Упражнения и задачи для самостоятельного решения

Анятие № 8 23.10-27.10 Тема: «Гетерогенные процессы и равновесия. Химизм формирования костной,зубной тканей, конкрементов»,

«Окислительно-восстановительные реакции. Количественная характеристика ОВР. Электродные потенциалы. Определение направления ОВР».

. Учебно-целевые вопросы

1.Растворимость веществ, единицы количественного выражения растворимости.

2.Растворы насыщенные, ненасыщенные пересыщенные. Суть гетерогенного равновесия, основное условие его существования. Константа гетерогенного равновесия, её применение.

3.Изолированные и совмещённые гетерогенные равновесия. Условия смещения гетерогенного равновесия.

4.Гетерогенные равновесия в живом организме, химизм образования костной, зубной ткани. Изоморфизм. Понятие о химизме патологических гетерогенных процессов, их возможной коррекции.

5.Степень окисления атомов. Характеристика окислителей и восстановителей.

6.Классификация ОВР. Составление уравнений ОВР и п одбор коэффициентов:метод электронного баланса, ионно-электронный метод(метод полуреакций).

7. Механизм возникновения электродного и редокс-потенциалов. Уравнения Нернста и Нернста-Петерса. Сравнительная сила окислителей и восстановителей..Стандартный потенциал.

8.Окислительно-восстановительные равновесия. Прогнозирование направления редокс-процессов по величинам редокс-потенциалов.

 

Задачи и упражнения для самостоятельного решения

Разберите обучающие упражнения, задачи и тесты:

1)Литвинова Т.Н. Задачник по общей химии с медико-биологической направленностью: учебное пособие для студентов медицинских вузов.-3-е изд. перераб. Гриф УМО МЗ и СР//-М.:ООО «Изд. Оникс»:ООО «Издательство «Мир и образование», 2007-224с.-(Высшее образование) (можно любого издания)

№№36-43. Стр. 94-98.

2) Учение о растворах. Протолитические и гетерогенные равновесия Учебно-методическое пособие. Гриф УМО МЗ и СР. Т.Н. Литвинова, Е.Г. Кириллова. Краснодар. ООО «редакция газеты «Всякая всячина», 2009-157с. №№1-12. Стр.123-128. №1-5. Стр.129-130.

Решите задачи:

Т.Н. Литвинова. Задачник по общей химии с медико-биологической направленностью. М.: ООО «Издательство Мир и Образование», 2007.-224с. №№89,90,91,93,100,102, стр.121-123 или любого года издания.

Упражнения и задачи для самостоятельного решения

1. Определите, какие из перечисленных веществ проявляют: а) только окислительные свойства; б) только восстановительные свойства; в) окислительно-восстановительную двойственность: KMnO₄, NH₃, HCl, K₂Cr₂O₇, H₂S, PH₃, H₂SO₄, HNO₃, Na₂S₂O₃, H₂, S, SnCl₂, PbO₂.

2. Закончите уравнения реакций. Подберите коэффициенты методом полуреакций или электронным методом. Определите, к какому типу относится каждая из реакций:

SO₂ + Br₂ + H₂O ® …;

HNO₂ + PbO₂ + H₂SO₄ ® PbSO₄ + …;

SO₂ + HBrO₃ + H₂O ® H₂SO₄ + Br₂;

H₂O₂ ® H₂O + O₂;

S + NaOH ® Na₂S + Na₂SO₃ + H₂O;

NaCrO₂ + Br₂ + NaOH ® Na₂CrO₄ + NaBr + …;

SO₂ + KMnO₄ + KOH ® K₂SO₄ + MnO₂ + …;

Cl₂ + KOH ® KCl + KClO₃ + …;

KMnO₄ K₂MnO₄ + MnO₂ + O₂;

AgNO₃ ® Ag + NO₂ + O₂;

KNO₂ + K₂Cr₂O₇ + H₂SO₄ ® Cr₂(SO₄)₃ + …;

H₂C₂O₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ ® CO₂ + …;

Ba + HNO₃ ® NH₄NO₃ + …;

Ag + HNO₃ ® AgNO₃ + NO + …;

KNO₂ + HClO₃ ® KNO₃ + HCl;

KI + KNO₂ + H₂SO₄ ® I₂ + NO + …;

3.Рассчитайте электродные потенциалы магния в растворе его соли при концентрациях иона Mg⁺², равной 0,1; 0,01 и 0,001 моль/л.

(Ответ: –2,39 В; –2,42 В; –2,45 В).

4.Вычислите потенциал системы Fe³⁺/Fe²⁺при следующих активностях: а (Fe³⁺)=0,1 моль/л, а (Fe²⁺) = 5×10^–3 моль/л. (Ответ: = 0,847 В).

5..Имеется окислительно-восстановительная пара [Fe(CN)₆]^3–+ Û[Fe(CN)₆]^4–. При каком соотношении концентраций окисленной и восстановленной форм потенциал этой системы будет равен 0,28 В? (Ответ: 0,044).

