Образец билета тестированного контроля. по теме: Буферные растворы

по теме: Буферные растворы. Гетерогенное равновесие.

1. рН ацетатной буферной смеси, состоящей из 200 мл 0,1N раствора кислоты (K_a = 1,8^.10^-5) и 100 мл 0,05 N раствора её соли равен:

а) 4 б) 5 в) 6

2. В 100 мл насыщенного раствора содержится 2,156^.10^-3 г соли Ag₂CrO₄, ПР которой равен:

а) 6,5^.10^-5 б) 1,1^.10^-12 в) 1,3^.10^-4

3. ПР (СаС₂О₄) = 2,67^.10^-9, чему равна растворимость оксалата каль-ция в г/л:

а) 5,17^.10^-5 б) 6,62^.10^-3 в) 5,17^.10^-3

4. Укажите формулу для расчёта буферной ёмкости по кислоте:

а) б) в)

5. Укажите формулу для расчёта растворимости PbCl₂ в моль/л:

а) б) в)

Ответы на задания образца ТК:

Номер вопроса
Код ответа	а	б	б	б	в

 

Лабораторные работы

Опыт 1.

Налейте в 2 пробирки по 5 - 6 капель растворов H₂SO₄ и Na₂SO₄. Добавьте в каждую из них по несколько капель раствора BaCl₂. Что наблюдается? Напишите ионно-молекулярные уравнения реакций и выражение для произведения растворимости образовавшейся соли.

Опыт 2.

К 5 - 6 каплям раствора NH₄Cl добавьте такой же объём раствора NaOH или KOH. Содержимое пробирки нагрейте и поднесите к её отверстию влажную

лакмусовую бумажку. Что наблюдается? Напишите ионно-молекулярные уравнения реакций.

Опыт 3.

А) К 10 каплям разбавленного раствора аммиака добавьте 1 каплю универсального индикатора, а затем около 0,1 г твёрдого NH₄Cl.

Б) К 5 - 6 каплям разбавленной уксусной кислоты добавьте 1 каплю универсального индикатора, а затем около 0,1 г твёрдого ацетата натрия. Объясните причину изменения окраски индикатора в обоих случаях и напишите выражение констант диссоциации гидроксида аммония и уксусной кислоты.

Опыт 4.

Налейте в 2 пробирки по 5 - 6 капель раствора аммиака и добавьте в одну из них около 0,1 г твёрдого NH₄Cl. Прибавьте к обоим растворам по 3 - 4 капли раствора MgCl₂. Что наблюдается? Напишите выражение для произведения растворимости гидроксида магния, уравнение реакции и объясните результаты обоих опытов.

Опыт 5.

Налейте в пробирки по 5 - 6 капель растворов NaCl, K₂SO₄, ZnCl₂, Na₂CO₃, CH₃COONa, Al₂(SO₄)₃. С помощью универсального индикатора определите реакцию среды. Объясните результаты и напишите уравнения соответствующих реакций в молекулярной и ионной формах.

Опыт 6.

В 2 пробирки налейте по 5 - 6 капель растворов Na₂CO₃ и Na₂SO₃. Прибавьте по 1 капле универсального индикатора, определите реакцию среды. Составьте уравнения гидролиза. Какая соль гидролизуется больше? Почему? Подтвердите расчётами.

Опыт 7.

В 2 пробирки налейте по 5 - 6 капель растворов Na₂CO₃ и NaНCO₃. С помощью универсального индикатора определите рН растворов. Объясните различие в значениях рН этих растворов расчётами.

Напишите уравнения гидролиза.

Опыт 8.

Налейте в две пробирки по 2 мл раствора ZnCl₂. Определите реакцию среды с помощью универсального индикатора. В раствор одной из пробирок опустите кусочек цинка и нагрейте. Сравните окраску раствора с цинком с исходной. Как изменилась окраска индикатора? Почему? Какой газ выделяется? Какова роль нагревания? Напишите уравнения реакций.

