Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Міністерство освіти і науки України
Миколаївський державний коледж економіки та харчових технологій
Циклова комісія природничо-наукових дисциплін
І.С.Боровик
Фізична та колоїдна хімія
Збірник задач
Фізична та колоїдна хімія. Збірник задач: Навчальне видання. Миколаїв, МДКЕХТ, 2008р. 91с.
Укладач: І.С.Боровик, викладач хімії МДКЕХТ, вища категорія, ст.викладач.
Даний збірник задач укладений згідно навчальної програми дисципліни „Фізична та колоїдна хімія”.
Навчальне видання містить розв’язки типових задач, що охоплюють зміст основних тем фізичної та колоїдної хімії: ”Термодинаміка. Термохімія”, „Агрегатні стани речовини”, „Хімічна кінетика. Хімічна рівновага”, „Істинні розчини”, „Дисперсні системи. Колоїдні розчини”. Кожному розділу передує розгляд необхідних теоретичних положень, що полегшує розуміння розв’язування задач. У кінці кожного розділу подано задачі для самостійного розв’язування , відповідь до них, наведено необхідний довідковий матеріал.
Рекомендовано для студентів спеціальності 5.091711 „Технологія харчування”.
Розглянуто та затверджено на засіданні Методичної ради Миколаївського державного коледжу економіки та харчових технологій. Протокол №______від_______________2008р.
Розглянуто та рекомендовано до затвердження на засіданні обласного методичного об’єднання викладачів хімії, біології, екології ВНЗ І-ІІ рівнів акредитації. Протокол № ______ від __________2008р.
Розглянуто та схвалено на засіданні циклової комісії природничо-наукових дисциплін. Протокол №______ від _________2008р.
ЗМІСТ
Передмова.............................................................................5
1. Термодинаміка. Термохімія..........................................7
1.1. Обчислення теплових ефектів реакцій (ентальпій реакцій), ентальпій утворення речовин...........7
1.2. Обчислення зміни ентропій, вільної енергії Гіббса в хімічних реакціях.................................................14
Задачі для розв’язування.........................................21
Відповіді на задачі...................................................23
2. Агрегатні стани речовини...........................................24
2.1. Обчислення, пов’язані з використанням газових законів і основних рівнянь газового стану.........24 2.2. Обчислення поверхневого натягу і в’язкості рідин.....................................................................................31
2.3. Застосування правила фаз Гіббса....................34
Задачі для розв’язування.........................................36
Відповіді на задачі...................................................38
3. Хімічна кінетика. Хімічна рівновага........................39
3.1. Обчислення швидкості хімічних реакцій.......39
3.2. Обчислення в стані хімічної рівноваги...........43
Задачі для розв’язування.........................................49
Відповіді на задачі...................................................52
4. Істинні розчини.............................................................53
4.1. Обчислення осмотичного тиску, зниження температури замерзання і підвищення температури кипіння розчинів неелектролітів.......................................53
4.2.Обчислення осмотичного тиску, температур замерзання та кипіння розчинів, констант дисоціації, уявного ступеня дисоціації розчинів електролітів..........61
4.3. Обчислення рН розчинів сильних електролітів.........................................................................66
Задачі для розв’язування...........................................69
Відповіді на задачі......................................................72
5. Дисперсні системи. Колоїдні розчини.......................74
5.1. Складання формули міцели колоїдного розчину.................................................................................74
5.2. Обчислення порогів коагуляції колоїдних розчинів................................................................................79
Задачі для розв’язування.........................................82
Відповіді на задачі...................................................85
Додатки...............................................................................86
Література..........................................................................91
Вступ
Даний збірник задач рекомендований для студентів спеціальностей „Технологія харчування”, „Виробництво хліба, кондитерських, макаронних виробів та харчових концентратів”.
Фізична та колоїдна хімія формує наукове мислення необхідне для свідомого обґрунтування технологічних процесів при приготуванні їжі, а також необхідність дотримання технологічних режимів відповідно до нормативно-технологічної документації.
Програмою дисципліни передбачено застосування теоретичних знань для проведення термодинамічних розрахунків, обчислень фізико-хімічних величин, складання формул міцел колоїдних розчинів, схем орієнтації ПАР на межі поділу фаз та вирішення різноманітних завдань прикладного характеру, пов’язаних з практичним застосуванням закономірностей фізичної та колоїдної хімії.
У даному посібнику містяться методичні рекомендації по розв’язуванню задач до тем „Термодинаміка. Термохімія” (термодинамічні та термохімічні розрахунки), ”Агрегатні стани речовини” (обчислення пов’язані з використанням газових законів; обчислення поверхневого натягу та в’язкості рідин), „Хімічна кінетика. Хімічна рівновага” (обчислення швидкості хімічних реакцій та в стані рівноваги), „Істинні розчини” (обчислення для розбавлених розчинів неелектролітів і електролітів, „Дисперсні системи. Колоїдні розчини” (складання формул міцел та обчислення порогів коагуляції золів).
На початку кожної теми стисло розглянуті необхідні теоретичні поняття, закони, закономірності, наведені формули, подано приклади розв’язання типових задач та задачі для самоконтролю. Подано алгоритми розв’язування типових задач з різних тем і вимоги щодо їх оформлення.
При підготовці даного збірника використовувався досвід викладання фізичної та колоїдної хімії в Миколаївському державному коледжі економіки та харчових технологій.
1. Термодинаміка. Термохімія
1.1. Обчислення теплових ефектів реакцій (ентальпій реакцій), ентальпій утворення речовин
Теоретичні положення
Термохімічні обчислення проводять на основі законів Лавуазьє-Лапласа і Гесса та наслідків з нього, з використанням понять: „тепловий ефект реакції”, „теплота (стандартна молярна ентальпія) утворення”, „теплота (стандартна молярна ентальпія) згорання”, „термохімічні рівняння”, „екзотермічні та ендотермічні реакції”.
Пам’ятайте!
Рівняння хімічної реакції: аА + вВ → сС + dD
А, В – вихідні речовини (реагенти);
С, D – продукти реакції (кінцеві речовини);
a, в, c, d – стехіометричні коефіцієнти.
Математичний вираз наслідку із закону Гесса:
∆Н0 = с∙ΔН0утв.С + d∙∆Н0утв.D – (а∙∆Н0утв.А + в∙ΔН0утв.В)
∆Н0=с∙∆Н0утв.С+d∙∆Н0утв.D – (а∙∆Н0утв.А+ b∙∆Н0утв.В)
Задача №1
При виготовленні тіста як розрихлювач використовують питну соду, яка при термічному нагріванні розкладається з виділенням СО2. Обчислити тепловий ефект реакції:
2NaНСО3 → Na2СО3 + СО2 + Н2О, якщо стандартні молярні ентальпії утворення дорівнюють: ∆Н0утв.(Na2СО3) = 1135,3кДж/моль; ∆Н0утв.(NaНСО3) = 951,3кДж/моль; ∆Н0утв.(СО2) = 393,5кДж/моль; ∆Н0утв.(Н2О) = 285,9кДж/моль.
Дано:
∆Н0утв.(Na2СО3) = 1135,3 кДж/моль;
∆Н0утв.(NaНСО3) = 951,3кДж/моль;
∆Н0утв.(СО2) = 393,5 кДж/моль;
∆Н0утв.(Н2О) = 285,9 кДж/моль.
Обчислити: ∆Н0 ?
Розв’язування:
Рівняння розкладу питної соди при нагріванні:
NaНСО3 → ½ Na2СО3 + ½ СО2 + ½ Н2О
Використовуючи наслідок із закону Гесса, запишемо:
∆Н0=0,5∙∆Н0утв.(Na2СО3) +0,5∙∆Н утв.(СО2) + 0,5∙∆Н утв.Н2О ∆Н утв.(NaНСО3)
Підставивши чисельні значення теплот утворення, отримаємо:
∆Н0 = 0,5∙( 1135,3) + 0,5∙( 393,5) + 0,5∙( 285,9) + +1135,3 = 44,95кДж
Відповідь: тепловий ефект реакції термічного розкладу питної соди дорівнює 44,95кДж (реакція супроводжується поглинанням теплоти).
Задача №2
Під час спиртового бродіння 0,5моль глюкози вивільняється 35,1кДж теплоти. Обчислити теплоту утворення глюкози, якщо теплоти утворення вуглекислого газу та етанолу відповідно складають – 393,6кДж/моль та – 277,9кДж/моль.
Дано:
n(С6Н12О6) = 0,5моль
Q = 35,1кДж
∆Н0утв.(СО2) = -393,5кДж/моль
∆Н0утв.(С2Н5ОН) = -277,9кДж/моль
Обчислити: ∆Н0утв.(С6Н12О6) -?
Розв’язування:
Запишемо рівняння спиртового бродіння глюкози:
С6Н12О6 → 2С2Н5ОН + 2СО2
Знаючи, що кількість теплоти, яка виділяється (поглинається) при хімічних реакціях, прямо пропорційна кількості речовини, що приймає участь у хімічній реакції:
Q = n ∙ ∆Н0
Обчислимо тепловий ефект реакції спиртового бродіння глюкози:
∆Н0 =
Враховуючи те, що реакція екзотермічна (супроводжується виділенням теплоти): Q = ∆Н0,
∆Н0 = , тобто ∆Н0 = = 70,2кДж
Запишемо наслідок із закону Гесса для даної реакції:
∆Н0 = 2∙∆Н утв.(С2Н5ОН) + 2∙∆Н утв.(СО2) – Н утв.(С6Н12О6)
Знаходимо,
∆Н утв.(С6Н12О6) = 2∙∆Н0утв.(С2Н5ОН) + 2∙∆Н0утв.(СО2) – ∆Н0
Після підстановки відповідних чисельних значень величин, обчислень отримуємо:
∆Н0утв.(С6Н12О6)= 2∙( 277,9) + 2∙( 393,6) + 70,2 = 1272,8кДж/моль
Відповідь: ∆Н0утв.(С6Н12О6) = 1272,8кДж/моль
Задача №3
Обчислити теплоту утворення оксиду кальцію за реакцією його взаємодії з водою, якщо кількість теплоти, що виділяється внаслідок реакції, дорівнює 32,53кДж, а ∆Н0утв.[Са(ОН)2] = 986,2кДж/моль; ∆Н0утв.(Н2О)= 285,84кДж/моль
Дано:
Q = 32,53кДж
∆Н0утв.[Са(ОН)2] = 986,2кДж/моль
∆Н0утв.(Н2О) = 285,84кДж/моль
Обчислити: ∆Н0утв.(СаО) ?
