Профиль – Технология лекарственных препаратов
Практические навыки
по дисциплине «Физическая химия»
на 2015-2016 учебный год для студентов 3 курса
факультета гуманитарного и медико-биологического образования
направления подготовки 19.03.01 – Биотехнология
Профиль – Технология лекарственных препаратов
Форма обучения –очная
1. Напишите формулы мицелл следующих золей:
а) золя карбоната бария ВаСО3, стабилизированного хлоридом бария;
б) золя сульфида свинца PbS, стабилизированного сульфидом натрия;
в) золя бромида серебра AgBr, стабилизированного нитратом серебра.
а)BaCl2изб. + Na2CO3 = 2NaCl + BaCO3 золь
Ba2+ + 2Cl- + 2Na + CO32- = 2Na+ + 2Cl- + BaCO3
Ba2+ + CO32- = BaCO3
{m[BaCO3]nBa2+2(n-x)Cl-}2x+2xCl-т.к. мицеллазаряжена “+”значит она будет двигаться к катоду(-)
б)Pb(NO3)2 + Na2Sизб. = 2NaNO3 + PbSзоль
Pb2+ + 2NO3- + 2Na+ + S2- = 2Na+ + 2NO3- + PbS
Pb2+ + S2- = PbS
{m[PbS]nS2-2(n-x)Na+}2x-2xNa+т.к. мицелла заряжена “-” значит она будет двигаться к аноду(+)
в)AgNO3изб. + KBr = KNO3 + AgBrзоль
Ag+ + NO3- + K+ + Br- = K+ + NO3- + AgBr
Ag+ + Br- = AgBr
{m[AgBr]nAg+(n-x)NO3-}x+xNO3-т.к. мицелла заряжена “+” значит она будет двигаться к катоду(-)
2. Напишите формулы мицелл следующих золей:
а) золя гидроксида железа Fe(OH)3, стабилизированного Fe(NO3)3;
б) золя хлорида свинца РЬС12, стабилизированного хлоридом калия;
в) золя сульфата бария BaSO4, стабилизированного сульфатом калия.
а)Fe(NO3)3изб. + 3NaOH = 3NaNO3 + Fe(OH)3золь
Fe3+ + 3NO3- + 3Na+ + 3OH- = 3Na+ +3NO3- + Fe(OH)3
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3
{m[Fe(OH)3]nFe3+3(n-x)NO3-}3x-3xNO3- т.к. мицелла заряжена “+” значит она будет двигаться к катоду(-)
б)Pb(NO3)2 + 2KClизб. = 2KNO3 + PbCl2золь
Pb2+ + 2NO3- +2K+ + 2Cl- = 2K+ +2NO3- +PbCl2
Pb2+ + 2Cl- = PbCl2
{m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+т.к. мицелла заряжена “-” значит она будет двигаться к аноду(+)
в)BaCl2 + K2SO4изб.= 2KCl + BaSO4золь
Ba2+ + 2Cl- + 2K+ + SO42- = 2K+ + 2Cl- + BaSO4
Ba2+ + SO42- = BaSO4
{m[BaSO4]nSO42-2(n-x)K+}2x-2xK+ т.к. мицелла заряжена “-” значит она будет двигаться к аноду(+)
3. Как изменится строение ДЭС и величина дзета-потенциала, если к золю хлорида свинца РbС12, стабилизированного хлоридом калия прибавить:
а) нитрат натрия;
б) эквивалентное количество Pb(NO3)2;
в) избыток Pb(NO3)2.
Pb(NO3)2 + 2KClизб. = 2KNO3 + PbCl2золь
Pb2+ + 2NO3- +2K+ + 2Cl- = 2K+ +2NO3- +PbCl2
Pb2+ + 2Cl- = PbCl2
{m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+исходнаямицелла
а) {m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+ + NaNO3(инд. электролит) =
= {m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+
б) {m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+ + Pb(NO3)2(неинд. электролит) =
= {m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+
в){m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+ + Pb(NO3)2изб.= образуется новая фаза PbCl2, происходит перезарядка ионов, образуется новая мицелла:
{m[PbCl2]nPb2+2(n-x)NO3-}2x+2xNO3-
4. Золь иодида серебра получен в результате постепенного добавления к 20 см3 0,01 М KI 5 см3 0,2 % раствора нитрата серебра (ρ=1 г/см3). Написать формулу мицеллы полученного золя и определить направление движения частиц в электрическом поле.