Окраска универсального индикатора в интервале рН 1,0 - 11,0

рН	Цвет раствора
1,0	малиновый
2,0	розово-оранжевый
3,0	оранжевый
4,0	желто-оранжевый
5,0	желтый
6,0	зеленовато-желтый
7,0	желто-зелёный
8,0	зелёный
9,0	сине-зелёный
10,0	серовато-синий
11,0	сине-фиолетовый

 

ЗАНЯТИЕ 5

Тема: Коллигативные свойства растворов неэлектролитов

К коллигативным свойствам относятся:

1. Осмотическое давление в растворе проявляется только тогда, когда раствор отделен от растворителя полупроницаемой мембраной. На основании опытных данных было установлено, что осмотическое давление раствора пропорционально концентрации растворенного вещества (Х) и абсолютной температуре:

Р_осм. = C(X)^.R^.T (закон Вант-Гоффа), где R – коэффициент пропорциональности, равный газовой постоянной (8,314 Дж/(моль^.K).

Закон справедлив для разбавленных растворов неэлектролитов, в концен-трированных растворах неэлектролитов и водных растворах электролитов наблююдаются отклонения от закона. Для учёта межмолекулярных взаимо-действий Вант-Гофф ввёл поправочный коэффициент, названный изотоническим коэффициентом (i): Р_осм.=i^.C(X)^.R^.T. Для растворов неэлектролитов i= 1. Для водных растворов электролитов i > 1, максимальное его значение равно числу ионов в молекуле электролита: NaCl (2), CaCl₂ (3), Na₃PO₄ (4), Al₂(SO₄)₃ (5).

2. Давление насыщенного пара присуще каждой жидкости. Пар, нахо-дящийся в равновесии с жидкостью, называется насыщенным. При растворении в жидкости нелетучего вещества давление пара раствора понижается по сравнению с чистым растворителем. Разность между давлениями называется понижением давления пара растворителя (Dp = p₀ – p). Если это понижение отнести к р₀, то оно называется относительным понижением ( ), и равно молярной доле растворенного вещества (закон Рауля) или , где n – число молей растворенного вещества,

N - число молей растворителя.

Для реальных растворов в это уравнение необходимо ввести изотонический коэффициент: .

4. Температура кипения и кристаллизации растворов зависят от давления пара над растворами. Жидкость закипает, когда давление её пара достигает внешнего атмосферного давления. Вследствие понижения давления пара растворителя над раствором температура кипения раствора всегда выше, чем чистого растворителя. Разность между температурами кипения называется повышением температуры кипения (Dt_кип. или DT_кип.).

Жидкость кристаллизуется (затвердевает), когда давление её пара становится равным давлению насыщенного пара соответствующей твёрдой фазы. Давление пара льда достигается у водного раствора при более низкой температуре, чем у растворителя (воды).

Разность между температурами кристаллизации называют понижением температуры кристаллизации (Dt_крист. или DT_крист.). Температуру кристаллизации часто называют температурой замерзания.

Понижение температуры кристаллизации, повышение температуры кипения раствора пропорционально концентрации растворённого вещества (следствия из закона Рауля):

Dt_крист.= K^. в(X),

Dt_кип.= Е^. в(X), где

K и Е - коэффициенты пропорциональности, называемые криоскопической и эбулиоскопической постоянными, соответственно.

Если в(X) = 1 моль/кг, то K = Dt_крист., Е = Dt_кип.. В этом заключён их физический смысл.

K и Е зависят от химической природы растворителя и не зависят от природы растворённого вещества.

Для реальных растворов: Dt_крист.= i ^.K^. в(X), Dt_кип.=i^. Е^. в(X).

С помощью закона Рауля и следствий из него можно вычислять молекулярные массы растворённых веществ:

, , где

массы растворённого вещества и растворителя измерены в граммах.

Задачи с решениями.

1. Вычислите осмотическое давление раствора, содержащего в 1,5 л 135 г глюкозы С₆Н₁₂О₆ при 0⁰С.