Розв’язування:
Запишемо рівняння взаємодії оксиду кальцію з водою:
СаО (тв.) + Н2О (р.) → Са(ОН)2 (тв.)
Молярна маса речовини еквівалента fекв(Х)Х – це маса одного моль речовини еквівалента fекв(Х)Х, дорівнює добутку фактора еквівалентності fекв(Х), на молярну масу речовини Х.
Форма запису молярної маси речовини еквівалента fекв(Х)Х: М(fекв(Х)Х) і обчислюється вона за формулою:
М(fекв (Х)Х) = fекв (Х) ∙ М(Х);
Мекв[Ca(OH)2] = = = 37,05г/моль, де fекв(Ca(OH)2) = ½;
Обчислимо кількість речовини Ca(OH)2, що відповідає 37,05г:
n[Ca(OH)2] = m / Мекв.[Ca(OH)2] =
Знаючи, що кількість теплоти, яка виділяється (поглинається) при хімічних реакціях, прямо пропорційна кількості речовини, що приймає участь у хімічній реакції:
Q = n ∙ ∆Н0
Обчислимо тепловий ефект реакції утворення гідроксиду кальцію:
∆Н0 =
Враховуючи те, що реакція екзотермічна (супроводжується виділенням теплоти):
Q = ∆Н0, ∆Н0 = ,
тобто ∆Н0 = = 65,06кДж
Запишемо наслідок із закону Гесса для даної реакції:
∆Н0 = ∆Н0утв.[Са(ОН)2] ∙∆Н0утв.(СаО) – ∆Н0утв.(Н2О)
Знаходимо,
∆Н0утв.(СаО) = ∆Н0утв.[Са(ОН)2] – ∆Н0утв.(Н2О) – ∆Н0
Після підстановки відповідних чисельних значень величин і обчислень отримуємо:
∆Н0утв.(СаО) = -986,2 + 285,84 + 65,06 = 635,3кДж/моль
Відповідь: ∆Н0утв.(СаО) = 635,3кДж/моль
1.2. Обчислення змін ентропії, вільної енергії Гіббса в хімічних реакціях
Теоретичні положення
Термодинамічні розрахунки проводять на основі першого та другого законів термодинаміки.
Пам’ятайте!
∆Sповн. = ∆Sсистема + ∆Sоточення
∆S0 = ∑S0продукти ∑S0реагенти
Одиниці вимірювання: Дж/(моль∙К).
∆G = Т∙∆Sповн.
∆G = ∆Н – Т∆S
∆G0 = ∑∆G0продукти - ∑∆G0реагенти
Задача №4
Обчислити повну зміну ентропії, якою супроводжується спалювання одного моль газуватого водню при 250С. Чи задовольняє отриманий результат ІІ закону термодинаміки?
Дано:
∆Н0утв.(Н2О) = -285,8кДж/моль
S0(Н2) = 131Дж/моль∙К
S0(О2) = 205,0Дж/моль∙К
S0(Н2О) = 189,0Дж/моль∙К
Т = 298К
Обчислити: ∆S0повн. ?
Розв’язування:
Рівняння реакції має вигляд:
Н2(г) + ½ О2(г) → Н2О(г)
Зміна ентропії в системі:
∆S0 = S0(Н2О) – [S (Н2) + ½ S (О2)]
Після підстановки чисельних значень ентропії отримуємо:
∆S0 = 189,0 – 131 – 0,5∙205,0 = 44,5Дж/моль∙К
Повну зміну ентропії можна обчислити за формулою:
∆S0повн. = ∆S0сист ∆S0оточення
∆S0оточення =
∆S0повн. = ∆S0сист , де
∆Н0 – стандартна ентальпія згорання;
Згідно рівняння, ∆Н0=∆Н0утв.(Н2О)= 85,8кДж/моль = 285,8∙103Дж/моль
Повна зміна ентропії дорівнює:
∆S0повн. = 44,5 = 914,6Дж/(моль∙К)
Відповідь: ∆S0повна спалювання водню дорівнює 914,6Дж/моль∙К.
Примітка: хоч зміна ентропії в реакційній системі має від’ємне значення, проте повна зміна ентропії спалювання водню – додатна. Таким чином, отриманий результат задовольняє ІІ закону термодинаміки.
Задача №5
Обчислити стандартну зміну вільної енергії Гіббса при 250С для реакції термічного розкладу карбонату кальцію, якщо ∆Н0=178кДж/моль; ∆S0=161Дж/моль∙К. Чи можливий самодовільний перебіг цієї реакції за температури 250С? За якої температури стає можливим самодовільний перебіг даної реакції, якщо значення ∆Н0 і ∆S0 не залежать від температури?
Дано:
t = 250С
∆Н0=178кДж/моль
∆S0=161Дж/моль∙К
Обчислити: ∆G0 ?
Розв’язування:
Стехіометричне рівняння реакції розкладу карбонату кальцію має вигляд:
СаСО3(т) → СаО(т) + СО2(г)
Для обчислення ∆G0 запишемо рівняння:
∆G0 = ∆Н0 – Т ∙ ∆S0
∆Н0 = 178кДж/моль = 178 ∙ 103 Дж/моль
Т = 273 + 25 = 298К
∆G0 = 178∙103 – 298 ∙ 161 = 130∙103Дж/моль = 130кДж
Оскільки, за температури 250С (298К) величина ∆G0 має додатне значення, то реакція не відбуватиметься самочинно.
Реакція відбуватиметься самочинно за умови, що ∆G0 < 0 , тобто
∆Н0 – Т ∙ ∆S0 < 0
Т∆S0 >∆Н0
Т >
Підставимо чисельні значення і обчислимо температуру, починаючи з якої стає можливим самодовільний перебіг прямої реакції (розкладу карбонату):
Т > = 1,1056 ∙ 103 = 1106К
Відповідь: реакція відбуватиметься самодовільно за температур вищих 1106К.
Задача №6*
Чи відбуватиметься реакція:
NH3 (г) + HCI (г) ®NН4CI (к) самочинно за стандартних умов?
Дано:
Реакція: NH3 (г) + HCI (г) ®NН4CI (к)
|
∆Н0утв.(NH3)=-46,19кДж/моль |
S0(NH3)=192,50Дж/(моль∙К) |
|
∆Н0утв.(HCІ)=-92,30кДж/моль |
S0(HCІ)=186,70Дж/(моль∙К) |
|
∆Н0утв.(NН4CI)=-315,39кДж/моль |
S0(NН4CI)=94,56Дж/(моль∙К) |
|
Знайти: ∆G0 - ? |
Розв’язування:
Зміна вільної енергії Гіббса в хімічній реакції є мірою самодовільного перебігу реакції:
∆G0 = ∆Н0 – Т∆S
Реакція відбувається самодовільно за умови ∆G<0.
Для обчислення теплового ефекту реакції (зміни ентальпії):
∆Н0 = ∆Н0утв.(NН4CI) ∆Н0утв.(HCI) – ∆Н0утв.(NH3)
Після підстановки чисельних значень одержимо:
∆Н0 = ( 315,39) + 92,3 +46,19 = 176,9кДж = 176,9∙103Дж = 176900 Дж (реакція екзотермічна, супроводжується виділенням теплоти).
Стандартна молярна зміна ентропії в хімічній реакції визначається:
∆S0 = ∑S0продукти - ∑S0реагенти
Одиниці вимірювання: Дж/(моль∙К).
Після підстановки чисельних значень одержимо:
∆S0 = 94,56 – 186,7 – 192,5 = 284,64Дж/(моль∙К).
∆G0 = 176900 + 298 ∙ 284,64 = 92077,28Дж/моль = 92,077кДж/моль
Відповідь: Значення ∆G<0 свідчить про те, що реакція відбувається за стандартних умов самовільно.
Задача №7*
За якої температури встановиться рівновага в системі СН4 (г) +СO2 (г) 2СО(г) + 2Н2(г), якщо
ΔН0 = + 247,37 кДж?
Дано:
ΔН0 = +247,37 кДж = 247,37 ∙ 103 Дж
Обчислити: Т ?
Розв’язування:
СН4 (г) + СO2 (г) 2СО(г) + 2Н2 (г)
∆G0 = ∆Н0 – Т∆S0
∆Н0 – тепловий ефект реакції;
∆S0 –стандартна молярна зміна ентропії; Дж/(моль∙К).
Стандартна молярна зміна ентропії в хімічній реакції визначається:
∆S0 = ∑S0продукти ∑S0реагенти
Звідси, ∆Н0 = Т∆S0
Т =
Для реакції:
∆S0 = 2S0(СO) + 2S0(Н2) –∙S0(СН4) S0(СO2)
Значення стандартних абсолютних ентропій речовин беремо з довідника:
S0(СO2) = 213,6Дж/(моль∙К);
S0(СН4) = 186,19Дж/(моль∙К);
S0 (H2) = 130,6 Дж/(моль∙К);
S0(СO) = 197,91Дж/(моль∙К).
Після підстановки чисельних значень одержимо:
∆S0 = 2∙197,91 + 2 130,6 – 186,19 – 213,6 = 257,23Дж/(моль∙К).
Обчислимо температуру встановлення рівноваги в системі:
Т = = К
Відповідь: рівновага в системі встановиться при температурі 961,7К
Пам’ятайте!
Перед розв’язуванням задач рекомендовано вивчити основний теоретичний матеріал за підручником або опорною лекцією.
При розв’язуванні задач дотримуйтесь таких вимог:
Якщо задача має декілька дій, то до кожної дії записуйте питання.
Задачі для розв’язування
4NH3(г) + 5О2(г) → 4NО(г) + 6Н2О(г),
якщо ентальпії утворення амоніаку, Нітроген (ІІ) оксиду, та води відповідно –46, +91 та –242кДж/моль.
4NH3(г) + 5О(г) → 4NО(г) + 6Н2О(р), ∆Н = 1168кДж;
4NH3(г) + 3О2(г) → 2N2(г) + 6Н2О(р), ∆Н = 1532кДж.