Дано: V(KI) = 20 см3, с(KI) = 0,01 M, V(AgNO3) = 5 см3, ɷ(AgNO3) = 0.2%, ρ(AgNO3) = 1 г/см3
Решение:
AgNO3 + KI = KNO3 + AgI
5см3 20см3
0.2% 0.01 М
1г/см3
1) AgNO3: 0.2г/М – 100г/ρ М(AgNO3) = 108+14+16*3 = 170 г/моль
Х – 5мл Х = 0.2/170*5/100/1 = 0.001*5/100 = 5*10-5моль
2) KI: 0.01моль – 1000мл
Х – 20 мл Х = 0.01*20/1000 = 0.0002моль = 2*10-4моль
В избытке взятKI
Формуламицеллы: {m[AgI]nI-(n-x)K+}x-xK+
5. Какой объем 0,005 М раствора нитрата серебра надо прибавить к 20 см3 0,01 М раствора KI, чтобы получить золь с положительно заряженными гранулами? Записать формулу мицеллы.
Дано: V(KI) = 20см3, с(KI) = 0.01M, c(AgNO3) = 0.005M
Найти:V(AgNO3)
Решение:
AgNO3 + KI = KNO3 + AgI
х20см3
0.005М 0.01М
{m[AgI]nAg+(n-x)NO3-}x+xNO3значит в избытке должен был взят AgNO3
Найдем nKI
1л – 1000см3 х = 1*20/1000 = 0.02л
Х – 20см3n(KI) = Cm*V = 0.01*0.02 = 0.0002 = 2*10-4моль
Найдем VAgNO3
V(AgNO3) = n/Cm = 2*10-4/0.005 = 0.0002/0.005 = 0.04 или 40см3
Ответ: V(AgNO3) = 40см3
6. 3оль Fе(ОН)3 получен при введении в 85 см3 кипящей дистиллированной воды 85 см3 2 % водного раствора FеС13, причем хлорид железа частично гидролизован. Запишите формулу мицеллы золя, учитывая, что в растворе присутствуют ионы FeO+; Н+ и Сl–.
Ответ: FeCl3изб + 3H2O = 3HCl + Fe(OH)3золь
Fe3+ + 3Cl- + 3H2O = 3H+ + 3Cl- + Fe(OH)3
Fe3+ + 3H2O = 3H+ + Fe(OH)3
1.{m[Fe(OH)3]nFe3+3(n-x)Cl-}3x+3xCl-
2.{m[Fe(OH)3]nFeO+(n-x)Cl-}x+xCl-
7. Объяснить, почему при взбалтывании бензола в воде наблюдается быстрое расслаивание жидкостей, тогда как при добавлении мыла (C17H35COONa) получается устойчивая эмульсия? Дать схему строения мицеллы эмульсии бензола. Каким методом она получена?
Ответ: Действует правило – Подобное растворяется в подобном.
Бензол – органическое вещество, неполярное, а вода полярна, поэтому бензол не растворился, а мыло неполярный растворитель, поэтому бензол растворился в мыле.
С6H6 + H2O – расслаивание
С6Н6 + С17Н35СООNa–эмульсия
Эмульсии из неструктурированных ньютоновских жидкостей, например, бензола или толуола, можно получить путем ритмичного встряхивания их с водным раствором эмульгатора в закрытом сосуде или способом, основанным на возвратно-поступательном движении спирали в смеси жидкостей.{m[С6H6]nC17H35COO-(n-x)Na+}x-xNa+
8. 3оль сульфата бария получен смешением равных объемов Ва(NO3)2 и Н2SО4. Записать формулу мицеллы золя, учитывая, что в электрическом поле гранула перемещается к аноду.
Ba(NO3)2 + H2SO4 = 2HNO3 + BaSO4
Ba2+ + 2NO3- + 2H+ + SO42- = 2H+ + 2NO3- + BaSO4
Ba2+ + SO42- = BaSO4
{m[BaSO4]nSO42-2(n-x)H+}2x-2xH+
9. Свежеосажденный гидроксид алюминия обработан незначительным количеством соляной кислоты, недостаточным для полного растворения осадка. При этом образуется золь Аl(ОН)3. Записать формулу мицеллы. Учесть, что в электрическом поле гранулы золя перемещаются к катоду.
Al(OH)3 осадок + HCl = Al(OH)3 золь
{m[Al(OH)3]nAl(OH)2+(n-x)OH-}x+xOH-или
{m[Al(OH)3]nAlO+(n-x)OH-}x+xOH-
10. Какие объемы 0,03%-го раствора хлорида натрия и 0,001 М раствора нитрата серебра нужно смешать, чтобы получить незаряженные частицы золя хлорида серебра? Плотность раствора NaClρ=1 г/см3.
