn,Cr,Fe,Co,Ni,Pb Bi,Cu,Ag,Hg,Pt,AuКатіони цих металів не відновлюються,а відновлюються молекули води:2Н2О+2е→Н2+2ОН-

Катіони цих металів відновлюються одночасно з молекулами води,а тому на катоді виділяється і Н2,і метал

Катіони цих металів легко і повністю відновлюються на катоді

Анодні(окисні)процеси.Приелектролізі розчиніввикористовують розчинні та нерозчинні аноди.Нерозчинні аноди виготовляють з вуглецю та платини,а розчинні-з цинку,міді,нікелю та інших металів.На нерозчинному аноді відбувається окиснення аніонів або молекул води.

Cl-,Br-,I-,S2-,CN- SO42-,NO2

-,NO3-,PO4

2-

Аніони кислот,що не містять атоми Оксигену(за виняткомF-),легко окиснюються:2Cl- -2e→Cl2↑

Аніони кислот,що містять атоми Оксисену,не окислюються,а окислюється вода:2H2O-4e→O2↑+4H+

Приклад 1.Електроліз розчину СuSO4.CuSO4→Cu2+ +SO4

2-

K(-) Cu2+,H2O Cu2+ +2e→Cu0 4 2A(+)SO4

2-,H2O 2H2O-4e→O20 ↑+4H+ 2 1

2Cu2+ +2H2O→2Cu+O2↑+4H+

2CuSO4+2H2O→2Cu+O2↑+2H2SO4

84

Приклад 2.Електроліз розчину KCl.KCl→K+ +Cl- K(-)K+,H2O 2H2O+2e→H2

0↑+2OH- 1 A(+)Cl-,H2O 2Cl- 2e→Cl2

0↑ 1 2H2O+2Cl-→H2

0+2OH-+Cl20

2KCl+2H2O→H20↑+Cl2

0↑+2KOH7.Завдання для закріплення матеріалу: (виконати в робочому зошиті)7.1 Закінчити рівняння реакцій та підібрати коефіцієнти методом електронного балансу:КСl+КClO3+Н2SО4→_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Na2SO3 + Сl2 + Н2O →_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Н2S + Вr2 + Н2О →_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Н2О2+FеSО4+Н2SО4→_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

СuFеS2 + НNO3(конц.) →___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.2. На взаємодію з 50г суміші ферум(II) сульфату та ферум(III) сульфату використали розчин калій перманганату, в якому містилось 7,9г солі. Реакцію проводили у присутності сульфатної кислоти. Обчисліть масову частку ферум(III) сульфату в суміші (%).

Дано : Розв ’ язання : _______________________________________________________

_______________________________________________________ _______________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:_______________________________________________________________________________________________________________________________________

85

7.3. Утворену газову суміш пропустили через хлорну воду. До одержаного розчину добавили надлишкову кількість розчину барій хлориду. Випав осад масою 302,9г. Обчисліть масову частку сірки у вихідній суміші (%).Дано: Розв’язання:

_______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Відповідь:_______________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.4. Закінчіть рівняння, підберіть коефіцієнти методом електронного балансу, поясніть вплив середовища:KMnO4+NaNO3+H2SO4→_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________КMnO4+NaNO3+KOH→___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________KMnO4+NaNO3+H2O→_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.5. Скласти рівняння електролізу в водному розчині наступних солей:К2SO4, ZnI2, Cu(NO3)2

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________8.Завдання для самостійного розв'язку:8.1. При електролізі розчину кухонної солі масою 250г з масовою часткою солі 30,0% на електродах виділилось 27,01г газів. Визначте: а) масові частки речовин в одержаному розчині (%); б) маси речовин, які виділились на електродах.