С(графіт) + О2(г) → СО2(г), ∆Н10 = 393кДж/моль
С(графіт) + 2N2О(г) → СО2(г) + 2N2(г), ∆Н20 = 557кДж/моль
3Н2(г) + N2(г) → 2NН3(г),
якщо ∆Н0 і ∆G0 амоніаку дорівнюють відповідно –46 і –17кДж/моль, а S0 в Дж/К∙моль 131 (водню), 192 (азоту) і 193 (амоніаку)?
СО(г) + 3Н2 (г) → СН4 (г) + Н2О (г). Чи можлива ця реакція за стандартних умов?
Відповіді на задачі
Тема: Термодинаміка. Термохімія
|
|
Відповідь: ∆Н0 = - 2804,45кДж |
|
|
Відповідь: ∆Н0утв.(СН4)= - 74,6кДж/моль |
|
|
Відповідь: Q = 585,9кДж |
|
|
Відповідь: ∆Н0 = - 904кДж |
|
|
Відповідь: ∆Н0утв.(С6Н6) = +85кДж/моль |
|
|
Відповідь: ∆Н0утв.(NO) = + 91кДж/моль |
|
|
Відповідь: ∆Н0утв.(N2О) = + 82,0кДж/моль |
|
|
Відповідь: ∆G0 = - 190,96 кДж/моль |
|
|
Відповідь: ∆Н0 = - 92кДж; ∆G0 = - 34кДж; ∆S= - 1999Дж/(К∙моль) |
|
|
Відповідь: ∆G0 = 120 кДж |
|
|
Відповідь: ∆G0 = -55571,473кДж/моль, реакція відбувається самочинно за стандартних умов |
|
|
Відповідь: Т > 841К, реакція почнеться самочинно |
|
|
Відповідь: ∆G0 = -201кДж/моль. Реакція утворення ВаСО3 відбувається за стандартних умов самовільно, а реакція утворення ВеСО3 - не відбуватиметься (ΔG 298 = +17кДж). Найбільш стійким до розпаду на кислотний та основний оксид буде ВаСО3. |
2. Агрегатні стани речовини
2.1. Обчислення, пов’язані з використанням газових законів і основних рівнянь газового стану
Пам’ятайте!
|
00С (273,15К) і 1,01∙105Па |
|
Р1V1 = Р2V2 (Т=const) |
|
V1/T1 = V2 / T2 (P=const) |
|
Р1/Т1 = Р2 /Т2 (V=const) |
|
n2 / n1 = V2 / V1 (P=const. T=const) |
|
|
|
Рі = хі ∙ Р (T=const) |
|
|
Р= |
|
РV = nRТ |
|
РV=RT |
|
РV= ∙ N ∙ m ∙ υ2 |
|
υср-кв = |
|
Ек = RT |
|
ρ= |
|
Д = |
Методичні рекомендації по розв’язуванню задач
•Записати стислу умову задачі.
•Перевести дані задачі з позасистемних одиниць вимірювання в систему СІ: Р – [Па]; V – [м3]; ν – [моль]; Т – [К]; R =8,31Дж/(моль∙К); М – [г/моль]; m – [г].
Температуру за шкалою Кельвіна визначають за формулою: Т = t0+273, де
Т – температура за шкалою Кельвіна;
t0 – температура за шкалою Цельсія.
Тиск в умовах задач інколи подається в атмосферах або міліметрах ртутного стовпа. Щоб перевести такі одиниці вимірювання в Паскалі необхідно врахувати, що:
1атм. = 760мм рт.ст. = 1,013∙105Па
1мм рт. ст. = 133,3Па
1Па = 1Н/м2
Для перетворення позасистемних одиниць об’єму в кубічні метри використовують такі дані:
1см3 = 1мл = 1∙10-6м3;
1л = 1дм3 = 1∙10-3м3;
1м3 = 103л = 106мл.
•Записати необхідну формулу для розрахунків.
•Підставити чисельні значення та зробити обчислення.
При розв’язуванні задач доводиться мати справу як з дуже великими, так і з дуже малими додатними числами. Для більшої зручності при читанні, запису та при виконанні дій рекомендовано подавати такі числа у вигляді а ∙ 10n, де n –ціле число. Наприклад: 1024000 = 1,024∙106
6000000 = 6∙106
0,000004 = 4∙10-6
0,00281 = 2,81∙10-3
Подаючи число у стандартному вигляді, пам’ятаємо, що чисельне значення степеня дорівнює кількості знаків, відокремлених комою при перенесенні її вліво чи вправо.
При виконанні дій із числом а ∙ 10n користуються властивостями степеня з цілим показником:
аm ∙ an = am+n
аm : an = am-n
(am)n = am∙n
(ab)n = an ∙ bn, (m і n – цілі числа, а 0, в 0)
•Дати повну відповідь на питання задачі.
Задача №1
У балоні місткістю 12л знаходиться кисень під тиском 141,85∙105Па при температурі 100С. Який об’єм займатиме газ за нормальних умов?
Дано:
V = 12л = 12∙10-3м3
Р = 141,85∙105Па
t = 100С; Т = 273 + 100С = 283К
Обчислити: V0 ?
Розв’язування:
Запишемо вираз об’єднаного газового закону:
; V0 =
Пам’ятаючи, що нормальні умови: Т0 = 273 К та Р0= 1,01∙105Па, підставимо дані задачі у формулу, обчислимо об’єм кисню за н.у.:
V0 = = 1625,79∙10-3 = 1,63м3
Відповідь: за н.у. кисень займатиме об’єм рівний 1,63м3.
Задача №2
Обчислити молярну масу діетилового ефіру, якщо 215мл його парів при 770С та тиску 700мм рт.ст. мають масу 0,51г.
Дано:
V = 215мл = 215∙10-6м3
t = 770С; Т = 77 + 273 = 350К
Р=700мм рт.ст. = 700∙133,3 = 93310Па = 9,33∙104Па
m=0,51г
R=8,31 Дж/моль∙К
Обчислити: М ?
Розв’язування:
Запишемо рівняння Клапейрона-Менделєєва:
РV=RT; М =
Підставляємо значення у вихідну формулу і обчислюємо молярну масу діетилового ефіру:
М = = 0,7395 ∙ 102 = 73,95г/моль = 74г/моль
Формула діетилового ефіру: С2Н5 – О – С2Н5
М(диетилового ефіру) = 12 ∙ 2 + 10 ∙ 1 + 16 = 74г/моль
Відповідь: молярна маса діетилового ефіру складає 74г/моль.
Задача №3
Обчислити тиск (в Па), під яким знаходитиметься 13,5г СО2 у посудині ємністю 8л при температурі 1500С.
Дано:
m (СО2) = 13,5г
V = 8л = 8∙10-3м3
T = 1500С; Т=150 + 273 = 423К
М(СО2) = 12 ∙ 1 + 16 ∙ 2 = 44г/моль
R = 8,31Дж/моль∙К
Обчислити: Р ?
Розв’язування:
Запишемо рівняння Клапейрона-Менделєєва:
РV=RT; М =
Підставимо чисельні значення і обчислимо тиск:
Р = =134,81∙103Н/м2 = 1,35 ∙ 105Н/м2, або 1,35 ∙ 105Па
Відповідь: Р=1,35 ∙ 105Па
Задача №4
Відносна густина пари речовини за повітрям дорівнює 3,19. Обчислити молярну масу речовини.
Дано:
Д(повітря) = 3,19
М(повітря) = 29г/моль
Обчислити: М(газу) ?
Розв’язування:
Д(повітря) = ;
М(газу) = Д(повітря) ∙ М(повітря)
М(газу) = 3,19 ∙ 29 = 92,51 = 93г/моль
Відповідь: молярна маса речовини дорівнює 93г/моль.
Задача №5
Газоподібний вуглеводень за н.у. має густину 2,5г/л. Обчислити молярну масу вуглеводню.
Дано:
ρ = 2,5г/л
Обчислити: М ?
Розв’язування:
М = ρ ∙ Vm
М= 2,5г/л ∙ 22,4л/моль = 56г/моль
Відповідь: молярна маса вуглеводню 56г/моль
Задача №6
Газова суміш при 1000С і тиску 0,8атм. містить гелій і вуглекислий газ, масова частка яких становить по 50%. Який парціальний тиск кожного з компонентів суміші?
Дано:
ω(Не) = ω(СО2) = 50%
t = 1000С
Р = 0,8атм.
Обчислити: Р(Не) ?
Р(СО2) - ?
Розв’язування:
Кількість кожного з газів у 100г суміші:
n(Не) = =12,5моль;
n(СО2) = =1,14моль;
Молярні частки гелію та вуглекислого газу можна обчислити:
х(Не) = =0,92
х(СО2) = =0,08
За законом Дальтона обчислимо парціальні тиски кожного з газів суміші:
Р(Не) = х(Не) ∙ Р = 0,92 ∙ 0,8 = 0,736атм.
Р(СО2) = х(СО2) ∙ = 0,08 ∙ 0,8 = 0,064атм.
Відповідь: Р(Не) = 0,736атм., Р(СО2) = 0,064атм.
Задача №7
Обчислити кінетичну енергію й середньоквадратичну швидкість, що припадає при 3000С на моль молекул водню.
Дано:
t = 300С; Т=300+273=573К
М(Н2) = 1 ∙ 2 = 2г/моль = 2∙10-3кг/моль
Обчислити: Ек ?, υср.-кв. ?
Розв’язування:
Обчислимо кінетичну енергію 1 моль водню:
Ек = RT Ек = = 7142,45Дж/моль
Обчислимо середньоквадратичну швидкість частинок водню:
υср.кв.= = =26,725∙102 = 2673м/с
Відповідь: Ек = 7142Дж/моль, υср.-кв. = 2673м/с.
2.2. Обчислення поверхневого натягу і в’язкості рідин
Теоретичні положення
σ – поверхневий натяг рідини;
σ0 – поверхневий натяг води;
ρ і ρ0 – густини рідини і води;
n і n0 – кількість крапель досліджуваної рідини і води.
η = η0 , де
η – відносна в’язкість досліджуваної рідини відносно води;
η0 – коефіцієнт в’язкості води;
ρ і ρ0 – густини досліджуваної рідини і води, кг/м3;
τ і τ0 – час витікання (сек.) рідини та води.
Задача №8
Обчислити поверхневий натяг толуолу при 600С, якщо при повільному його витіканні з сталагмометра, маса 38 крапель дорівнює 1,4864г. При випусканні з того ж самого сталагмометра води при тій же температурі маса 25 крапель дорівнює 2,6570г.