Дано: ɷ(NaCl) = 0.03%, c(AgNO3) = 0.001 M, ρ(NaCl) = 1 г/см3
Найти: V1, V2
Решение:
NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl
n1 n2
n1 = n2
n1 = C1/V1 n2 = C2/V2
C1/V1 = 0.001/V2
0.03г/M(NaCl) – 100гNaCl/ρ(NaCl) M(NaCl) = 58.5 г/моль
X моль – 1000 мл
0.03/58.5 – 100/1
Х – 1000
0.0005 – 100 х = 0.0005*1000/100 = 0.5/100 = 0.005
х – 1000
0.005/V1 = 0.001/V25:1
ρ = m/V; V = m/ρ
0.03/1 = 0.03 см3 – VNaCl
0.03/5 = 0.006 см3 – VAgNO3
Ответ: V NaCl= 0.03 см3, V AgNO3= 0.006 см3
11. 3оль сульфата свинца получен при сливании растворов ацетата свинца и сульфата калия. Написать мицеллярную формулу, если раствор K2SO4 взят в избытке.
Ответ: (СH3COO)2Pb + K2SO4 = 2CH3COOK + PbSO4
2CH3COO- + Pb2+ + 2K+ + SO42- = 2CH3COO- + 2K+ + PbSO4
Pb2+ + SO42- = PbSO4
{m[PbSO4]nSO42-2(n-x)K+}2x-2xK+
При длительном стоянии сероводородной воды в результате окисления сероводорода кислородом воздуха образуется коллоидная сера. Записать формулу мицеллы золя. Определить направление движения частиц в электрическом поле.
Ответ: H2S + O2 = Sзоль+ H2O
{m[S]nH+(n-x)S2-}x+xS2- - мицеллазаряжена “+” частицы двигаются к катоду(-)
13. К трем пробам по 50 см3 золя гидроксида железа для коагуляции добавлено соответственно: 5,30 см3 1М раствора хлорида калия; 31,5 см3 0,01 М раствора сульфата натрия и 18,7 см3 0,001 М раствора фосфата натрия. Вычислить порог коагуляции каждого электролита. Определить заряд гранулы.
Решение: сК = Cэ*Vэ/Vэ+Vз
сК(KCl) = 5.3*1/5.3+50 = 5.3/55.3 = 0.095моль/л
сK(Na2SO4) = 31.5*0.01/31.5+50 = 0.315/81.5 = 0.0038моль/л
сK(Na3PO4) = 18.7*0.001/18.7+50 = 0.0187/68.7 = 0.00027моль/л -min
PO43- - ион коагулянт, следовательно, гранула заряжена “+”
FeCl3изб + 3H2O = 3HCl + Fe(OH)3золь
Fe3+ + 3Cl- + 3H2O = 3H+ + 3Cl- + Fe(OH)3
Fe3+ + 3H2O = 3H+ + Fe(OH)3
{m[Fe(OH)3]nFe3+3(n-x)Cl-}3x+3xCl-
14. К 5 см3 золя иодида серебра для коагуляции необходимо добавить один из следующих растворов: 4 см3 0,2 М хлорида калия; 0,5 см3 0,005 М сульфата натрия или 3,9 см3 0,0001 М фосфата натрия. Вычислить порог коагуляции золя каждым электролитом. Определить заряд гранулы.
Решение: сК = Cэ*Vэ/Vэ+Vз
сК(KCl) = 4*0.2/4+5 = 0.8/9 = 0.088моль/л
сK(Na2SO4) = 0.5*0.005/0.5+5 = 0.00045моль/л
сK(Na3PO4) = 3.9*0.0001/3.9+5 = 0.0000438моль/л - min
PO43- - ион коагулянт,следовательно, гранула заряжена “+”
AgNO3изб. + KI = KNO3 + AgIзоль
Ag+ + NO3- + K+ + I- = K+ + NO3- + AgI
Ag+ + I- = AgI
{m[AgI]nAg+(n-x)NO3-}x+xNO3-
15. Золь иодида серебра получен смешением равных объемов AgNO3 и KI. Пороги коагуляции (ммоль/дм3) этого золя различными электролитами имеют следующие значения: с(Са(NО3)2) = 315; с(NaCl) = 300; с(А1С13) = 330; c(Na3PO4) = 0,6; c(Na2SO4) = 23. Определить, какой из электролитов: KI или AgNO3 взят в большей концентрации для приготовления золя? Записать формулу мицеллы.