86

8.2. При повному електролізі розплаву кальцій хлориду одержали 100г металічного кальцію, при виході за струмом 70%. Визначте: а) яку кількість електрики пропустили через електролізер; б) масу вихідного кальцій хлориду; в) чи вистачить вихідного кальцій хлориду для добування хлору (н.у.), необхідного для одержання калій хлорату масою 12,25г?8.3. При повному електролізі купрум(II) хлориду, що містився в розчині масою 900г, на аноді виділилось 33,6л хлору (н.у.), а на катоді утворилось 128г міді при , 100%. Обчисліть: а) вихід хлору (%) за струмом; б) масову частку купрум(II) хлориду (%) у вихідному розчині; в) об’єм розчину (в л) нітратної кислоти з масовою часткою кислоти 18% (ρ=1,104г/см3), що витратиться на повне розчинення одержаної міді.8.4. При електролізі розплаву гідриду невідомого металу утворилось 8,75г металу і виділилось 14л водню (н.у.). Визначте невідомий метал.8.5. Купрум(II) сульфат масою 150г, що містить домішки, розчинили в 0,75л води. При повному електролізі солі на катоді одержали 48г металу. Розрахуйте масову частку домішок (%) у вихідній солі і масову частку солі (%) в розчині, який використали для проведення електролізу.8.6. Унаслідок повного електролізу аргентум нітрату, що містився в розчині солі масою 800г, одержали 44г металу. Визначте: а) об’єм газу (н.у.), що виділився на аноді; б) масову частку солі (%) у вихідному розчині.8.7. При повному електролізі солі, що містилась у розчині натрій хлориду з масовою часткою солі 14,6% (ρ=1,12г/см3), одержали 125г натрій гідроксиду. Який об’єм розчину натрій хлориду використали?8.8. При електролізі 200г розчину купрум(II) нітрату з масовою часткою солі 40% на катоді одержали 15г металу. Визначте: а) масові частки речовин в одержаному розчині (%); б) ступінь виділення міді з розчину солі (%).8.9. Провели електроліз водного розчину натрій хлориду масою 300г з масовою часткою солі 30%. При цьому на електродах виділилось 18,25г газів. Визначте масові частки (%) речовин в одержаному розчині.8.10. Розчин калій хлориду з масовою часткою солі 10% піддали електролізу до повного розкладу солі. Газ, що виділився на аноді, пропустили через розчин калій броміду. Для повного знебарвлення одержаного розчину витратили 8064мл сульфур діоксиду (н.у.). Розрахуйте об’єм розчину калій хлориду з густиною 1,04г/см3, що витратився на проведення електролізу.8.11. При змішуванні 2,7г розчину купрум(II) хлориду з масовою часткою солі 10% та 200мл 0,1М розчину аргентум нітрату утворився осад, який відфільтрували, а через одержаний фільтрат пропустили електричний струм до повного розкладу речовин, що містились у розчині. Визначте, які речовини і в якій кількості виділились на електродах.8.12. Електричний струм пропустили через 400мл розчину натрій гідроксиду з масовою часткою лугу 20% (ρ=1,11г/см3). На аноді при цьому виділилось 30л газу (н.у.). Розрахуйте: а) масову частку розчиненої речовини (%) в одержаному розчині; б) кількість одержаного розчину, що витратиться на нейтралізацію 300мл 2М

87

8.13. Розставте коефіцієнти методом електронного балансу та визначте, до якого типу окисно–відновних реакцій належить кожна з реакцій, схеми яких наведені нижче:а) NO2 + Н2O + O2 → НNO3;б) Сl2 + КОН → КСl + КСlO3 + Н2O;в) Н2S + O2 → SО2 + Н2O;г) HNO3 → NO2 + Н2O + O2;д) КClO3 → КСl + O2;е) NН3 + O2 → N2 + Н2O.8.14. Напишіть рівняння реакції взаємодії сірки з концентрованою та розбавленою нітратною кислотами. Вкажіть окисник, відновник, процеси окиснення та відновлення в кожній реакції.8.15. Підберіть коефіцієнти методом електронного балансу для реакцій, схеми яких наведені нижче:а) МnО2 + КClO3 + КОН → К2МnO4 + КСl + Н2О;б) Н2S + Сl2 + Н2O → Н2SО4 + НСl;в) К2Сr2O7 + НСl → Сl2 + СrСl3 + КСl + Н2О;г) Сl2 + NаОН → NаСl + NaClO + Н2O;д) КМnО4 + НСl → МnСl2 + Сl2 + КСl + Н2O;є) КNО2 + КМnО4 + НСl → KNO3 + МnСl2 + КСl + Н2O;8.16. Визначте речовину А в наведених схемах окисно–відновних реакцій. Складіть схеми електронного балансу і розставте коефіцієнти.а) А + Н2SО4 → І2 + Н2S + Н2O;б) А + FеСl3 → FеСl2 + НСl + S;в) А + NO2 + Н2O → Н2SО4 + NO;г) А + КІ → К2SО3 + І2;д) СuО + А → Сu + N2 + Н2O;є) А + КМnО4 + Н2SО4 → МnSО4 + O2 + К2SО4 + Н2O;є) А + К2Сr2O7 + Н2SО4 → КNО3 + Сr2(SО4)3 + К2SО4 + Н2O;ж) А + КІ + Н2SО4 → І2 + РbSО4 + К2SО4 + Н2O.8.17 Закінчіть схеми реакцій:а) КМnО4 + NaNO2 + Н2O →;б) МnSО4 + КМnО4 + Н2О →;в) МnО2 + КClO3 + КОН →;г) КМnО4 + Na2SО3 + КОН →;д) КІ + КClO3 + Н2SО4 →;е) КІ + КNO2 + Н2SО4 →;є) НСl + НNО3(конц.) →;ж) КСl + КClO3 + Н2SО4 →;8.18 Гідроген пероксид може проявляти як окисні, так і відновні властивості. Визначте, які саме властивості проявляє Н2О2 в кожній з реакцій, схеми яких наведені. Користуючись йонно–електронним методом, завершіть кожну з реакцій.а) Н2О2 + КМnО4 + Н2SО4 →;б) Н2О2 + КІ + Н2SО4 →;