Дано:
n = 38
m = 1,4864г
n0 = 25
m0 = 2,6570г
t = 600С
σ0 = 66,18∙10-3Н/м (з довідника)
Обчислити: σ ?
Розв’язування:
Записуємо формулу для обчислення поверхневого натягу методом рахування крапель:
σ = σ0
Для толуолу: ρ =
Для води: ρ0 = , причому V=V0
Замість ρ і ρ0 підставляємо відношення m/V:
σ = σ0
Для підстановки чисельних значень отримуємо:
σ = =24,36∙10-3Н/м
Відповідь: поверхневий натяг толуолу при 600С дорівнює 24,36∙10-3Н/м.
Задача №9
Обчислити в’язкість розчину гліцерину при 220С, якщо він витікає з віскозиметру за 8хв. 10сек., а для того ж самого об’єму води (за тих же умов), необхідно 1хв. 5сек. Густина розчину гліцерину – 809кг/м3, густина води – 996кг/м3, в’язкість води – 0,9679мПа∙с.
Дано:
τ = 8хв. 10сек. = 490сек.
τ0 = 1хв. 5сек. = 65сек.
ρ = 809кг/м3
ρ0 = 996кг/м3
η0 = 0,9679мПа∙с = 0,9679∙10-3Па∙с
Обчислити: η ?
Розв’язування:
Запишемо формулу для обчислення в’язкості рідини:
η = η0
Після підстановки чисельних значень отримуємо:
η = = 5,93∙10-3 Па∙с
Враховуючи, що 1 пуаз (П) = 0,1Па∙с, η = 5,92∙10-3∙101 = 5,92∙10-2П
Відповідь: в’язкість гліцерину дорівнює 5,92∙10-2П (Пуаз)
2.3. Застосування правила фаз Гіббса*
Фаза – сукупність гомогенних частин системи, що мають однаковий хімічний склад і фізичні властивості та відокремлених від інших частин системи межею розподілу.
Складові речовини речовини, що входять до складу системи, можуть бути виділені з системи та існувати без неї.
В хімічних системах деякі складові речовини можуть утворюватися в результаті перебігу хімічної реакції. Такі складові речовини називаються залежними.
Вихідні речовини, що складаються систему – незалежні.
Компонент – це така складова системи, найменшої кількості якої достатньо для побудови будь-якої фази в системі, що знаходиться в рівновазі.
У фізичних системах число компонентів дорівнює числу складових речовин системи, так як вони не вступають в хімічну взаємодію. У хімічних системах кількість компонентів менша кількості складових речовин, що утворюють систему, на число хімічних рівнянь згідно яких речовини, що утворюють систему, обернено реагують між собою за даних умов існування системи.
Правило фаз Гіббса: у рівноважній багатофазовій термодинамічній системі, на яку ззовні впливають тільки температура та тиск, кількість ступенів свободи дорівнює кількості компонентів плюс два, мінус кількість фаз: С = К + 2 Ф
Число незалежних компонентів в системі К;
Кількість фаз Ф;
Кількість ступенів вільності системи С.
Приклад 1
Визначити максимальне число ступенів вільності для однокомпонентної, двокомпонентної і трикомпонентної системи
Вирішення:
Для однокомпонентної системи (К = 1), правило фаз має вигляд: С = 3 – Ф. Якщо Ф=1, то С = 2 (коли вся рідина перейшла у пару). Число рівноважних фаз не може бути більше 3 (С = 0).
Для двокомпонентної системи (К = 2), правило фаз має вигляд: С = 4 – Ф. За умови Ф=1, С = 3. Число рівноважних фаз не може бути більш за 4 (С=0).
Для трикомпонентної системи (К = 3), правило фаз виглядає: С = 5 – Ф. За умови Ф=1, С=4. Число рівноважних фаз в системі не може бути більшим за 5 (С= 0).
|
Хімічна система |
Кількість |
|||
|
склад. реч. |
рівн. |
фаз |
компон. |
|
|
2СО+О2↔ 2СО2 |
3 |
1 |
1 (г) |
3 - 1 = 2 |
|
СuO(т)+H2↔Сu(т)+H2O(р) |
4 |
1 |
4 (1г, 2т., 1р) |
4 - 1 = 3 |
|
FeO(т)+СО↔Fe(т)+СО2(г) |
4 |
1 |
3 (2 т., 1г.) |
4 - 1 = 3 |
Задачі для розв’язування
Відповіді на задачі
Тема: Агрегатні стани речовини
|
|
Відповідь: V0 = 51мл |
|
|
Відповідь: V0 = 0,71л |
|
|
Відповідь: Мr = 44а.о.м. |
|
|
Відповідь: υср.-кв.(О2) : υср.-кв.(Н2) = 1 : 4 |
|
|
Відповідь: Ек = 7142Дж/моль; υср.-кв. = 2673м/с |
|
|
Відповідь: Р(заг.)=1,67атм.; Р(СО2)=1,23атм.; Р(N2)=0,44атм |
|
|
Відповідь: Р(Аr) = 0,10атм; Р(Не) = 1,01атм |
|
|
Відповідь: m(О2) = 117г |
|
|
Відповідь: М = 274г/моль, ρ = 12,23г/л |
|
|
Відповідь: Р=1,35∙105Па |
|
|
Відповідь: V = 29,2л |
|
|
Відповідь: М = 64г/моль |
|
|
Відповідь: m(О2) = 4кг |
|
|
Відповідь: М(газу) = 76г/моль |
|
|
Відповідь: m(N2) = 1,83кг |
|
|
Відповідь: М=16г/моль |
|
|
Відповідь: М = 92г/моль |
|
|
Відповідь: М = 2г/моль |
|
|
Відповідь: σ = 28,899∙10-3Н/м |
|
|
Відповідь: η = 3,06∙10-2Па∙с |
3. Хімічна кінетика. Хімічна рівновага
3.1. Обчислення швидкостей хімічних реакцій
Теоретичні положення
υ = , де
∆ν = n2 – n1 (моль)
∆t = t2 – t1 (сек.)
V – об’єм, л або м3
а) концентрації або тиску реагентів (закон дії мас: швидкість гомогенної хімічної реакції прямо пропорційна добутку концентрацій реагуючих речовин, взятих в степенях зі стехіометричними коефіцієнтами).
Для реакції: аА + bВ → сС + dD
υ = κ ∙ САа ∙ СВb, де
υ – швидкість гомогенної реакції;
κ – константа швидкості реакції;
СА і СВ – концентрації реагуючих речовин;
а, b – стехіометричні коефіцієнти.
б) від температури (правило Вант-Гоффа: при підвищенні температури на кожні 100С швидкість реакції зростає в 2-4 рази).
, де
υ2 – швидкість реакції при температурі t2;
υ1 – швидкість реакції при температурі t1;
γ – температурний коефіцієнт реакції.
Задача №1
Реакційна посудина об’ємом 10л містить 0,5моль оксиду сірки (ІV) і кисень. Через 8сек. кількість речовини SO2 дорівнює 0,46моль. Обчислити швидкість реакції протягом даного часу.
Дано:
V=10л
ν1=0,5моль
ν2=0,46моль
∆t=8сек
Обчислити: υ ?
Розв’язування:
Записуємо вираз для швидкості реакції:
υ =
Після підстановки чисельних значень отримаємо:
υ = = 0,0005моль/л∙сек.
Відповідь: швидкість реакції за даний відрізок часу становить 0,0005моль/л∙сек.
Задача №2
Взаємодія між оксидом вуглецю (ІІ) та хлором відбувається за рівнянням: СО + СІ2 → СОСІ2.
Концентрації СО та СІ2 відповідно становлять 0,3моль/л і 0,2моль/л. Як зміниться швидкість реакції при збільшенні концентрації хлору до 0,6моль/л, а концентрації оксиду вуглецю (ІІ) до 1,2моль/л?
Дано:
ССО = 0,3моль/л
С(СІ2) = 0,2моль/л
С′(СІ 2) = 0,6моль/л
С′СО = 1,2моль/л
Обчислити: ?
Розв’язування:
Хімічна реакція:
СО + СІ2 → СОСІ2
Запишемо закон дії мас для швидкостей υ і υ′:
υ = κ ∙ ССО ∙ С(СІ2)
υ′ = κ ∙ С′СО ∙ С′(СІ2)
Після підстановки чисельних значень:
υ = κ ∙ 0,3 ∙ 0,2 = κ ∙ 0,06
υ′ = κ ∙ 0,6 ∙ 1,2 = κ ∙ 0,72
Знаходимо співвідношення:
= = 12
Відповідь: швидкість реакції зростає в 12 разів.
Задача №3
Як зміниться швидкість реакції 2NO + О2 ↔ 2NO2 (відбувається в газовій фазі і закритій посудині) при збільшенні тиску в 4 рази.
Дано:
= 4
Обчислити: ?
Розв’язування:
Рівняння хімічної реакції 2NO + О2 ↔ 2NO2.
Записуємо вираз закону дії мас для υ1 і υ2:
υ1 = κ ∙ С2NO ∙ С(О2)
υ2 = κ ∙ С2NO ∙ С(О2)
Позначимо, СNO = х моль/л, С(О2) = х моль/л. Підставимо в рівняння для υ1 замість СNO і С(О2):
υ1 = κ ∙ х2 ∙ х = κ ∙ х3
При підвищенні тиску в 4 рази концентрації NO і О2 збільшуються в 4 рази і становитимуть:
СNO = 4∙х моль/л, С(О2)=4∙х моль/л.
Після підстановки в рівняння для υ2 отримуємо:
υ2 = κ ∙ (4∙х)2 ∙ 4∙х = κ ∙ 64∙х3
Знаходимо співвідношення:
= 64
Відповідь: при збільшенні тиску в 4 рази швидкість зростає в 64 рази.
Задача №4
У скільки разів зменшиться швидкість реакції, що відбувається в газовій фазі, при зниженні температури від 1200С до 800С. Температурний коефіцієнт реакції дорівнює 3.
Дано:
γ = 3
t1 = 1200С
t2 = 800С
Обчислити: ?
Розв’язування:
Запишемо правило Вант-Гоффа:
Після підстановки чисельних значень, одержимо:
= 3= 3– 4 =
Відповідь: швидкість реакції зменшиться у 54 рази.