с(Са(NО3)2) = 315
с(NaCl) = 300
с(А1С13) = 330
Катионы не являются ионами – коагулянтами т.к. разница в порогах коагуляции небольшая, т.е. ионы – коагулянты это анионы
c(Na3PO4) = 0,6
c(Na2SO4) = 23
По сравнению с анионом SO42-у аниона PO43-порог коагуляции меньше, т.е.
c(Na3PO4) = 0,6 – min,значит PO43- ион – коагулянт – гранула заряжена “+”
AgNO3изб. + KI = KNO3 + AgIзоль
Ag+ + NO3- + K+ + I- = K+ + NO3- + AgI
Ag+ + I- = AgI
В избытке взят AgNO3
{m[AgI]nAg+(n-x)NO3-}x+xNO3-
16. Для того чтобы вызвать коагуляцию золя гидроксида железа, необходимо к 100 см3 золя добавить: 10,5 см3 1 М раствора хлорида калия; 62,5 см3 0,005 М раствора сульфата натрия или 37,0 см3 0,00033 М раствора фосфата натрия. Вычислить порог коагуляции золя каждым электролитом и определить знак заряда частиц золя.
Решение: сК = Cэ*Vэ/Vэ+Vз
сК(KCl) = 1*10.5/10.5+100 = 10.5/110.5= 0.095моль/л
сK(Na2SO4) = 0.005*62.5/62.5+100 = 0.3125/162.5 = 0.0019моль/л
сK(Na3PO4) = 0.00033*37/37+100 = 0.01221/137 = 0.0000891моль/л - min
PO43- - ион коагулянт, следовательно, гранула заряжена “+”
FeCl3изб + 3H2O = 3HCl + Fe(OH)3золь
Fe3+ + 3Cl- + 3H2O = 3H+ + 3Cl- + Fe(OH)3
Fe3+ + 3H2O = 3H+ + Fe(OH)3
{m[Fe(OH)3]nFe3+3(n-x)Cl-}3x+3xCl-
При длительном стоянии сероводородной воды в результате окисления сероводорода кислородом воздуха образуется коллоидная сера. Записать формулу мицеллы золя. Определить направление движения частиц в электрическом поле.
Ответ: H2S + O2 = Sзоль+ H2O
{m[S]nH+(n-x)S2-}x+xS2- - мицеллазаряжена “+” частицы двигаются к катоду(-)
32. К трем пробам по 50 см3 золя гидроксида железа для коагуляции добавлено соответственно: 5,30 см3 1М раствора хлорида калия; 31,5 см3 0,01 М раствора сульфата натрия и 18,7 см3 0,001 М раствора фосфата натрия. Вычислить порог коагуляции каждого электролита. Определить заряд гранулы.
Решение: сК = Cэ*Vэ/Vэ+Vз
сК(KCl) = 5.3*1/5.3+50 = 5.3/55.3 = 0.095моль/л
сK(Na2SO4) = 31.5*0.01/31.5+50 = 0.315/81.5 = 0.0038моль/л
сK(Na3PO4) = 18.7*0.001/18.7+50 = 0.0187/68.7 = 0.00027моль/л -min
PO43- - ион коагулянт, следовательно, гранула заряжена “+”
FeCl3изб + 3H2O = 3HCl + Fe(OH)3золь
Fe3+ + 3Cl- + 3H2O = 3H+ + 3Cl- + Fe(OH)3
Fe3+ + 3H2O = 3H+ + Fe(OH)3
{m[Fe(OH)3]nFe3+3(n-x)Cl-}3x+3xCl-
33. К 5 см3 золя иодида серебра для коагуляции необходимо добавить один из следующих растворов: 4 см3 0,2 М хлорида калия; 0,5 см3 0,005 М сульфата натрия или 3,9 см3 0,0001 М фосфата натрия. Вычислить порог коагуляции золя каждым электролитом. Определить заряд гранулы.
Решение: сК = Cэ*Vэ/Vэ+Vз
сК(KCl) = 4*0.2/4+5 = 0.8/9 = 0.088моль/л
сK(Na2SO4) = 0.5*0.005/0.5+5 = 0.00045моль/л
сK(Na3PO4) = 3.9*0.0001/3.9+5 = 0.0000438моль/л - min
PO43- - ион коагулянт,следовательно, гранула заряжена “+”
AgNO3изб. + KI = KNO3 + AgIзоль
Ag+ + NO3- + K+ + I- = K+ + NO3- + AgI
Ag+ + I- = AgI
{m[AgI]nAg+(n-x)NO3-}x+xNO3-
34. Золь иодида серебра получен смешением равных объемов AgNO3 и KI. Пороги коагуляции (ммоль/дм3) этого золя различными электролитами имеют следующие значения: с(Са(NО3)2) = 315; с(NaCl) = 300; с(А1С13) = 330; c(Na3PO4) = 0,6; c(Na2SO4) = 23. Определить, какой из электролитов: KI или AgNO3 взят в большей концентрации для приготовления золя? Записать формулу мицеллы.