Дано: V(p-pa) = 1,5 л m(С6Н12О6) = 135г Pосм. = ? t = 00C, T = t0C + 273 M(С6Н12О6) = 180 г/моль

Решение: С(С6Н12О6) = = 0,5 (моль/л); Pосм. = C.R.T = 0,5.8,31.273 = 1134,315 (кПа) Ответ: 1134,315 кПа.

2. Определите молярную массу вещества, если в 5 л его раствора содержится 25г вещества. Осмотическое давление этого раствора равно 23 кПа при 20⁰С.

Дано: V(p-pa) = 5 л P = 23 кПа t = 200C M(X) =? T = t0C + 273

Решение: 1) С(Х) = = 0,0945 (моль/л); 2) М(Х) = = 52,9 (г/моль) Ответ: 52,9 г/моль.

 

3. Сколько (г) глюкозы С₆Н₁₂О₆ должен содержать 1 л раствора, чтобы его осмотическое давление было таким же, как и раствора, содержащего в 1 л при той же температуре 34,2 г сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁?

Дано: V(p-pa1) = 1 л V(p-pa 2) = 1 л m(С12Н22О11) = 34,2 г P1 = P2 m(С6Н12О6) = ? M1(С6Н12О6) = 180г/моль M2(С12Н22О11)= 342 г/моль

Решение: 1) по условию Р1 = P2, следовательно С1 = С2 2) С2 = = 0,1 (моль/л) 3) m1 = C1.M1.V1 = 0,1.180.1 = 18 (г).   Ответ: 18 г.

5. Какова степень электролитической диссоциации (a) дихлоруксуной кислоты в 0,01 М растворе, если при 300 K этот раствор создает осмотическое давление 43596,4 Па?

Дано: С(СHCl2COOH) =0,01моль/л Pосм. = 43596,4 Па a = ?

Решение: 1) Росм. = i .C(X).R.T,

2) , где n - число ионов, на которые распадается молекула данного электролита: СHCl₂COOH « СHCl₂COO^- + H⁺

По уравнению n = 2, . Ответ: 0,75 (75%).

5.Что произойдёт с эритроцитами при 310 K в 2%-ном растворе глюкозы (r=0,006 г/мл)?

Дано: T = 310 K w(C6H12O6) = 2% r = 1,006 г/мл Росм. = ? M(C6H12O6) = 180 г/моль

Решение: Росм. = C(X).R.T = 1) Росм. = = 287,951 (кПа) 2) Росм.(р-ра глюкозы) < Росм.(крови), следовательно, в таком растворе произойдёт гемолиз.

6. Вычислите давление пара раствора, содержащего 34,2 г сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ в 180 г воды при 30⁰С, если давление паров воды при этой температуре равно 0,42^.10⁵ Па.

Дано: m(С12Н22О11) = 34,2 г m(H2O) = 180 г P0 = 4,2.104 Па P = ? M(С12Н22О11) = 342 г/моль M(H2O) = 18 г/моль

Решение: 1) n = n(С12Н22О11) = 34,2/342 = 0,1 моль 2) N = n (H2O) = 180/18 = 10 моль 3) P = = 4,16.104 Па Ответ: 4,16.104 Па.

7. Определите молярную массу вещества, если над раствором, содержащим 21 г вещества в 400 г ацетона, давление пара равно 21854,4 Па. Давление пара ацетона при этой температуре равно 23939,35 Па.

Дано: m(в-ва) = 21 г m((СН3)2СО) = 400 г P1 = 21854,4 Па P0 = 23939,35 Па M(в-ва) = ? M ((СН3)2СО) = 58 г/моль

Решение: 1) N = n((СН3)2СО) = 400/58 = 6,9 (моль) 2) ; ; n = 0,658;

3) M(в-ва) = 21/ 0,658 = 32 (г/моль).

Ответ: 32 г/моль.