6.Установите, в каком направлении возможно самопроизвольное протекания реакции 2NaCl + Fe₂(SO₄)₃ = 2FeSO₄ + Cl₂ + Na₂SO₄, если =0,77 В; = 1,36В.

7.Может ли перманганат калия окислить в кислой среде хлорид олова SnCl₂ при стандартных условиях, если = +1,51 В; =+0,15 В.

Занятие №9 30.10-03.11

1.Защита модуля: «Растворы. Протолитические и гетерогенные равно- весия. Окислительно-восстановительные процессы»

Цели занятия: закрепить знания, проверить и скорректировать усвоение вопросов: коллигативные свойства растворов; протолитические равновесия; теории кислот и оснований; буферные растворы, буферные системы организма; гетерогенные равновесия,окислительно-восстановительные процессы.

 

2.Модуль «Строение атома. Химическая связь».

Темы занятий модуля.

1.Строение атома..Периодический закон. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева.

2 Химическая связь. Типы и механизм образования химической связи. Свойства химической связи..Комплексные соединения..Лигандообменные процессы.

.Защита модуля. Вопросы к контрольной работе для студентов I курса фармацевтического факультета по теме

«Учение о растворах. Протолитические и гетерогенные равновесия»

фармацевтический факультет, I курс 2015-2016

 

1) Какие свойства растворов называют коллигативными? Перечислите их. Чем отличаются свойства растворов электролитов и неэлектролитов?

2) I закон Рауля. Относительное понижение давления насыщенного пара над раствором. Поясните причины данного явления.

3) Законы Рауля (формулировка и математическое выражение). Сопоставьте температуры кипения и замерзания раствора и растворителя. Ответ поясните.

4) Диффузия, осмос, осмотическое давление, причины их возникновения. Понятие о полупроницаемых мембранах.Закон Вант Гоффа. Осмотическое давление крови плазмозамещающих растворов, осмолярность.

5) С чем связано для клетки состояние тургора, плазмолиза, гемолиза? Растворы изотонические, гипертонические и гипотонические, их применение в медицинской практике. Осмос в биологиии и медицине. Понятие об «осмотическом шоке» и «осмотическом конфликте».

6) Понятие об электролитах, примеры. Слабые электролиты и их особенности. Константа электролитической диссоциации как константа равновесия. От каких факторов и как зависит эта величина? Математическая связь между константой и степенью диссоциации (формулировка закона разведения Оствальда) Классификация слабых электролитов по величине константы диссоциации.

7) Особенности растворов сильных электролитов (суть теории Дебая и Хюккеля). Понятие о активной концентрации и коэффициенте активности. Математическая зависимость между активной и аналитической (общей) концентрациями. Какие значения может принимать коэффициент активности? Ионная сила растворов электролитов. Значение электролитов для жи-

вых организмов.

8) Протолитическая теория кислот и оснований (дайте определения, приведите примеры, напишите уравнения соответствующих реакций). Типы протолитических реакций., примеры. Укажите кислотно-основные сопряжённые пары: ClO^– + H₂OHClO +OH^–; НРО +H₂OРО +Н₃О⁺; Н₂РО + H₂O НРО +Н₃О^+; Н₂РО + H₂O Н₃РО₄ + ОН^–

9)Автопротолиз воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель, шкала кислотности. рН биологических жидкостей. Значение постоянства рН в организме человека.

10)Гидролиз как протолитическая реакция. Степень и константа гидролиза. Какие факторы и как влияют на степень и константу гидролиза?

11)Теория кислот и оснований Льюиса (дать определения, привести примеры с соответствующими уравнениями реакций). Суть теории Пирсона (принцип ЖМКО).В приведенных примерах укажите жесткие и мягкие кислоты и основания: Н⁺, Na⁺, Mg²⁺, Ag⁺, Cu⁺, Hg²⁺, H₂O, OH^–, ROH, F^–, Cl^–, RS^–, H^–, I^–

12)Гетерогенные процессы и равновесия. Условия существования гетерогенных равновесий. Константа гетерогенного равновесия, её значение. Взаимосвязь между растворимостью и константой растворимости для различных типов электролитов.

13)Изолированные и конкурирующие гетерогенные процессы. Поясните на примере конкуренции за общий анион и общий катион. В какой последовательности будут выпадать осадки, если к раствору, содержащему анионы СО₃^2-, РО₄^3- , SO₄^2- постепенно приливать раствор нитрата кальция?

14)Смещение гетерогенного равновесия. Условия образования и растворения осадков. Последовательность осаждения ионов. Поясните какой из осадков образуется в первую очередь, если к раствору, содержащему ионы кальция, стронция и бария в равных концентрациях, прибавляют по каплям раствор сульфата натрия?

15)Примеры гетерогенных равновесий в организме человека (формирование костной, зубной ткани). Явление изоморфизма.

 

ЗАДАЧИ

1)Чему равно давление насыщенного пара при 100^оС над раствором мочевины СО(NH₂)₂ с массовой долей 10%, если давление насыщенного пара воды при данной температуре равно 1,013×10⁵ Па?