с(Са(NО3)2) = 315
с(NaCl) = 300
с(А1С13) = 330
Катионы не являются ионами – коагулянтами т.к. разница в порогах коагуляции небольшая, т.е. ионы – коагулянты это анионы
c(Na3PO4) = 0,6
c(Na2SO4) = 23
По сравнению с анионом SO42-у аниона PO43-порог коагуляции меньше, т.е.
c(Na3PO4) = 0,6 – min,значит PO43- ион – коагулянт – гранула заряжена “+”
AgNO3изб. + KI = KNO3 + AgIзоль
Ag+ + NO3- + K+ + I- = K+ + NO3- + AgI
Ag+ + I- = AgI
В избытке взят AgNO3
{m[AgI]nAg+(n-x)NO3-}x+xNO3-
35. Для того чтобы вызвать коагуляцию золя гидроксида железа, необходимо к 100 см3 золя добавить: 10,5 см3 1 М раствора хлорида калия; 62,5 см3 0,005 М раствора сульфата натрия или 37,0 см3 0,00033 М раствора фосфата натрия. Вычислить порог коагуляции золя каждым электролитом и определить знак заряда частиц золя.
Решение: сК = Cэ*Vэ/Vэ+Vз
сК(KCl) = 1*10.5/10.5+100 = 10.5/110.5= 0.095моль/л
сK(Na2SO4) = 0.005*62.5/62.5+100 = 0.3125/162.5 = 0.0019моль/л
сK(Na3PO4) = 0.00033*37/37+100 = 0.01221/137 = 0.0000891моль/л - min
PO43- - ион коагулянт, следовательно, гранула заряжена “+”
FeCl3изб + 3H2O = 3HCl + Fe(OH)3золь
Fe3+ + 3Cl- + 3H2O = 3H+ + 3Cl- + Fe(OH)3
Fe3+ + 3H2O = 3H+ + Fe(OH)3
{m[Fe(OH)3]nFe3+3(n-x)Cl-}3x+3xCl-
Практические навыки
по дисциплине «Физическая химия»
на 2015-2016 учебный год для студентов 3 курса
факультета гуманитарного и медико-биологического образования
направления подготовки 19.03.01 – Биотехнология
Профиль – Технология лекарственных препаратов
Форма обучения –очная
1. Напишите формулы мицелл следующих золей:
а) золя карбоната бария ВаСО3, стабилизированного хлоридом бария;
б) золя сульфида свинца PbS, стабилизированного сульфидом натрия;
в) золя бромида серебра AgBr, стабилизированного нитратом серебра.
а)BaCl2изб. + Na2CO3 = 2NaCl + BaCO3 золь
Ba2+ + 2Cl- + 2Na + CO32- = 2Na+ + 2Cl- + BaCO3
Ba2+ + CO32- = BaCO3
{m[BaCO3]nBa2+2(n-x)Cl-}2x+2xCl-т.к. мицеллазаряжена “+”значит она будет двигаться к катоду(-)
б)Pb(NO3)2 + Na2Sизб. = 2NaNO3 + PbSзоль
Pb2+ + 2NO3- + 2Na+ + S2- = 2Na+ + 2NO3- + PbS
Pb2+ + S2- = PbS
{m[PbS]nS2-2(n-x)Na+}2x-2xNa+т.к. мицелла заряжена “-” значит она будет двигаться к аноду(+)
в)AgNO3изб. + KBr = KNO3 + AgBrзоль
Ag+ + NO3- + K+ + Br- = K+ + NO3- + AgBr
Ag+ + Br- = AgBr
{m[AgBr]nAg+(n-x)NO3-}x+xNO3-т.к. мицелла заряжена “+” значит она будет двигаться к катоду(-)
2. Напишите формулы мицелл следующих золей:
а) золя гидроксида железа Fe(OH)3, стабилизированного Fe(NO3)3;
б) золя хлорида свинца РЬС12, стабилизированного хлоридом калия;
в) золя сульфата бария BaSO4, стабилизированного сульфатом калия.