8. Определите температуру кипения и замерзания раствора, содержащего 1 г нитробензола в 10 г бензола. Е(С₆Н₆) = 2,57⁰, K(C₆H₆) = 5,1⁰. Температура кипения чистого бензола равна 80,2⁰С, а замерзания 5,4⁰С.

Дано: m(C6H5NO2) = 1г m(C6H6) = 10 г K(C6H6) = 5,10 Е(С6Н6) = 2,570 tкип. = 80,20C tзам. = 5,40C tкип. (p-pa) = ? tзам. (p-pa) = ? M(C6H5NO2) = 123 г/моль

Решение: 1) в(Х) = в(C6H5NO2) = = 0,813 (моль/кг) 2) Dtзам.= K. в(X), Dtкип.= Е. в(X) Dtкип.= 2,57.0,813 = 2,090; Dtзам.= 5,1.0,813 = 4,150 3) tкип.= 80,2 + 2,09 = 82,290С tзам.= 5,4 - 4,15 = 1,250С

Ответ: 82,29⁰С; 1,25⁰С.

9. Определите молярную массу растворённого вещества, если 4 г вещества растворены в 110 г этанола С₂Н₅ОН, а раствор кипит при 78,62⁰С, зная, что

Е(С₂Н₅ОН) = 1,22⁰, температура кипения спирта 78,3⁰С.

Дано: m(в-ва) = 4 г m(C2H5OH) = 110 г E(C2H5OH) = 1,220 t = 78,30C M(в-ва) = ?

Решение: 1) Dtкип.= 78,62 - 78,3 = 0,320 2) Dtкип.= Е. в(X) = M(в-ва) = = 138,64 (г/моль).

Ответ: 138,64 г/моль.

 

Вопросы и задачи для самоподготовки.

 

1. Какие физико-химические свойства называют коллигативными? Перечислите.

2. От чего зависит количественное выражение этих свойств?

3. Какие мембраны называются полупроницаемыми? Приведите примеры материалов, обладающих свойством избирательной проницаемости.

4. Какое давление называют осмотическим? В каких приборах оно оп-ределяется?

5. От каких факторов зависит осмотическое давление и каким уравнением эта зависимость выражается?

6. В каких случаях растворы электролитов при одной и той же температуре имеют одинаковое осмотическое давление? Как называют такие растворы?

7. Какой раствор по отношению к другому называют: а) гипертоническим; б) гипотоническим? В сторону какого из них должен быть направлен осмос?

8. Дайте формулировку и приведите математическое выражение закона Рауля.

9. Какие два следствия вытекают из закона Рауля?

10. Когда жидкости затвердевают (кристаллизуются), закипают?

11. Какие константы называют криоскопической, эбулиоскопической константой? Зависят ли они от природы растворённого вещества и растворителя?

12. Верно ли утверждение, что все одномоляльные водные растворы неэлектролитов: а) закипают при 100,52⁰С, б) кристаллизуются при -1,86⁰С? Ответ мотивируйте.

13. Что называют изотоническим коэффициентом (i)? Каков физический смысл i? Каковы методы экспериментального определения?

14. Как связаны между собой степень электролитической диссоциации (ионизации) и изотонический коэффициент?

15. Как определяют молекулярные массы растворённых веществ по коллигативным свойствам? Приведите формулы для расчёта.

16. Определите осмотическое давление раствора, в 1 л которого содержится 18,4г глицерина (С₃Н₈О₃) при 0⁰С. Ответ: 4,54^.10⁵ Па.

17. Вычислите осмотическое давление раствора, в 5 л которого содержится 171 г сахара С₁₂Н₂₂О₁₁ при 25⁰С. Ответ: 2,477^.10⁵ Па.

18. 400 мл раствора содержит 2 г растворённого вещества при 27⁰С. Осмотическое давление раствора 1,216^.10⁵ Па. Определите молярную массу растворённого вещества. Ответ: 102,5 г/моль.