3.2. Обчислення в стані хімічної рівноваги
Теоретичні положення
а) швидкість прямої реакції дорівнює швидкості зворотної реакції;
б) в системі не відбуваються ніякі зміни;
в) система є ізольованою.
аА + bВ → сС + dD,
згідно закону дії мас
Крівн = , де
Крівн – константа рівноваги.
Задача №5
Рівновага в системі Н2 + І2 ↔ 2НІ встановилась за наступних концентраціях речовин: [Н2] = 0,25моль/л, [НІ] = 0,9моль/л; [І2] = 0,05моль/л. Обчислити константу рівноваги та вихідні концентрації йоду та водню.
Дано:
[Н2] = 0,25 моль/л
[НІ] = 0,9моль/л
[І2] = 0,05моль/л
Обчислити: Крівн. ?; Свих.(І2) ?; Свих.(Н2) ?
Розв’язування:
Хімічна реакція:
Н2 + І2 ↔ 2НІ
Запишемо вираз для константи рівноваги реакції:
Крівн =
Після підстановки чисельних значень:
Крівн = = 64,8
За рівнянням реакції обчислимо кількість речовини водню та йоду, які реагують з утворенням 0,9моль НІ:
з 1 моль Н2 утворюється 2 моль НІ
х моль Н2 0,9 моль НІ
n(Н2) = = 0,45моль
Обчислимо вихідні концентрації водню та йоду:
Свих.(Н2) = [Н2] + nпрореаг.(Н2) = 0,25+0,45 = 0,7моль/л
з 1 моль І2 утворюється 2 моль НІ
з х моль І2 0,9моль НІ
nпрореаг..(І2) = = 0,45моль
Свих.(І2) = [І2] + νпрореаг.(І2) = 0,45+0,05 = 0,5моль/л
Відповідь: Крівн.=64,8; Свих..(І2)=0,7моль/л; Свих.(Н2)= 0,5моль/л.
Задача №6
Обчислити рівноважні концентрації водню та йоду в системі Н2 + І2 ↔ 2НІ, якщо вихідні концентрації водню та йоду складають по 0,02 моль/л, а рівноважна концентрація НІ дорівнює 0,03моль/л. Обчислити константу рівноваги.
Дано:
СвихН2 = 0,02моль/л
СвихІ2 = 0,02моль/л
[НІ] = 0,03моль/л
Обчислити:
Крівн ?
[Н2] ?
[Н2] ?
Розв’язування:
Згідно рівняння Н2 + І2 ↔ 2НІ обчислимо кількість моль Н2 і І2, які вступили в реакцію з утворенням 0,03моль НІ:
nпрореагН2 = = 0,015моль
nпрореагІ2 = = 0,015моль
Рівноважні концентрації Н2 і І2 відповідно дорівнюють:
[Н2] = СвихН2 – nпрореагН2 = 0,02 – 0,015 = 0,005моль/л
[І2] = СвихІ2 – νпрораегІ2 = 0,02 – 0,015 = 0,005моль/л
Обчислимо константу рівноваги даної реакції згідно формули:
Крівн =
Крівн = = 36
Відповідь: [Н2] = 0,005моль/л, [І2] = 0,005моль/л, Крівн = 36.
Задача №7
Як зміниться швидкість прямої реакції СО2 + С 2СО при зменшенні концентрації СО2 у чотири рази. Запишіть вираз константи рівноваги даної реакції. Як змістити рівновагу в даній системі у бік прямої реакції , регулюючи тиск?
Дано:
Обчислити:
Розв’язування:
Рівняння хімічної реакції: СО2 + С 2СО
Записуємо вираз закону дії мас для υ1:
υ1 = κ ∙ С (СО2)
Позначимо, С(СО2) = х моль/л. Підставимо в рівняння для υ1 замість С(СО2) –х, тоді υ1 = κ∙х.
Після зменшення концентрації СО2 у 4 рази, вона становитиме ¼ х моль/л:
υ2 = κ∙1/4 х
Відповідь: Після зменшення концентрації СО2 у 4 рази швидкість прямої реакції зменшиться в 4 рази.
СО2 + С(тв.) 2СО (гетерогенна реакція)
Для гетерогенних реакцій у вираз Крівн. входять концентрації речовин, які перебувають у газовій або рідкій фазі.
Крівн. =
Відповідь: так як пряма реакція (утворення СО) супроводжується збільшенням об’єму системи (кількість моль реагентів – 1, кількість моль продуктів – 2), то згідно принципу Ле Шательє, для зміщення рівноваги у бік прямої реакції (збільшення виходу СО) необхідно зменшувати тиск.
Задача №8
Обчислити вихідну та рівноважну концентрації азоту в системі N2 + 3H2 2NH3, якщо рівноважні концентрації водню та аміаку відповідно дорівнюють 0,2 та 0,08моль/л, а константа рівноваги – 0,1.
Дано:
Крівн = 0,1
[H2] = 0,2моль/л
[NH3] = 0,08моль/л
Обчислити:
[N2] = ?
Cвих (N2) = ?
Розв’язування:
Хімічна реакція: N2 + 3H2 2NH3
Запишемо вираз константи рівноваги даної хімічної реакції:
Крівн. =
Звідси знаходимо рівноважну концентрацію азоту:
[N2] = = 8 моль/л
Обчислимо кількість моль азоту, що вступив в реакцію з воднем з утворенням 0,08моль аміаку, за рівнянням хімічної реакції:
;
х = n(N2) =
Вихідна концентрація азоту дорівнює:
Cвих (N2) = n(N2) + [N2]
Після підстановки чисельних значень, одержимо:
Cвих (N2) = 0,04 + 8 = 8,04моль/л
Відповідь: Cвих (N2) = 8,04моль/л; [N2] = 8 моль/л
Приклад 1
Визначити, у який бік зміститься рівновага, якщо 1) у рівноважну суміш водню, азоту та аміаку додати азоту; 2) за рівноважного стану реакції С + СО2 2СО збільшити тиск; 3) підвищити температуру при проведенні реакції СО + СІ2 СОСІ2, ΔН= 123кДж.
Відповідь:
Задачі для розв’язування
а) СО2 + С ↔ 2СО;
б) Fe3O4 + 4H2 ↔ 3Fe + 4Н2О.
Вказати напрямок зміщення рівноваги при підвищенні температури, тиску.
а) N2 + 3H2 ↔ 2NH3, ∆Н = 92,18 кДж;
б) N2O4 ↔ 2NO2, ∆Н = 56,98 кДж;
в) N2 + O2 ↔ 2NO, ∆Н = 181,0кДж при зниженні температури й тиску?
Н2 + S ↔ H2S, а) якщо збільшити концентрацію водню; б) якщо зменшити концентрацію сірководню?
СО(г) + Н2О(г) СО2 (г) + Н2 (г) при деякій температурі дорівнює 1. Обчислити рівноважну концентрацію всіх реагуючих речовин, якщо вихідні концентрації СО та Н2О відповідно дорівнюють 0,1моль/л та 0,4моль/л.
СО2 + С 2СО внаслідок зменшення концентрації СО2 у чотири рази. Записати вираз константи рівноваги.
Відповіді на задачі
Тема: Хімічна кінетика. Хімічна рівновага
|
|
Відповідь: υ зменшиться в 16 разів |
|
|
Відповідь: збільшити тиск в 10 разів |
|
|
Відповідь: υ = 7,2∙10 –5 моль/(л∙с) |
|
|
Відповідь: κ=4,0∙10–3л/(моль∙с) |
|
|
Відповідь: κ=0,061л2/(моль2∙год) |
|
|
Відповідь: у 150 разів |
|
|
Відповідь: збільшиться у 27 разів |
|
|
Відповідь: у 512 разів |
|
|
Відповідь: υ = 3,3∙10 –3моль/(л∙с) |
|
|
Відповідь: в 4 рази |
|
|
Відповідь: [NO] = 1,1∙10–3моль/л |
|
|
Відповідь: Свих.А = 3,6моль/л, Свих.В = 1,8моль/л |
|
|
Відповідь: [СО2] = 0,08моль/л; [Н2] = 0,08моль/л; [СО] = 0,02моль/л; [Н2О] = 0,32моль/л |
|
|
Відповідь: зменшиться в чотири рази. |
4. Істинні розчини
4.1. Обчислення осмотичного тиску, зниження температури замерзання і підвищення температури кипіння розчинів неелектролітів
Теоретичні положення
де
π осм осмотичний тиск розчину, Па;
де
R – універсальна газова стала, 8,31 Дж/ моль К;
Т – температура, К;
m – маса неелектроліту, г;
М молярна маса неелектроліту, г/моль;
V об’єм розчину, м3.
де
кип – збільшення температури кипіння розчину;
Кеб ебуліоскопічна константа розчинника;
m (речовини) – маса розчиненої речовини неелектроліту;
m (розчинника) – маса розчинника, г;
М – молекулярна маса речовини.
Δtкип = t кип. розчину – t кип. розчинника
де
зам – зниження температури замерзання розчину;
Ккр кріоскопічна константа розчинника;
m(речовини) – маса розчинної речовини неелектроліту;
m (розчинника) – маса розчинника, г;
М – молекулярна маса речовини.
Δtзам = t зам. розчинника – t зам. розчину.
Ккр(H2O) = 1,86
Кеб(H2O) =0,52
;
Методичні рекомендації по розв’язуванню задач
Задача №1
Обчислити осмотичний тиск розчину, що містить 90,08 глюкози в 4 л при 270С.
Дано:
m(C6H12O6) = 90,8г
V(розчину) =4л= 4∙10-3 м3
t = 270, T=27+273 =300 K
=
R=8,31
Обчислити: πосм
Розв’язування:
Запишемо рівняння Вант – Гоффа для обчислення осмотичного тиску:
Після підстановки чисельних значень одержимо:
Відповідь:
Задача №2
Визначте молекулярну масу гемоглобіну, якщо осмотичний тиск розчину (5г речовини в 100 мл розчину) при 270С становить 1,82 •103Па.
Дано:
m(речовини)=5г
V(розчину)=100мл=100•10-6м3
πосм=1,82•103 Па
R=8,31Дж/моль•К
t=270C
T=27+273=300К
Обчислити: М ?