а)Fe(NO3)3изб. + 3NaOH = 3NaNO3 + Fe(OH)3золь
Fe3+ + 3NO3- + 3Na+ + 3OH- = 3Na+ +3NO3- + Fe(OH)3
Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3
{m[Fe(OH)3]nFe3+3(n-x)NO3-}3x-3xNO3- т.к. мицелла заряжена “+” значит она будет двигаться к катоду(-)
б)Pb(NO3)2 + 2KClизб. = 2KNO3 + PbCl2золь
Pb2+ + 2NO3- +2K+ + 2Cl- = 2K+ +2NO3- +PbCl2
Pb2+ + 2Cl- = PbCl2
{m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+т.к. мицелла заряжена “-” значит она будет двигаться к аноду(+)
в)BaCl2 + K2SO4изб.= 2KCl + BaSO4золь
Ba2+ + 2Cl- + 2K+ + SO42- = 2K+ + 2Cl- + BaSO4
Ba2+ + SO42- = BaSO4
{m[BaSO4]nSO42-2(n-x)K+}2x-2xK+ т.к. мицелла заряжена “-” значит она будет двигаться к аноду(+)
3. Как изменится строение ДЭС и величина дзета-потенциала, если к золю хлорида свинца РbС12, стабилизированного хлоридом калия прибавить:
а) нитрат натрия;
б) эквивалентное количество Pb(NO3)2;
в) избыток Pb(NO3)2.
Pb(NO3)2 + 2KClизб. = 2KNO3 + PbCl2золь
Pb2+ + 2NO3- +2K+ + 2Cl- = 2K+ +2NO3- +PbCl2
Pb2+ + 2Cl- = PbCl2
{m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+исходнаямицелла
а) {m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+ + NaNO3(инд. электролит) =
= {m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+
б) {m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+ + Pb(NO3)2(неинд. электролит) =
= {m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+
в){m[PbCl2]nCl-(n-x)K+}x-xK+ + Pb(NO3)2изб.= образуется новая фаза PbCl2, происходит перезарядка ионов, образуется новая мицелла:
{m[PbCl2]nPb2+2(n-x)NO3-}2x+2xNO3-
4. Золь иодида серебра получен в результате постепенного добавления к 20 см3 0,01 М KI 5 см3 0,2 % раствора нитрата серебра (ρ=1 г/см3). Написать формулу мицеллы полученного золя и определить направление движения частиц в электрическом поле.
Дано: V(KI) = 20 см3, с(KI) = 0,01 M, V(AgNO3) = 5 см3, ɷ(AgNO3) = 0.2%, ρ(AgNO3) = 1 г/см3
Решение:
AgNO3 + KI = KNO3 + AgI
5см3 20см3
0.2% 0.01 М
1г/см3
1) AgNO3: 0.2г/М – 100г/ρ М(AgNO3) = 108+14+16*3 = 170 г/моль
Х – 5мл Х = 0.2/170*5/100/1 = 0.001*5/100 = 5*10-5моль
2) KI: 0.01моль – 1000мл
Х – 20 мл Х = 0.01*20/1000 = 0.0002моль = 2*10-4моль
В избытке взятKI
Формуламицеллы: {m[AgI]nI-(n-x)K+}x-xK+
5. Какой объем 0,005 М раствора нитрата серебра надо прибавить к 20 см3 0,01 М раствора KI, чтобы получить золь с положительно заряженными гранулами? Записать формулу мицеллы.
Дано: V(KI) = 20см3, с(KI) = 0.01M, c(AgNO3) = 0.005M
Найти:V(AgNO3)
Решение:
AgNO3 + KI = KNO3 + AgI
х20см3
0.005М 0.01М
{m[AgI]nAg+(n-x)NO3-}x+xNO3значит в избытке должен был взят AgNO3
Найдем nKI
1л – 1000см3 х = 1*20/1000 = 0.02л
Х – 20см3n(KI) = Cm*V = 0.01*0.02 = 0.0002 = 2*10-4моль
Найдем VAgNO3
V(AgNO3) = n/Cm = 2*10-4/0.005 = 0.0002/0.005 = 0.04 или 40см3
Ответ: V(AgNO3) = 40см3
6. 3оль Fе(ОН)3 получен при введении в 85 см3 кипящей дистиллированной воды 85 см3 2 % водного раствора FеС13, причем хлорид железа частично гидролизован. Запишите формулу мицеллы золя, учитывая, что в растворе присутствуют ионы FeO+; Н+ и Сl–.