88

в) Н2О2 + КNO3 + Н2SО4 →;г) Н2О2 + К2Сr2O7 + Н2SО4 →;д) Н2О2 + FеSО4 + Н2SО4 →;е) Н2О2 + Н2S →;є) Н2О2 + РbО2 →;ж) Н2О2 + СrСl3 + NaOН →.

“Зараховано” „____”_________________20__р. ______________________

(підпис викладача)

Тема14: Експериментальне вивчення окисно-видновних реакцій. Лабораторна робота. 1.Актуальність теми: Знання основних положень ОВР і вміння складати окисно–відновні реакції необхідні майбутнім провізорам в хімічному аналізі лікарських препаратів.2.Ціль загальна: Засвоїти основні поняття окисно-відновних процесів.Вміти складати рівняння електролізу.3.Конкретні цілі, уміти: Аналізувати окисно-відновні властивості простих речовин і сполук елементів в залежності від їх положення у періодичній системі та ступеня окислення. Застосувати метод електронного балансу та електронно-іонний метод для знаходження коефіцієнтів у рівняннях окисно-відновних реакцій. Визначати тип окисно-відновної реакції. Розрахувати еквівалент і еквівалентну масу окисника та відновника. Розрахувати ЕРС окисно-відновної системи та визначати напрямок перебігу ОВР. Складати рівняння електролізу в розплавах і у водних розчинах.4.Література:

Основна: 4.1. Конспект лекцій. 4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— с. 210–227, 228 – 250.

Додаткова:4.3. Глинка Н.Л. Общая химия. — Л.: „Химия”, 1986г.4.4. Григор’єва В.В. та ін. Загальна хімія, 1991, с. 129-1385.Основні питання теми:5.1. Схеми перетворення перманганат–іону залежно від середовища та галогенідів.5.2. Метод електронно–іонний (напівреакцій) для знаходження коефіцієнтів.5.3. Основні типи окисно–відновних реакцій.5.4. Використання окисно –відновних реакцій в хімічному аналізі та в фармації. Лабораторна робота.

Дослід 1. Відновні властивості металів.

89

У дві пробірки внесіть по 10–12 крапель: у першу — 0,2Н розчину сульфату міді(ІІ), у другу — 0,2Н розчину сульфату цинку. В обидві пробірки занурьте залізний дріт. Поясніть, чому в розчині сульфату міді через 2–3 хвилини на поверхні заліза утворюється червоний наліт. Додайте в цю пробірку 2–3 краплі 0,5Н розчину гексоціаноферату(ІІІ) калію K3[Fe(CN)6]. Інтенсивне синє забарвлення розчину свідчить про наявність у розчині Fe2+–іонів. У другу пробірку додайте 2–3 краплі 0,5Н розчину K3[Fe(CN)6]. Напишіть рівняння реакцій. Поясніть відсутність синього забарвлення у другій пробірці._______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 2. Окислювальні властивості хлорної води. (Тяга!)У пробірку внесіть 2–3 краплі 0,5Н розчину йодиду калію, додайте 4–5 крапель

хлороформу та 3–5 крапель хлорної води. Струсіть пробірку та дайте рідинам розшаруватися. Напишіть рівняння реакцій. Поясніть спостереження.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 3. Окислювальні властивості перманганату калію в залежності від реакції середовища.