Розв’язування:
Запишемо вираз для обчислення молярної маси неелектроліту:
Підставимо чисельні значення і обчислимо молярну масу гемоглобіну:
Відповідь: молярна маса гемоглобіну становить 68489 г/моль.
Задача № 3
Розрахуйте температуру замерзання 10%-вого розчину глюкози у воді. Кріоскопічна константа для води дорівнює 1,86.
Дано:
Ккр=1,86
Обчислити:
tзам ?
Розв’язування:
Розчин з масовою часткою 10 % означає, що в 100г розчину міститься 10 г глюкози.
m(H2O)= 100-10=90 г
Записуємо вираз ІІ закону Рауля:
Після підстановки чисельних значень одержуємо:
Температура замерзання розчину: tзам = tзамН2О ∆tзам
tзам = 0 –1,15 = 1,150С
Відповідь: tзам розчину глюкози у воді дорівнює 1,150С.
Задача №4
Розчин, що містить 5,4г неелектроліту в 200г води, кипить при 100,078 0С. Обчислити молекулярну масу розчиненої речовини.
Дано:
m(речовини)=5,4г
m(H2O) = 200г
tкип =100,0780С
Обчислити: М ?
Розв’язування:
Знаходимо підвищення температури кипіння розчину: ∆tкип = tкип розчину tкип Н2О
∆tкип =100,78 100 = 0,078 С
Записуємо вираз ІІ закону Рауля для обчислення молекулярної маси речовини:
Після підстановки чисельних значень отримуємо:
Відповідь: молекулярна маса неелектроліту дорівнює 180.
Задача №5
Знайти кріоскопічну константу оцтової кислоти, знаючи, що розчин, що містить 4,25г антрацену С14Н10 в 100г оцтової кислоти, кристалізується при 15,718 С. Температура кристалізації оцтової кислоти – 16,65 С.
Дано:
m(C14H10) = 4,25г
m(СН3СООН) = 100г
tзам. розчину = 15,718 С
tзам. (СН3СООН)= 16,65 С
Обчислити:
Ккр(СН3СООН) = ?
Розв’язування:
зам – зниження температури замерзання розчину порівняно з температурою замерзання чистого розчинника (СН3СООН);
Ккр кріоскопічна константа розчинника (СН3СООН);
m (C14H10) – маса розчинної речовини неелектроліту (антрацен);
m (СН3СООН) – маса розчинника, г;
М – молекулярна маса розчиненої речовини C14H10;
tзам = t зам розчинника (СН3СООН) t зам. розчину
tзам = 16,65 – 15,718 = 0,932 С
М(С14Н10) = 12∙14 + 10 = 178г/моль;
Після підстановки чисельних значень одержуємо:
Відповідь: Ккр(СН3СООН) = 3,9 С
Задача №6
Яку масу аніліну С6Н5NН2 слід розчинити в 50г етилового ефіру, щоб температура кипіння розчину була вищою за температуру кипіння етилового ефіру на 0,53 С. Ебуліоскопічна константа ефіру дорівнює 2,12 .
Дано:
m(ефіру) = 50г
Кеб (ефіру) = 2,12 С
Δtкип = 0,53 С
Обчислити:
m(С6Н5NН2) ?
Розв’язування:
Збільшення температури кипіння розчину визначається ІІ законом Рауля:
де
кип – підвищення температури кипіння розчину порівняно з температурою кипіння чистого розчинника (ефіру);
tкип = t кип розчину – t кип розчинника.
Кеб ебуліоскопічна константа розчинника (ефіру);
m (речовини) – маса розчиненої речовини неелектроліту (С6Н5NН2) аніліну;
m (розчинника) – маса розчинника (ефір), г;
М – молекулярна маса речовини (анілін).
М [С6Н5NH2] = 12 ∙ 6 + 5 + 14 + 2 = 93г/моль
Відповідь: у 50г діетилового ефіру необхідно розчинити 1,16г аніліну, для підвищення температури кипіння розчину на 0,53 С.
4.2. Обчислення осмотичного тиску, температур замерзання та кипіння розчинів, констант дисоціації, уявного ступеня дисоціації розчинів електролітів
Теоретичні положення
і=1+(n 1) уявн.
=1+(n-1)
=1+(n-1)
=1+(n-1)
Кдис.=
;
Кдис.=
Задача №7
При якій температурі почне замерзати розчин ,що містить 100г NaOH в 1000г води, якщо уявний ступінь дисоціації NaOH дорівнює 60 %.
Дано:
m(NaOH) = 100г
m(H2O)= 1000г
Обчислити: tзам. ?
Розв’язування:
Обчислимо за другим законом Рауля теоретичне значення температури замерзання розчину:
При дисоціації: NaOH → Na+ +OH- утворюються 2 іони (n=2)
= 1+(n-1)·α
Після підстановки чисельних значень обчислимо tзам.експ.:
= 1 + (2 1)· 0,6
Δtзам = 7,44 .
Звідси, tзам.=tзам.Н2О tзам.експ= 0 7,44= 7,440С
Відповідь: розчин NaOH почне замерзати при температурі – 7,440С.
Задача № 8
При розчиненні 12г NaOH в 100г води температура кипіння підвищується на 2,650С. Обчислити уявний ступінь дисоціації.
Дано:
m(NaOH) =12г
m(H2O)=100г
tкип.експ=2,650С
Обчислити:
Розв’язування:
=1+(n-1)
Запишемо вираз другого закону Рауля ∆tкип.теорет.
Кеб = 0,520
∆tкип.теорет.=
Враховуючи дисоціацію ↔ Na+ + OH- (n=2), підставимо чисельні значення і обчислимо уявний ступінь дисоціації розчину лугу:
або 70 %
Відповідь: уявний ступінь дисоціації NaOH в розчині дорівнює 70 %.
Задача №9
Визначити константу дисоціації оцтової кислоти в розчині, якщо ступінь дисоціації її у 0,1М розчині дорівнює 1,3%.
Дано:
С – 0,1 моль/л.
= 1,3% = 0,013
Обчислити: Кдис ?
Розв’язування:
Запишемо вираз закону розведення Оствальда:
Кдис =
Після підстановки чисельних значень:
Відповідь: Кдис (CH3COOH) = 1,710-5.
Задача № 10
Ступінь дисоціації слабкої одноосновної кислоти HCN у розчині невідомої концентрації дорівнює 0,02 %. Визначити молярну концентарацію HCN, якщо її константа дисоціації дорівнює 8 10-10.
Дано:
= 0,02% = 2 10 –4.
Кдис.=810 -10
Обчислити: С ?
Розв’язування:
З виразу закону розведення Оствальда знаходимо молярну концентрацію синільної кислоти.
Кдис =
С = =
Відповідь : С = .
Теоретичні положення
рН= lg.
рОH= -lg.
рH + рОH = 14
Для кислих розчинів: рH < 7. [Н+] > 10-7 моль/л
Для лужних розчинів: рH >7 [Н+] < 10-7 моль/л
[ОН-] = 10-рОН, [ОН-] =
При обчисленні користуйтесь властивостями логарифмів:
loga1 =0
loga a=1
logaxn=n logax
Для десяткових логарифмів замість log10 x прийнятий запис lg x.
Справедливі вирази:
10lg a=a
lg 1=0, lg 0,1 =-1
lg 10=1, lg 0,01 = -2
lg 100 = 2, lg 0,001 = - 3
lg1000 = 3, lg 0,0001 = - 4.
lg 10n = n
Задача №11
Обчислити рН 0,1М розчину НСl.
Дано:
С(НСl) = 0,1 моль/л
Обчислити: рН ?
Розв’язування:
З рівняння дисоціації соляної кислоти, припускаючи повну дисоціацію, обчислимо концентрацію іонів водню:
НСl ↔ Н+ + Сl-
З 1 моль НСl утворюється 1 моль Н+
З 0,1 моль НСl х моль Н+
[H+] = 0,1моль/л
pH = lg·
Відповідь : рН(НСl) = 1, середовище кисле.
Задача №12
Обчислити рН 0,1 М розчину NaOH , припускаючи повну дисоціацію лугу.
Дано:
С(NaOH) = 0,1моль/л
Обчислити: рН ?
Розв’язування:
рН =
З рівняння дисоціації обчислимо концентрацію гідроксид іонів:
NaOH ↔ Na+ + OH-
З іонного добутку води визначаємо концентрацію іонів водню:
Обчислимо рН розчину лугу:
рН = 10-13 = 13.
Відповідь: рН (NaOH) =13, середовище лужне.
Задача №13
Обчислити концентрацію іонів водню, гідрооксид-іонів у розчині сильного електроліту з рН = 4.
Дано:
рН= 4
Обчислити:
Розв’язування:
рН = 4 відповідає кислій реакції середовища.
З виразу іонного добутку води обчислимо концентрацію гідроксид – іонів;
Відповідь: , реакція середовища – кисла.
Задачі для розв’язування
Відповіді на задачі
Тема: Істинні розчини
|
|
Відповідь: осм= 5,67 105 Па |
|
|
Відповідь: М = 52,93 г/моль |
|
|
Відповідь: осм= 2,6 106 Па |
|
|
Відповідь: tзам.=-27о С |
|
|
Відповідь: М = 152,74 |
|
|
Відповідь: tзам.= - 47,6о С |
|
|
Відповідь: осм=2,521 · 105 Па |
|
|
Відповідь: М =342 г/моль |
|
|
Відповідь: m = 86,5г |
|
|
Відповідь: tкип.=100,08оС |
|
|
Відповідь: М =61,9 |
|
|
Відповідь: См= 1,23 · 10-3моль/л |
|
|
Відповідь: = 2,49 · 10-4 |
|
|
Відповідь: М=256,4; сірка асоційована, її молекула складається з 8 атомів |
|
|
Відповідь: Тзам.=271,34К, Ткип= 373,67К |
|
|
Відповідь: 1,48 К г/моль |
|
|
Відповідь: m (C6H12O6) = 11,3г |
|
|
Відповідь: |
|
|
Відповідь: М = 7,36 104г/моль |
|
|
Відповідь: М = 30 |
|
|
Відповідь: уявн = 87,6% |
|
|
Відповідь: рН= 12 |
|
|
Відповідь: |
|
|
Відповідь: |
|
|
Відповідь: tзам= - 0,3720С, tкип= 100,1040С |
|
|
Відповідь: tзам = - 0,830С |
|
|
Відповідь: = 1,2797 ∙ 104Па |
|
|
Відповідь: М = 342 |
|
|
Відповідь: tкип = 81,260С |
5.1. Складання формули міцели колоїдного розчину
Теоретичні положення
Міцела – це структурна колоїдна частинка дисперсної фази.