Ответ: FeCl3изб + 3H2O = 3HCl + Fe(OH)3золь
Fe3+ + 3Cl- + 3H2O = 3H+ + 3Cl- + Fe(OH)3
Fe3+ + 3H2O = 3H+ + Fe(OH)3
1.{m[Fe(OH)3]nFe3+3(n-x)Cl-}3x+3xCl-
2.{m[Fe(OH)3]nFeO+(n-x)Cl-}x+xCl-
7. Объяснить, почему при взбалтывании бензола в воде наблюдается быстрое расслаивание жидкостей, тогда как при добавлении мыла (C17H35COONa) получается устойчивая эмульсия? Дать схему строения мицеллы эмульсии бензола. Каким методом она получена?
Ответ: Действует правило – Подобное растворяется в подобном.
Бензол – органическое вещество, неполярное, а вода полярна, поэтому бензол не растворился, а мыло неполярный растворитель, поэтому бензол растворился в мыле.
С6H6 + H2O – расслаивание
С6Н6 + С17Н35СООNa–эмульсия
Эмульсии из неструктурированных ньютоновских жидкостей, например, бензола или толуола, можно получить путем ритмичного встряхивания их с водным раствором эмульгатора в закрытом сосуде или способом, основанным на возвратно-поступательном движении спирали в смеси жидкостей.{m[С6H6]nC17H35COO-(n-x)Na+}x-xNa+
8. 3оль сульфата бария получен смешением равных объемов Ва(NO3)2 и Н2SО4. Записать формулу мицеллы золя, учитывая, что в электрическом поле гранула перемещается к аноду.
Ba(NO3)2 + H2SO4 = 2HNO3 + BaSO4
Ba2+ + 2NO3- + 2H+ + SO42- = 2H+ + 2NO3- + BaSO4
Ba2+ + SO42- = BaSO4
{m[BaSO4]nSO42-2(n-x)H+}2x-2xH+
9. Свежеосажденный гидроксид алюминия обработан незначительным количеством соляной кислоты, недостаточным для полного растворения осадка. При этом образуется золь Аl(ОН)3. Записать формулу мицеллы. Учесть, что в электрическом поле гранулы золя перемещаются к катоду.
Al(OH)3 осадок + HCl = Al(OH)3 золь
{m[Al(OH)3]nAl(OH)2+(n-x)OH-}x+xOH-или
{m[Al(OH)3]nAlO+(n-x)OH-}x+xOH-
10. Какие объемы 0,03%-го раствора хлорида натрия и 0,001 М раствора нитрата серебра нужно смешать, чтобы получить незаряженные частицы золя хлорида серебра? Плотность раствора NaClρ=1 г/см3.
Дано: ɷ(NaCl) = 0.03%, c(AgNO3) = 0.001 M, ρ(NaCl) = 1 г/см3
Найти: V1, V2
Решение:
NaCl + AgNO3 = NaNO3 + AgCl
n1 n2
n1 = n2
n1 = C1/V1 n2 = C2/V2
C1/V1 = 0.001/V2
0.03г/M(NaCl) – 100гNaCl/ρ(NaCl) M(NaCl) = 58.5 г/моль
X моль – 1000 мл
0.03/58.5 – 100/1
Х – 1000
0.0005 – 100 х = 0.0005*1000/100 = 0.5/100 = 0.005
х – 1000
0.005/V1 = 0.001/V25:1
ρ = m/V; V = m/ρ
0.03/1 = 0.03 см3 – VNaCl
0.03/5 = 0.006 см3 – VAgNO3
Ответ: V NaCl= 0.03 см3, V AgNO3= 0.006 см3
11. 3оль сульфата свинца получен при сливании растворов ацетата свинца и сульфата калия. Написать мицеллярную формулу, если раствор K2SO4 взят в избытке.
Ответ: (СH3COO)2Pb + K2SO4 = 2CH3COOK + PbSO4
2CH3COO- + Pb2+ + 2K+ + SO42- = 2CH3COO- + 2K+ + PbSO4
Pb2+ + SO42- = PbSO4
{m[PbSO4]nSO42-2(n-x)K+}2x-2xK+
При длительном стоянии сероводородной воды в результате окисления сероводорода кислородом воздуха образуется коллоидная сера. Записать формулу мицеллы золя. Определить направление движения частиц в электрическом поле.
Ответ: H2S + O2 = Sзоль+ H2O
{m[S]nH+(n-x)S2-}x+xS2- - мицеллазаряжена “+” частицы двигаются к катоду(-)
13. К трем пробам по 50 см3 золя гидроксида железа для коагуляции добавлено соответственно: 5,30 см3 1М раствора хлорида калия; 31,5 см3 0,01 М раствора сульфата натрия и 18,7 см3 0,001 М раствора фосфата натрия. Вычислить порог коагуляции каждого электролита. Определить заряд гранулы.