У три пробірки внесіть по 2–3 краплі 0,1Н розчину перманганату калію. У першу пробірку додайте 2 краплі 2Н розчину сірчаної кислоти, у другу — 2 краплі очищеної води, у третю — 2 краплі розчину гідроксиду натрію з масовою часткою 10%. Після цього додайте краплями у кожну пробірку 0,1Н розчин сульфіту натрію до зміни забарвлення розчину. Напишіть рівняння реакцій та підберіть коефіцієнти методом напівреакцій. Поясніть різну окислювальну активність перманганату калію залежно від реакції середовища. Розрахуйте ЕРС реакції.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 4. Відновні та окислювальні властивості азотистої кислоти.а) До 1–2 крапель 0,1Н розчину перманганату калію додайте 3–4 краплі

розведеної сірчаної кислоти, а потім краплями 0,5Н розчин нітриту натрію до

90

повного знебарвлення розчину. Напишіть рівняння реакції та підберіть коефіцієнти методом напівреакцій.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) Внесіть у пробірку 2–3 краплі 0,5Н розчину йодиду калію, 2–3 розведеної сірчаної кислоти та 1–2 краплі розчину крохмалю. До цієї суміші додайте 4–5 крапель 0,5Н розчину нітриту натрію. Напишіть рівняння реакцій та визначте, в якому випадку азотиста кислота є окисником, а в якому — відновником.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 5. Диспропорціювання йоду в лужному середовищі.У пробірку внесіть 1–2 кристали йоду, додайте 3–5 крапель розчину гідроксиду

натрію з масовою часткою 10% та нагрійте. Відмітьте зміну забарвлення розчину та зникнення осаду. До охолодженого розчину додайте краплями розчин розведеної сірчаної кислоти до слабко кислого середовища. Що відбувається при цьому? Напишіть рівняння реакцій та підберіть коефіцієнти методом напівреакцій.____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

“Зараховано” „____”_________________20__р. ______________________

(підпис викладача)

91

Тема 15: Координаційні сполуки. Реакції комплексоутворення.1. Актуальність теми: Комплексні сполуки мають велике значення в хімічній промисловості та хімічному аналізі для встановлення та кількісного визначення багатьох елементів. В живих організмах різні класи комплексних сполук виконують специфічні функції в обміні речовин. Важливу роль природні комплексні сполуки (гемоглобін, хлорофіл, вітамін В12) грають в процесах дихання, фотосинтезу, біологічного окислення та в ферментативному каталізі.2. Ціль загальна: Застосувати координаційну теорію Вернера для вивчення будови і складу комплексних сполук.3. Конкретні цілі, уміти: Аналізувати електронну будову атомів елементів з метою встановлення їх здатності до комплексоутворення. Класифікувати комплексні сполуки за зарядом комплексного йону, природою ліганду. Називати комплексні сполуки. Визначати вид ізомерії комплексних сполук. Застосувати метод валентних зв'язків для пояснення механізму утворення хімічного зв'язку в комплексних сполуках. Запропонувати вираз для Кн комплексної сполуки. За значенням цієї величини трактувати її поведінку в розчині. Наводити приклади використання комплексних сполук у фармацевтичному аналізі та медицині.4. Література:

Основна:4.1. Конспект лекцій. 4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— с. 251–271.Додаткова:4.3. Григор’єваВ.В. та ін. Загальна хімія. — К.: Вища школа, 1991р. — с. 154-1584.4. Глинка Н.Л. Общаяхимия. — Л.: „Химия”, 1983г. — с. 563-587.5. Основні питання теми:5.1. Сучасний зміст поняття „комплексна сполука”.5.2. Основні положення теорії Вернера (центральний атом та його координаційне число, ліганди, комплексний іон, іони зовнішньої сфери).5.3. Класифікація комплексних сполук: — за зарядом комплексного іона; — за природою ліганда; дентатність лігандів; — комплексні основи, кислоти, солі; — карбоніли металів; — хелати та внутрішньокомплексні сполуки.5.4. Природа хімічного зв’язкув комплексних сполуках (МВЗ, ТКП, ММО).5.5. Ізомерія комплексних сполук.5.6. Рівновага в розчинах комплексних сполук: дисоціація, константи нестійкості та стійкості.6.Приклади розв'язку задач:

6.1. Назвіть комплексну сполуку [Cu(NH3)4]SO4:а) сульфаттетрааміак міді (ІІ);б)сульфаттетрамін міді (ІІ);

92

в) мідісульфатетрамін (ІІ).6.2. Напишіть формулу іонізаційного ізомеру сполуки [Co(H2O)5]Cl3:

а) [CoCl3]. [H2O]5; б) [Co(H2O)5Cl]Cl2; в) [Co(H2O)3]Cl3. 2H2O.

6.3. Визначте заряд комплексного іону в сполуці [Cr(H2O)4Cl2]Cl . 2H2O:а) 4+; б) 2+; в) 3+.

6.4. Напишіть формулу загальної Кнест. комплексного іону [NiCl4]2-:

а) Kнест.= ; б) Kнест.= ; в)Kнест.= .

6.5. Визначте заряд центрального іону в сполуці Fe2[Fe(CN)6]:а) 2+; б) 6+; в) 3+.

6.6. Напишіть формулу комплексної сполуки, якщо координаційне число становить чотири Zn(OH)2+2NaOH:а) [ZnNa2(OH)2](OH)2; б) Na2[Zn(OH)4]; в) Zn[Na2(OH)4].

6.7. Напишіть продукти первинної дисоціації сполуки Na3[AlF6]:а) 3Na+ + [AlF6]3-; б) Na + Al3+ + 6F-; в) 3Na+ + Al3+ + F .

(Відповіді: 6.1.-б, 6.2.-б, 6.3.-в, 6.4.-в, 6.5.-а, 6.6-б, 6.7-а)

7. Завдання для закріплення матеріалу: (виконати в робочому зошиті)7.1. Користуючись значеннями констант нестійкості та ДР, установіть, в яких випадках відбудеться взаємодія між розчинами електролітів Напишіть рівняння реакцій, які перебігають з утворенням комплексних сполук з координаційним числом 6:

Сr2(SO4)3 + NaОН(надл.) →______________________________________________Fе(ОН)3 + КСN(надл.) →___________________________________________________Ni(ОН)2 + NH3·Н2О(надл.) →____________________________________________7.2. Для комплексних сполук [Cu(NH3)4](OH)2 та Na3[Cr(OH)6]. Назвіть складові частини та напишіть вираз для загальних констант нестійкості.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.3. Напишіть рівняння реакції утворення комплексної сполуки при взаємодії гідроксиду алюмінію з надлишком розчину гідроксиду натрію. Визначте заряд комплексоутворювача, тип комплексу.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.4. Напишіть рівняння первинної та вторинної дисоціації комплексних сполук [Со(NН3)5Вr]SО4 та (NН4)2[Рt(ОН)2Сl4]. Наведіть вирази їх загальних констант нестійкості.

93

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.5. Напишіть формули іонізаційних ізомерів комплексної сполуки: [CoSO4(NH3)5]Br ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________7.6. Напишіть рівняння загальної Кнест. та Кст. комплексного іону[Al(OH)6]3-.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Завдання для закріплення матеріалу:8.1. Напишіть формулу комплексної сполуки, якщо координаційне число становить шість: Cr(OH)3·3NaOH8.2. Напишіть формули гідратних ізомерів комплексної сполуки: [Al(H2O)6]Cl3.8.3. Назвіть види ізомерії в комплексних сполуках. Наведіть усі можливі ізомери для сполуки СrСl3·6Н2О, дайте їм назви.8.4. Напишіть рівняння реакцій, які перебігають з утворенням комплексних сполук з координаційним числом 6: Сr2(SO4)3 + NaОН(надл.) →Fе(ОН)3 + КСN(надл.) →Ni(ОН)2 + NH3·Н2О(надл.) →8.5. Користуючись значеннями констант нестійкості та ДР, установіть, в яких випадках відбудеться взаємодія між розчинами електролітів. Напишіть молекулярні та йонні рівняння реакцій:[Сu(NH3)4]SО4 + Na2S →Na3[Сr(ОН)6] + Н2SО4 →АgСl + Na2S2О3 →8.6. Користуючись значеннями констант нестійкості та ДР, установіть, в яких випадках відбудеться взаємодія між розчинами електролітів. Напишіть молекулярні та йонні рівняння реакцій:[Аg(NH3)2]Сl + КІ →К4[Fе(СN)6] + NаОН →К2[НgІ4] + КСN →8.7. Напишіть координаційні формули комплексних сполук: CuSO4·3NH3; 2KOH·Zn(OH)2; Pb(CH3COO)2·2NaCH3COO; HgI2·2KI, якщо координаційне число комплексоутворювача у цих сполуках дорівнює 4. Дайте назви комплексам, напишіть вирази їх Кн.