При змішуванні розведених розчинів нітрату срібла та хлориду натрію, взятого у надлишку, хлорид срібла не випадає в осад, а утворює колоїдний розчин.
Спочатку складаємо рівняння реакції в молекулярному та іонному виглядах:
Ag+ + NO3- + Na+ + Cl- → Na+ + NO3- + AgCl
Ag+ + Cl- → AgCl
Основу колоїдних частинок золю AgCl становлять мікрокристали важкорозчинного хлориду срібла, які називаються агрегатами, позначаються m (AgCl)
Ця реакція відбувається при наявності надлишку хлориду натрію, внаслідок вибіркової адсорбції іонів Сl-, на поверхні агрегату виникає негативно заряджений шар з хлорид-іонів.
Cl- називаються потенціалвизначальними іонами.
Агрегат разом з потенціалвизначальними іонами, які міцно адсорбувались і увійшли у кристалічну гратку агрегату, є частинкою твердої фази – ядра.
Позначення: { m (AgCl) n Cl-
Зверніть увагу на те, що потенціалвизначальними іонами можуть бути іони, які добудовують кристалічну решітку агрегату або містяться у складі агрегату.
Під дією електростатичних сил до поверхні ядра притягуються іони протилежного знаку – протиіони. У даному випадку це іони Na+.
Адсорбційний шар
Агрегат, ядро, адсорбційний шар утворюють гранулу. Заряд гранули визначається знаком заряду потенціалвизначальних іонів (Сl-), позначається в правому верхньому куті.
Гранула має вигляд:
Оскільки концентрація протиіонів біля поверхні більша, ніж у розчині, то решта протиіонів Na+ слабше зв’язана з ядром і під впливом теплового руху дифундує в бік з меншою концентрацією, утворюючи дифузійний шар протиіонів.
дифузійний шар
Гранула разом з дифузійним шаром утворює міцелу. Міцели золів електронейтральні.
Формула міцели:
агрегат адсорбційний шар дифузійний шар
ядро
гранула
m кількість молекул, що входять до складу агрегату;
n кількість потенціалвизначальних іонів;
(n – х) кількість протиіонів, що входять в адсорбційний шар;
х кількість протиіонів, що входять в дифузійний шар.
Завдання №1
Скласти формулу міцели золю, утвореного при змішуванні розведених розчинів сульфату цинку та сульфіду амонію, якщо сульфат цинку був узятий у надлишку.
Вирішення:
При змішуванні розведених розчинів сульфату цинку та сульфіду амонію, якщо один з розчинів реагентів узятий у надлишку, сульфід цинку не випадає в осад, а утворює колоїдний розчин.
Спочатку складаємо рівняння реакції в молекулярному та іонному виглядах:
ZnSO4 + (NH4)2S ZnS + (NH4)2SO4
Zn2+ + SO42- + 2NH4+ + S2- ZnS + 2NH4+ + SO42-
Zn2+ + S2- ZnS
Основу колоїдних частинок золю ZnS становлять мікрокристали важкорозчинного ZnS, які називаються агрегатами, позначаються: m (ZnS).
За умов надлишку ZnSO4:
Ядром колоїдних частинок золю ZnS адсорбуються переважно іони Zn2+- , тому що вони входять до складу осаду ZnS (агрегат) також іони цинку визначають заряд гранули (2х+). Вони називаються потенціалвизначальними іонами. До них за допомогою сил електростатичного притягання притягуються іони протилежного знаку – протиіони (сульфат-іони).
Міцела має вигляд:
{ m (ZnS) n Zn2+- (n – x) SO42- }2х+ x SO42-
агрегат адсорбційний шар дифузійний шар
ядро
гранула
За умов надлишку (NH4)2S міцела має вигляд:
{ m (ZnS) n S2-- 2(n – x) NH4+- }2х- 2x NH4+
агрегат адсорбційний шар дифузійний шар
ядро
гранула
Ядром колоїдних частинок золю ZnS адсорбуються переважно іони S2-, тому що вони входять до складу осаду ZnS (агрегат) також сульфід-іони визначають заряд гранули (2х-). Вони називаються потенціалвизначальними іонами, за допомогою сил електростатичного притягання до них притягуються іони протилежного знаку – протиіони (катіони амонію).
Для добування золю сульфату барію змішали 15мл 0,025н ВаСl2 та 85мл 0,005н розчину K2SO4. Складіть формулу міцели добутого колоїдного розчину.
Дано:
V(BaCl2) = 15мл
Cн(BaCl2) = 0,025моль/л
V(K2SO4) = 85мл
Cн(K2SO4) = 0,005моль/л
Скласти формулу міцели
Розв’язування:
1. Складаємо рівняння реакції, що відбувається.
K2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2KCl
2K+ + SO42- + Ba2+ + 2Cl- → BaSO4↓ + 2K+ + Cl-
2. Визначаємо, який з розчинів узятий в надлишку:
nекв.(K2SO4) = 85 ∙ 0,005 = 0,425ммоль
nекв.(BaCl2) = 15 ∙ 0,025 = 0,375ммоль
У надлишку в розчині K2SO4
Агрегат міцели складають частинки дрібнокристалічного осаду сульфату барію (BaSO4). Ядром колоїдних частинок золю BaSO4 адсорбуються переважно іони SO42-, тому що вони входять до складу осаду BaSO4 (агрегат) та сульфат-іони визначають заряд гранули (2х-).
Міцела має вигляд:
{ m (Ba SO4) n SO42- 2 (n – x) K+ }2х- 2x K+
агрегат адсорбційний шар дифузійний шар
ядро
гранула
Який об’єм 0,002Н розчину AgNO3 потрібно добавити до 20мл 0,001Н KI, щоб одержати позитивно заряджений золь йодиду срібла? Скласти формулу міцели.
Дано:
V(KI) = 20 мл
Cн(KI) = 0,001 моль/л
Обчислити:
V(AgNО3) – ?
Розв’язування:
Ag + + NO3- + K+ + I- → K+ + NO3- + AgI
Ag + + I- → AgI
Позитивно заряджений золь йодиду срібла утворюється при дії надлишку AgNO3 на осад AgI.
Формула міцели:
Cн(AgNO3) ∙ V(AgNO3) = Cн(KI) ∙ V(KI)
V(AgNO3) =
Відповідь: для одержання позитивно зарядженого золю йодиду срібла потрібно добавити більше 10мл 0,002Н розчину AgNO3.
5.2. Обчислення порогів коагуляції колоїдних розчинів
Теоретичні положення
Задача №3
До початку явної коагуляції 5мл золю Al(OH)3 потрібно добавити 0,5мл 0,01н розчину Na2SO4. Обчислити поріг коагуляції золю.
Дано:
V(Na2SO4) = 0,5мл
Cн(Na2SO4) = 0,01моль/л
Обчислити:
ПК ?
Розв’язування:
nекв. = 0,5 ∙ 0,01 = 0,005 ммоль
Загальний об’єм розчину (золь + розчин електроліту):
V(розчину) = 5 + 0,5 = 5,5 мл
Обчислимо поріг коагуляції колоїдного розчину:
ПК =
Відповідь: поріг коагуляції золю складає 0,909ммоль/л
Задача №4
У першу колбу, що містить 100мл золю гідроксиду заліза (ІІІ), до початку явної коагуляції добавили 10,5мл 1Н розчину хлориду калію, в другу – 62,5мл0,01Н розчину ортофосфату натрію. У якій колбі швидше відбуватиметься коагуляція?. Обчислити пороги коагуляції золів. Який з електролітів виявляє більшу коагулюючу дію. Який заряд має гранула?
Дано:
V(КСІ) = 10,5мл
Cн(КСІ) = 1моль/л
V(Na3РO4) = 62,5мл
Cн(Na3РO4) = 0,01моль/л
Обчислити:
ПК1 ?
ПК2 ?
Розв’язування:
nекв(КСІ) = V(КСІ) ∙ Сн(КСІ) = 10,5 ∙ 1 = 10,5 ммоль
nекв(Na3РO4) = V(Na3РO4) ∙ Сн(Na3РO4) = 62,5 ∙ 0,01 = =0,625ммоль
V1(розчину) = 100 + 10,5 = 110,5 мл (золь + КСІ)
V2(розчину) = 100 + 62,5 = 162,5 мл (золь + Na3РO4)
ПК1 =
ПК2 =
Відповідь: коагуляція колоїдного розчину відбувається швидше при додаванні Na3РO4 (ПК2 <ПК1), тобто коагулююча здатність Na3РO4 вища, ніж у КСІ. Згідно правила валентності (правило Шульце): коагулююча дія іона – коагулятора тим більша, чим вища його валентність, тому іоном-коагулятором є РO43--іон, заряд гранули – позитивний (згідно правила значності (правило Гарді): коагулюючу дію виявляє не вся молекула електроліту, а лише той іон, що має заряд, протилежний заряду гранули).