19. Раствор сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ при 0⁰С оказывает осмотическое давление 7,1^.10⁵ Па. Сколько (г) сахарозы содержится в 250 мл такого раствора? Ответ: 25,76 г.

20. Сколько (г) этанола С₂Н₅ОН надо растворить в 500 мл воды, чтобы осмотическое давление этого раствора при 20⁰С составляло 4,052^.10⁵ Па. V(p-pa) = V(H₂O). Ответ: 3,83 г.

21. Осмотическое давление раствора, объём которого 5 л, при 27⁰С равно 1,32^.10⁵ Па. Какова молярная концентрация этого раствора? Ответ: 0,053 моль/л.

22. Сколько (г) этанола С₂Н₅ОН должен содержать 1 л раствора, чтобы его осмотическое давление было таким же, как и раствора, содержащего в 1 л при той же температуре 4,5 г формальдегида СН₂О? Ответ: 6,9 г.

23. 200 мл раствора содержит 1 г растворённого вещества. При 20⁰С раствор имеет осмотическое давление 4,3^.10⁵ Па. Определите молярную массу растворённого вещества. Ответ: 28,3 г/моль.

24. Определите молярную массу растворённого вещества, если раствор, содержащий в 0,5 л 6 г вещества, при 17⁰С обладает осмотическим давлением 4,82^.10⁵ Па. Ответ: 60 г/моль.

25. Вычислите осмотическое давление раствора, в 1 л которого содержится 0,2 моля неэлектролита: а) при 0⁰С; б) при 18⁰С.

Ответ: 4,54^.10⁵ Па; 4,84^.10⁵ Па.

26. Определите, будут ли при одной и той же температуре изотоническими 3%-ные водные растворы сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ и глицерина С₃Н₈О₃. Плотности раство-ров примите равными 1 г/мл. Ответ подтвердите расчетами. Ответ: не будут.

27. Осмотическое давление раствора, объём которого 3 л при 10⁰С равно 1,2^.10⁵ Па. Какова молярность этого раствора? Ответ: 0,05 моль/л.

28. Рассчитайте осмотическое давление при 310 K 20%-ного водного раствора глюкозы (r = 1,08 г/мл), применяемого для внутривенного введения при отёке лёгкого. Каким будет этот раствор по отношению к крови, если учесть, что Р_осм. крови равно 740 - 780 кПа? Ответ: 3091,3 кПа; гипертоническим.

29. Рассчитайте осмотическое давление 0,01 М раствора хлорида калия при 310K, если изотонический коэффициент равен 1,96. Каким будет этот раствор по отношению к плазме крови? Ответ: 50,5 кПа; гипотоничен.

30. Вычислите давление пара 30%-ного водного раствора карбамида СО(NН₂)₂ при 50⁰С. Давление пара воды при этой температуре равно 12,33 кПа.

Ответ: 10,93 кПа.

31. Определите давление пара раствора, содержащего 1,212^.10²³ молекул вещества в 500 г воды при 100⁰С, если давление пара воды при этой температуре равно 101,3 кПа. Ответ: 100,58 кПа.

32. Давление пара раствора, содержащего 20 г растворённого вещества в 180 г воды равно 3,64 кПа. Определите молярную массу растворённого вещества, если давление пара воды при этой температуре равно 3,78 кПа.

Ответ: 52 г/моль.

 

33. Понижение давления пара над раствором, содержащим 5,4 г вещества в 180 г воды, при 80⁰С и над чистым растворителем при той же температуре равно 144 Па. Определите молярную массу растворённого вещества. Ответ: 180 г/моль.

34. Давление пара воды при 30⁰С составляет 4245,2 Па. Сколько (г) сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ следует растворить в 800 г воды, для получения раствора, давление пара которого на 33,3 Па меньше давления пара воды? Вычислите процентную концентрацию сахарозы в растворе. Ответ: 119,8 г; 13%.

35. Давление пара воды при 50⁰С равно 12334 Па. Вычислите давление пара раствора, содержащего 50 г этиленгликоля С₂Н₄(ОН)₂ в 900 г воды.