94

8.8. Напишіть координаційні формули сполук з координаційним числом кобальту (III), що дорівнює 6: Со(NH3)3·3NaNО2; СоСl3·5Н2О, СоСl3·4NH3. Назвіть одержані комплекси.8.9. Визначте заряди комплексного іону та центрального атома в сполуках:Na3[Cr(OH)4SO4]8.10. Визначте заряд, координаційне число заліза в сполуках: Na3[FeF6] та K4[Fe(CN)6]. Напишіть рівняння первинної та вторинної дисоціації комплексів та вираз констант нестійкості.8.11. Визначте заряд комплексного йону, ступінь окиснення комплексоутворювача та його координаційне число в сполуках: [Cr(H2O)5Cl]Cl2; [Pt(NH3)4Cl2]Br2; [CoSO4(NH3)5]Br; K3[Co(NO2)6]. Назвіть ці сполуки.8.12. Визначте координаційне число комплексоутворювача, та запишіть вираз загальної константи нестійкості комплексного йону: [Cr(OH)4SO4] 3-

8.13. Назвіть комплексні сполуки:Na3[Co(NO3)3(NO2)3]; [Al(H2O)6Cl2]Cl; [Co(NH3)3(NO2)3]8.14. Одержіть комплексні сполуки та назвіть їх: KI + HgI2 →, Co(OH)2 + NH3 →.8.15. Визначте ступінь окиснення, координаційне число комплексоутворювача в сполуках: Na3[Ag(S2O3)2]. Напишіть рівняння дисоціації комплексного йону та вираз загальної константи нестійкості.8.16. Напишіть рівняння первинної та вторинної дисоціації комплексної сполуки K2[HgI4]. Напишіть вираз загальної константи нестійкості. Назвіть цю споуку.8.17. Напишіть продукти взаємодії і назвіть їх : AgCl↓ + NH3 →FeSO4 + KCN →Cr(OH)3↓ + NaOH →

“Зараховано” „____”_________________20__р. ______________________ (підпис викладача)

Тема 16: Експериментальне вивчення комплексних сполук. Лабораторна робота. Контроль засвоєння змістового модулю 5.1. Актуальність теми: Комплексні сполуки мають велике значення в хімічній промисловості та хімічному аналізі для встановлення та кількісного визначення багатьох елементів. В живих організмах різні класи комплексних сполук виконують специфічні функції в обміні речовин. Важливу роль природні комплексні сполуки (гемоглобін, хлорофіл, вітамін В12) грають в процесах дихання, фотосинтезу, біологічного окислення та в ферментативному каталізі.2. Ціль загальна: Застосувати координаційну теорію Вернера для вивчення будови і складу комплексних сполук.3. Конкретні цілі, уміти: Аналізувати електронну будову атомів елементів з метою встановлення їх здатності до комплексоутворення. Класифікувати комплексні сполуки за зарядом комплексного йону, природою ліганду. Називати комплексні

95

сполуки. Визначати вид ізомерії комплексних сполук. Застосувати метод валентних зв'язків для пояснення механізму утворення хімічного зв'язку в комплексних сполуках. Запропонувати вираз для Кн комплексної сполуки. За значенням цієї величини трактувати її поведінку в розчині. Наводити приклади використання комплексних сполук у фармацевтичному аналізі та медицині.4. Література:

Основна:4.1. Конспект лекцій. 4.2. Левітін Є.Я. та ін. Загальна та неорганічна хімія. Підручник. Вінниця: НОВА КНИГА, 2003.— с. 251–271.Додаткова:4.3. Григор’єваВ.В. та ін. Загальна хімія. — К.: Вища школа, 1991р. — с. 154-1584.4. Глинка Н.Л. Общаяхимия. — Л.: „Химия”, 1983г. — с. 563-587.5. Основні питання теми:5.1. Біологічна роль комплексних сполук (гемоглобін, хлорофіл, вітамін В12). 5.2. Використання комплексних сполук у фармацевтичному аналізі та медицині.5.3. Карбоніли перехідних металів. Одержання, будова згідно методу ВЗ, властивості на прикладі тетракарбоніл нікелю. Лабораторна робота.

Дослід 1. Одержання сполук з комплексним аніоном.У пробірку внесіть 3–4 краплі 0,5Н розчину нітрату вісмуту(ІІІ), додайте

краплями 0,5Н розчин йодиду калію до утворення темно–бурого осаду йодиду вісмуту(ІІІ). До одержаного осаду краплями додайте 0,5Н розчин йодиду калію до його повного розчинення. Відмітьте забарвлення одержаного розчину. Напишіть відповідні молекулярні та скорочені іонні рівняння реакцій. Напишіть вираз загальної константи нестійкості комплексного іону.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 2. Одержання сполук з комплексним катіоном.У пробірку внесіть 3–4 краплі 0,5Н розчину сульфату міді(ІІ) та додайте

краплями 2Н розчин аміаку до випадання осаду основної солі (CuOH)2SO4. Відмітьте колір осаду. Потім додайте надлишок 2Н розчину аміаку до розчинення осаду. Напишіть відповідні молекулярні та скорочені іонні рівняння реакцій. Напишіть вираз загальної константи нестійкості комплексного іону [Cu(NH3)4]2+.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

96

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Дослід 3. Обмінні реакції в розчинах комплексних сполук.а) До 2–3 крапель 0,5Н розчину сульфату міді (ІІ) додайте стільки ж крапель 1Н

розчину гексаціаноферрату(ІІ) калію K4[Fe(CN)6]. Відмітьте колір утвореного осаду та напишіть.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

б) До 2–3 крапель 1Н розчину хлориду заліза (ІІІ) додайте стільки ж 1Н розчину гексаціаноферрату(ІІ) калію K4[Fe(CN)6]. Відмітьте, що відбувається. Напишіть рівняння реакцій.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

в) До 2–3 крапель 1Н розчину сульфату заліза(ІІ) додайте такий же об’єм 1Н розчину гексаціаноферрату(ІІІ) калію K3[Fe(CN)6]. Відмітьте, що відбувається. Напишіть рівняння реакцій.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Дослід 4.Одержання циклічної або хелатної комплексної сполуки.Удві пробірки внесіть по 3–4 краплі 1Н розчину хлориду кальцію та по 2–3 краплі аміачного буферного розчину (NH4OH + NH4Cl). В одну з пробірок додайте 2–3 краплі 1Н розчину трилону Б. Потім в обидві пробірки додайте по 2–3 краплі 1Н розчину оксалату амонію. Відмітьте, що відбувається в кожній пробірці. Поясніть, чому в пробірці, де міститься трилон Б, не утворюється осад. Напишіть відповідні рівняння реакцій.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Дослід 5. Комплексні сполуки в окислювально-відновних реакціях.У пробірку внесіть 4–5 крапель 0,1Н розчину йодиду калію, потім 3–4 краплі 2Н розчину соляної кислоти та 5–6 крапель хлороформу. Зверніть увагу, що нижній шар

97

(хлороформ) залишається безбарвним. Додайте 1 мікрошпатель кристалів гексацианоферату(ІІІ) калію та перемішайте розчин скляною паличкою. За зміною забарвлення шару хлороформу переконайтесь у виділені вільного йоду. Напишіть рівняння реакцій, підберіть коефіцієнти електронно–іонним методом.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Дослід 6. Гідратна ізомерія аквакомплексів.Декілька темно–зелених кристалів гексагідрату хлориду хрому(ІІІ) CrCl3 6H2O розчиніть у 6–7 краплях води. Відмітьте забарвлення розчину. Нагрійте розчин до зміни його забарвлення. Визначте будову комплексу до та після нагрівання. Висновки зробіть з урахуванням кольору гідратних ізомерів:

[Cr(OH2)6]Cl3 — синьо–фіолетовий,[Cr(OH2)5Cl]Cl2 H2O — темно–зелений,[Cr(OH2)4Cl2]Cl 2H2O — світло–зелений.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Дослід 7. Вплив концентрації розчину на комплексоутворення.До 4–5 крапель 0,5Н розчину солі кобальту(ІІ) додайте 2–3 краплі алілового спирту, потім 3–4 краплі концентрованого розчину роданіду калію KSCN. Суміш перемішайте скляною паличкою. Зверніть увагу на забарвлений шар розчину. Додайте 10–12 крапель води та перемішайте. Спостерігайте зміну забарвлення розчину внаслідок утворення аквакомплексу кобальту(ІІ) з координаційним числом 6. Поясніть спостереження та напишіть відповідні рівняння реакцій.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ “Зараховано” „____”_________________20__р. ______________________ (підпис викладача)

Тема 17: Підсумковий контроль рівня знань з розділу «Загальна хімія». Комп’ютерне тестування. Залік.

1. Вчення про розчини.Суть основних положень: розчин, розчинник, розчинна речовина. Розчини

газоподібних, рідких, твердих речовин. Розчинність. Вода як один з найбільш поширених розчинників у фармацевтичній практиці. Роль водних розчинів у життєдіяльності організмів. Хімічна взаємодія компонентів при утворенні рідких та

98

твердих розчинів (Д.І.Менделеєв, С.Курнаков). Тепловий ефект процесу розчинення речовин. Зміна енергії Гіббса при утворенні розчинів. Неводні розчини. Розчинність газів у рідинах та її залежність від температури, парціального тиску (закон Генрі Дальтона), від концентрації розчинених у воді електролітів (закон Сєченова) Розчинність рідких та твердих речовин у воді. Поняття про насичені, ненасичені, пересичені розчини. Способи вираження концентрації розчинів: масова частка речовини в розчині, молярна, еквівалентна (нормальна) та моляльна концентрації. Титр розчину.

2. Властивості розчинів неелектролітів.Електроліти та неелектроліти. Осмос та осмотичний тиск у розведених

розчинах неелектролітів. Закон Вант–Гоффа. Закони Рауля, гіпо–, гіпер– та ізотонічні розчини. Роль осмосу та осмотичного тиску в біологічних системах.

3. Властивості розчинів електролітів.Залежність осмотичного тиску від концентрації в розчинах електролітів.

Ізотонічний коефіцієнт. Теорія електролітичної дисоціації Арреніуса та її розвиток Каблуковим І.А. Поняття про сильні та слабкі електроліти. Розчини слабких електролітів. Дисоціація молекул слабких електролітів як результат граничної поляризації електронів ковалентного зв’язку під дією полярних молекул води. Застосування закону діючих мас до стану рівноваги в розчинах слабких електролітів. Константа дисоціації. Ступінь дисоціації та його залежність від концентрації — закон розведення Оствальда. Ступінчастий характер дисоціації. Зміщення рівноваги в розчинах слабких електролітів. Дисоціація води. Застосування закону діючих мас до рівноважного процесу дисоціації води. Константа дисоціації та іонний добуток води. Водневий показник (рН) розчинів кислот, основ та солей.

Рівновага між осадом та розчином важкорозчинних електролітів. Їх розчинність та добуток розчинності. Умови осадження та розчинення осаду електролітів.

Основні положення теорії сильних електролітів. Активність, коефіцієнт активності, іонна сила розчинів сильних електролітів. Теорія кислот та основ Арреніуса та її обмеженість. Протолітична теорія кислот та основ Бренстеда–Лоурі, електронна теорія Льюіса. Кількісна характеристика сили кислот та основ (рКа та рКв).

4. Розрахункові задачі по темам: 1. Способи вираження концентрації розчинів.

2 Осмос.3. рН розчинів сильних та слабких електролітів.4. рН буферних розчинів.5. рН розчинів солей, які підлягають гідролізу.6. Добуток розчинності.7. Розрахунки за хімічним рівнянням об’єму, маси, кількості речовини.

99

100

Для нотаток________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

101

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

102

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

103

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

104

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

105

Зміст

106