Задачі для розв’язування
Відповіді на задачі
Тема: Дисперсні системи. Колоїдні розчини
|
|
Відповідь: ПК1=95,8 ммоль/л; ПК2=3,87ммоль/л; ПК3 = 0,27ммоль/л |
|
|
Відповідь: 2,15 ммоль/л |
|
|
Відповідь: більше 6мл |
|
|
Відповідь: 0,33 ммоль/л |
|
|
Відповідь: |
|
|
Відповідь: негативний |
|
|
Відповідь: менше 8мл |
Додаток 1
Таблиця 1.Термодинамічні величини для простих речовин, неорганічних та органічних речовин
|
Формула речовини |
Характеристика речовини |
ΔН 298, кДж/моль |
S 298, Дж/(моль∙К) |
|
С |
алмаз |
1,897 |
2,38 |
|
графіт |
0 |
5,74 |
|
|
Са |
кристал. α |
0 |
41,62 |
|
СІ2 |
газ |
0 |
223,0 |
|
Fe |
кристал. α |
0 |
27,15 |
|
Н |
газ |
217,9 |
114,6 |
|
Н2 |
газ |
0 |
130,6 |
|
І2 |
кристал. |
0 |
116,73 |
|
газ |
62,24 |
260,58 |
|
|
N2 |
газ |
0 |
191,5 |
|
О |
газ |
247,4 |
160,95 |
|
О2 |
газ |
0 |
205,03 |
|
Р |
білий |
0 |
44,35 |
|
Р |
червоний |
-18,41 |
22,8 |
|
Р |
газ |
141,5 |
218,1 |
|
S |
ромбічна |
0 |
31,88 |
|
СО |
газ |
-110,5 |
197,4 |
|
СО2 |
газ |
-393,51 |
213,6 |
|
СОСІ2 |
газ |
-223,0 |
289,2 |
|
ВаО |
кристал. |
-556,6 |
70,3 |
|
ВаСО3 |
кристал. |
-1202 |
112,1 |
|
Ва(ОН)2 |
кристал. |
-946,1 |
103,8 |
|
СаО |
кристал. |
-635,1 |
39,7 |
|
СаСО3 |
кальцит. |
-1206 |
92,9 |
|
Са(ОН)2 |
кристал. |
-986,2 |
83,4 |
|
СаС2 |
кристал. α |
-62,7 |
70,3 |
|
СаS |
кристал. |
-478,3 |
56,5 |
|
Формула речовини |
Характеристика речовини |
ΔН 298, кДж/моль |
S 298, Дж/(моль∙К) |
|
FeСО3 |
кристал. |
-747,8 |
92,88 |
|
FeO |
кристал. |
-263,68 |
58,79 |
|
Fe2O3 |
кристал. |
-821,32 |
89,96 |
|
Fe3O4 |
кристал. |
-1117,71 |
151,46 |
|
FeS |
кристал. |
-95,40 |
67,36 |
|
FeS2 |
кристал. |
-177,40 |
53,14 |
|
НВr |
газ |
-35,98 |
198,40 |
|
НСІ |
газ |
-92,30 |
186,70 |
|
НF |
газ |
-268,61 |
173,51 |
|
НІ |
газ |
25,94 |
206,30 |
|
Н2О |
газ |
-241,84 |
188,74 |
|
рідина |
-285,84 |
69,96 |
|
|
кристал. |
-291,85 |
39,33 |
|
|
Н2О2 |
рідина |
-187,02 |
105,86 |
|
NН3 |
газ |
-46,19 |
192,50 |
|
рідина |
-69,87 |
- |
|
|
NH4СІ |
кристал. β |
-315,39 |
94,56 |
|
NO |
газ |
90,37 |
210,62 |
|
NO2 |
газ |
33,89 |
240,45 |
|
NaBr |
кристал. |
-359,8 |
83,7 |
|
NaCI |
кристал. |
-410,9 |
72,36 |
|
NaF |
кристал. |
-570,3 |
51,3 |
|
NaI |
кристал. |
-287,9 |
91,2 |
|
NaOH |
кристал. α |
-426,6 |
64,18 |
|
Na2O |
кристал. |
-430,6 |
71,1 |
|
Na2S |
кристал. |
-389,1 |
94,1 |
|
Na2SO3 |
кристал. |
-1090 |
146,0 |
|
Na2SO4 |
кристал. α |
-1384 |
149,4 |
|
SO2 |
газ |
-296,9 |
248,1 |
|
SO3 |
газ |
-395,2 |
256,23 |
|
Формула речовини |
Характеристика речовини |
ΔН 298, кДж/моль |
S 298, Дж/(моль∙К) |
|
PCI3 |
газ |
-277,0 |
311,7 |
|
PCI5 |
газ |
-369,45 |
362,9 |
|
ZnO |
кристал. |
-349,0 |
43,5 |
|
ZnS |
кристал. |
-201 |
57,7 |
|
ZnCO3 |
кристал. |
-810,7 |
82,4 |
|
ZnSO4 |
кристал. |
-978,2 |
124,6 |
|
СН4 |
газ (метан) |
-74,847 |
186,19 ∙ 103 |
|
С2Н2 |
газ (ацетилен) |
226,748 |
200,819 ∙ 103 |
|
С2Н4 |
газ (етилен) |
52,283 |
218,45 ∙ 103 |
|
С2Н6 |
газ (етан) |
-84,667 |
229,49 ∙ 103 |
|
С3Н6 |
газ (пропен) |
20,414 |
266,94 ∙ 103 |
|
С3Н8 |
газ (пропан) |
-103,847 |
269,91 ∙ 103 |
|
С4Н10 |
газ (н-бутан) |
-126,15 |
310,12 ∙ 103 |
|
С5Н12 |
газ (н-пентан) |
-146,44 |
348,95 ∙ 103 |
|
С6Н6 |
газ (бензол) |
82,927 |
269,20 ∙ 103 |
|
рідина (бензол) |
49,028 |
172,80 ∙ 103 |
|
|
С6Н12 |
газ (циклогексан) |
-123,14 |
298,24 ∙ 103 |
|
С6Н5СН3 |
рідина (толуол) |
11,995 |
219,58 ∙ 103 |
|
НСОН |
газ |
-115,90 |
220,1 ∙ 103 |
|
НСООН |
рідина |
-409,20 |
128,95 ∙ 103 |
|
СН3ОН |
рідина |
-238,57 |
126,8 ∙ 103 |
|
СН3СОН |
газ |
-166,36 |
265,7 ∙ 103 |
|
СН3СООН |
газ |
-436,4 |
293,3 ∙ 103 |
|
рідина |
-487,0 |
159,8 ∙ 103 |
|
|
С2Н5ОН |
рідина |
-277,63 |
160,7 ∙ 103 |
|
С12Н22О11 |
кристал. |
-2220,70 |
359,824 ∙ 103 |
|
СНСІ3 |
рідина |
-131,8 |
202,9 ∙ 103 |
|
С6Н5СІ |
рідина |
116,3 |
197,5 ∙ 103 |
|
СО(NH2)2 |
кристал. |
-333,189 |
104,60 ∙ 103 |
|
С6Н5NН2 |
рідина |
35,31 |
191,6 ∙103 |
Додаток 2
Таблиця 2. Константи іонізації неорганічних та органічних кислот і основ
|
Назва речовини |
Формула |
Ступінь іонізації |
Константа іонізації |
рК |
|
Азотиста кислота |
НNO |
1 |
6,9 ∙ 10-4 |
3,16 |
|
Борна кислота (орто) |
Н3ВО3 |
1 |
7,1 ∙ 10-10 |
9,15 |
|
2 |
1,8 ∙ 10-13 |
12,74 |
||
|
3 |
1,6 ∙ 10-14 |
13,80 |
||
|
Вугільна кислота |
Н2СО3 |
1 |
4,45 ∙ 10-7 |
6,35 |
|
2 |
4,69 ∙ 10-11 |
10,33 |
||
|
Сірчиста кислота |
Н2SO3 |
1 |
1,4 ∙ 10-2 |
1,85 |
|
2 |
6,2 ∙ 10-8 |
7,20 |
||
|
Сірководнева кислота |
Н2S |
1 |
1,0 ∙ 10-7 |
6,99 |
|
2 |
2,5 ∙10-18 |
12,60 |
||
|
Синільна кислота |
НСN |
1 |
5,0 ∙ 10-10 |
9,3 |
|
Фосфорна кислота (орто) |
Н3РО4 |
1 |
7,1 ∙ 10-3 |
2,15 |
|
2 |
6,2 ∙ 10-8 |
7,21 |
||
|
3 |
5,0 ∙ 10-13 |
12,0 |
||
|
Хромова кислота |
Н2СrО4 |
1 |
1,6 ∙ 10-1 |
0,80 |
|
2 |
3,2 ∙ 10-7 |
6,50 |
||
|
Гідроксид амонію |
NH4OH |
1 |
1,76 ∙ 10-5 |
4,755 |
|
Гідроксид алюмінію |
АІ(ОН)3 |
3 |
1,38 ∙ 10-9 |
8,86 |
|
Гідроксид заліза (ІІ) |
Fe(OH)2 |
2 |
1,3 ∙ 10-4 |
3,89 |
|
Гідроксид заліза (ІІІ) |
Fe(OH)3 |
3 |
1,35 ∙ 10-12 |
11,87 |
|
Назва речовини |
Формула |
Ступінь іонізації |
Константа іонізації |
рК |
|
Гідроксид кальцію |
Са(ОН)2 |
2 |
4,0 ∙ 10-2 |
1,40 |
|
Гідроксид магнію |
Мg(OH)2 |
2 |
2,5 ∙ 10-3 |
2,60 |
|
Гідроксид свинцю (ІІ) |
Рb(OH)2 |
1 |
9,55 ∙ 10-4 |
3,02 |
|
2 |
3,0 ∙ 10-8 |
7,52 |
||
|
Гідроксид хрому (ІІІ) |
Сr(ОН)3 |
3 |
1,02 ∙ 10-10 |
9,99 |
|
Гідроксид цинку |
Zn(OH)2 |
2 |
4 ∙ 10-5 |
4,4 |
|
Аскорбінова кислота |
С6Н8О6 |
1 |
9,1 ∙ 10-5 |
4,95 |
|
Бензойна кислота |
С6Н5СООН |
1 |
6,3 ∙ 10-5 |
4,20 |
|
Оцтова кислота |
СН3СООН |
1 |
1,74 ∙ 10-5 |
4,76 |
|
Трихлороцтова кислота |
ССІ3СООН |
1 |
2,0 ∙ 10-1 |
0,70 |
|
Молочна кислота |
СН3СН(ОН)СООН |
1 |
1,5 ∙ 10-4 |
3,83 |
|
Мурашина кислота |
НСООН |
1 |
1,8 ∙ 10-4 |
3,75 |
|
Пропанова кислота |
СН3СН2 СООН |
1 |
1,3 ∙ 10-5 |
4,87 |
|
Фенілоцтова кислота |
С6Н5СН2 СООН |
1 |
4,88 ∙ 10-5 |
4,31 |
|
Фенол |
С6Н5ОН |
1 |
1,0 ∙ 10-10 |
10,0 |
|
Щавлева кислота |
Н2С2О4 |
1 |
5,6 ∙ 10-2 |
1,25 |
|
2 |
5,4 ∙ 10-5 |
4,27 |
||
|
Анілін |
С6Н5NН2 |
1 |
4,3 ∙ 10-10 |
9,37 |
Література