Ответ: 12140 Па.

36. Давление пара водного раствора неэлектролита при 80⁰С равно 33310 Па. Сколько (моль) воды приходится на 1 моль растворённого вещества в этом растворе? Давление пара воды при этой температуре равно 47375 Па.

Ответ: 2,4 моль.

37. Рассчитайте молярную массу неэлектролита, если при 20⁰С давление пара над 63%-ным водным раствором этого неэлектролита равно 1399,4 Па. Давление паров воды при этой температуре равно 2335,42 Па. Ответ: 47,096 г/моль.

38. При какой температуре кипит раствор, содержащий 90 г глюкозы С₆Н₁₂О₆ в 1000 г воды? Е(H₂O) = 0,52. Ответ: 100,26⁰С.

39. Водный раствор сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ замерзает при -1,1⁰С. Определите массовую долю (в %) сахарозы в растворе. K(H₂O) = 1,86. Ответ: 16,8%.

41. В какой массе воды следует растворить 46 г глицерина С₃Н₈О₃, чтобы по-лучить раствор с температурой кипения 100,104⁰С. Е(H₂O) = 0,52. Ответ: 2500 г.

41. Вычислите массу воды, в которой следует растворить 300 г глицерина С₃Н₈О₃, для получения раствора, замерзающего при -2⁰С. K(H₂O) = 1,86. Ответ: 3 кг.

42. Вычислите температуру замерзания 20%-ного раствора глицерина С₃Н₈О₃ в воде. K(H₂O) = 1,86. Ответ: -5,05С.

 

43. Вычислите массовую долю (в %) глицерина С₃Н₈О₃ в водном растворе, температура кипения которого 100,39⁰С. Е(H₂O) = 0,52. Ответ: 6,45%.

44. При какой температуре замерзает 4%-ный раствор этанола С₂Н₅ОН в воде? K(H₂O) = 1,86. Ответ: -1,7⁰С.

45. Определите массовую долю (в %) сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁ в водном растворе, если раствор закипает при 101,04⁰С. Е(H₂O) = 0,52. Ответ: 40,62%.

46. В 100 г воды растворили 4 г вещества. Полученный раствор замерзает при -0,93⁰С. Определите молярную массу растворённого вещества. K(H₂O) = 1,86. Ответ: 80 г/моль.

47. Раствор, содержащий 2,175 г растворённого вещества в 56,25 г воды, замерзает при -1,2⁰С. Определите молярную массу растворённого вещества. K(H₂O) = 1,86. Ответ: 60 г/моль.

48. Раствор, содержащий 27 г вещества в 1000 г воды, кипит при 100,078⁰С. Определите молярную массу растворённого вещества. Е(H₂O) = 0,52.

Ответ: 180 г/моль.

49. 1,6 г вещества растворены в 250 г воды. Полученный раствор замерзает при -0,2⁰С. Определите молярную массу растворённого вещества. K(H₂O) = 1,86. Ответ: 59,52 г/моль.

50. Какой из растворов будет замерзать при более низкой температуре: 10%-ный раствор глюкозы С₆Н₁₂О₆ или 10%-ный раствор сахарозы С₁₂Н₂₂О₁₁? Ответ подтвердите расчетами. Ответ: глюкозы.

51. Раствор, содержащий 0,162 г серы в 20 г бензола С₆Н₆, кипит при температуре на 0,081⁰ выше, чем чистый бензол. Рассчитайте молярную массу серы. Сколько атомов содержится в одной молекуле серы? Е(С₆Н₆) = 0,52.

Ответ: 256 г/моль; 8 атомов.

52. Определите формулу вещества, содержащего 39,34% углерода, 8,20% водорода и 52,46% серы, если раствор 0,2 г этого вещества в 26 г бензола замерзает при температуре на 0,318⁰ ниже, чем чистый бензол. K(С₆Н₆) = 0,52.. Ответ: C₄H₁₀S₂.