Решение: сК = Cэ*Vэ/Vэ+Vз
сК(KCl) = 5.3*1/5.3+50 = 5.3/55.3 = 0.095моль/л
сK(Na2SO4) = 31.5*0.01/31.5+50 = 0.315/81.5 = 0.0038моль/л
сK(Na3PO4) = 18.7*0.001/18.7+50 = 0.0187/68.7 = 0.00027моль/л -min
PO43- - ион коагулянт, следовательно, гранула заряжена “+”
FeCl3изб + 3H2O = 3HCl + Fe(OH)3золь
Fe3+ + 3Cl- + 3H2O = 3H+ + 3Cl- + Fe(OH)3
Fe3+ + 3H2O = 3H+ + Fe(OH)3
{m[Fe(OH)3]nFe3+3(n-x)Cl-}3x+3xCl-
14. К 5 см3 золя иодида серебра для коагуляции необходимо добавить один из следующих растворов: 4 см3 0,2 М хлорида калия; 0,5 см3 0,005 М сульфата натрия или 3,9 см3 0,0001 М фосфата натрия. Вычислить порог коагуляции золя каждым электролитом. Определить заряд гранулы.
Решение: сК = Cэ*Vэ/Vэ+Vз
сК(KCl) = 4*0.2/4+5 = 0.8/9 = 0.088моль/л
сK(Na2SO4) = 0.5*0.005/0.5+5 = 0.00045моль/л
сK(Na3PO4) = 3.9*0.0001/3.9+5 = 0.0000438моль/л - min
PO43- - ион коагулянт,следовательно, гранула заряжена “+”
AgNO3изб. + KI = KNO3 + AgIзоль
Ag+ + NO3- + K+ + I- = K+ + NO3- + AgI
Ag+ + I- = AgI
{m[AgI]nAg+(n-x)NO3-}x+xNO3-
15. Золь иодида серебра получен смешением равных объемов AgNO3 и KI. Пороги коагуляции (ммоль/дм3) этого золя различными электролитами имеют следующие значения: с(Са(NО3)2) = 315; с(NaCl) = 300; с(А1С13) = 330; c(Na3PO4) = 0,6; c(Na2SO4) = 23. Определить, какой из электролитов: KI или AgNO3 взят в большей концентрации для приготовления золя? Записать формулу мицеллы.
с(Са(NО3)2) = 315
с(NaCl) = 300
с(А1С13) = 330
Катионы не являются ионами – коагулянтами т.к. разница в порогах коагуляции небольшая, т.е. ионы – коагулянты это анионы
c(Na3PO4) = 0,6
c(Na2SO4) = 23
По сравнению с анионом SO42-у аниона PO43-порог коагуляции меньше, т.е.
c(Na3PO4) = 0,6 – min,значит PO43- ион – коагулянт – гранула заряжена “+”
AgNO3изб. + KI = KNO3 + AgIзоль
Ag+ + NO3- + K+ + I- = K+ + NO3- + AgI
Ag+ + I- = AgI
В избытке взят AgNO3
{m[AgI]nAg+(n-x)NO3-}x+xNO3-
16. Для того чтобы вызвать коагуляцию золя гидроксида железа, необходимо к 100 см3 золя добавить: 10,5 см3 1 М раствора хлорида калия; 62,5 см3 0,005 М раствора сульфата натрия или 37,0 см3 0,00033 М раствора фосфата натрия. Вычислить порог коагуляции золя каждым электролитом и определить знак заряда частиц золя.
Решение: сК = Cэ*Vэ/Vэ+Vз
сК(KCl) = 1*10.5/10.5+100 = 10.5/110.5= 0.095моль/л
сK(Na2SO4) = 0.005*62.5/62.5+100 = 0.3125/162.5 = 0.0019моль/л
сK(Na3PO4) = 0.00033*37/37+100 = 0.01221/137 = 0.0000891моль/л - min
PO43- - ион коагулянт, следовательно, гранула заряжена “+”
FeCl3изб + 3H2O = 3HCl + Fe(OH)3золь
Fe3+ + 3Cl- + 3H2O = 3H+ + 3Cl- + Fe(OH)3
Fe3+ + 3H2O = 3H+ + Fe(OH)3
{m[Fe(OH)3]nFe3+3(n-x)Cl-}3x+3xCl-