2) Хлорид цинка массой 1,7 г растворили в 0,25 кг воды. Полученный раствор замерзает при –0,24^оС. Вычислите изотонический коэффициент хлорида цинка в этом растворе.

3) Рассчитайте температуры кипения и замерзания физиологического раствора (w = 0,86%; i =1,95)

4) Рассчитайте температуры кипения и замерзания 20%-ного раствора сахарозы (пл. 1,08 г/мл).

5) Опишите поведение эритроцитов при 310 К в растворе глюкозы с w = 20%, пл. =1,08г/мл, если осмотическое давление крови равно 780 кПа.

6)Опишите поведение эритроцитов при 310 К в растворе хлорида натрия с w = 0,5%, пл. =1, i =1,9, если осмотическое давление крови равно 780 кПа.

7) Вычислите осмотическое давление 0,02М раствора нитрата кальция (i = 2,6) при t = 37^оС. Каким по отношению к плазме крови будет этот раствор?

8) Осмотическое давление крови в норме 740-780 кПа. Вычислите осмолярность крови.

9) Вычислите ионную силу 0,001М раствора CaCl₂, коэффициент активности и активность ионов.

10) Водный раствор сульфата меди с массовой долей 1% назначают в малых дозах для улучшении кроветворной функции. Вычислите активность ионов меди в таком растворе (ρ=1,009 г/мл).

11) Содержание соляной кислоты в желудочном соке колеблется в пределах от 0,07 до 0,15%. Рассчитайте пределы изменения рН желудочного сока (плотность раствора 1 г/мл).

12) Вычислите значение рН раствора, полученного сливанием 100 мл 0,1 н. раствора КОН и 50 мл 0,1 н. раствора HCl.

13) Определите рН 0,1М раствора NH₃·Н₂О (a = 1,3%).

14) рК молочной кислоты 3,86. Рассчитайте степень диссоциации ее в 0,01М растворе. Какие факторы и как влияют на величину степени диссоциации?

15)Какова концентрация уксусной кислоты в растворе, если рK = 4,76, а рН раствора 5,2?

16)Напишите уравнения совместного гидролиза в молекулярном и ионном видах:

CuSO₄ + Na₂CO₃ + H₂O ®

17) Напишите уравнения совместного гидролиза в молекулярном и ионном видах:

Cr₂(SO₄)₃ + Na₂S + H₂O ®.

18)Напишите в молекулярном и ионном видах уравнения ступенчатого гидролиза соли Na₃PO₄. Рассчитайте константу, степень гидролиза и рН 0,01М раствора Na₃PO₄ (гидролиз по I ступени).

19) Рассчитайте константу, степень гидролиза и рН 0,1М раствора HCOONa. Напишите в молекулярном и ионном видах уравнение гидролиза этой соли. Каким образом можно усилить гидролиз этой соли?

20) Рассчитайте константу, степень гидролиза и рН 0,1М раствора Na₂HPO₄ (по I ступени). Напишите уравнения гидролиза в молекулярном и ионном видах.

21)Напишите уравнения ступенчатого гидролиза соли NH₄Cl в молекулярном и ионном видах. Рассчитайте константу гидролиза, степень гидролиза и рН 0,1М раствора NH₄Cl.

22) Вычислите концентрацию ионов свинца (моль/л) в насыщенном растворе хлорида свинца (K _s(PbСl₂) = 1,6×10^-5).

23) Растворимость Mg(OH)₂ в воде равна 1,8×10^-4 моль/л. Вычислите Ks(Mg(OH)₂). Как изменится количество осадка при добавлении к надосадочной жидкости: а) MgCl₂; б) NaOH; в) HCl; г) KCl. Ответ поясните.

24) В каком объеме насыщенного раствора AgCl содержится серебро в виде ионов массой 0,0002 г. K _s(AgCl) = 1,78×10^-10. Каким образом можно увеличить полноту осаждения ионов Ag⁺ и Cl^–. Ответ поясните.

25) Вычислите массу серебра, содержащегося в виде ионов в насыщенном водном растворе цианида серебра объемом 500 мл. Как изменится масса осадка при добавлении к надосадочной жидкости растворов AgNO₃, KNO₃, KCN? Ответ поясните.

26)Определите, образуется ли осадок при смешении равных объемов 0,1М растворов BaCl₂ и Na₂SO₄. Как изменится количество осадка при добавлении к надосадочной жидкости раствора KNO₃? Ответ поясните.

27) Подберите ионно-электронным методом коэффициенты в уравнениях ОВР. Укажите окислитель, восстановитель; процессы окисления, восстановления. Рассчитайте молярные массы эквивалентов окислителя и восстановителя:

KMnO₄ + Na₂SO₃ + KOH ® Na₂SO₄ + K₂MnO₄ + H₂O

Ba + HNO₃(разб.) ® Ba(NO₃)₂ + NH₄NO₃ + H₂O

KMnO₄ + H₂O₂ + H₂O ® O₂ + MnO₂ + KOH

KMnO₄ + KNO₂ + H₂O ® MnO₂ + КNO₃ + KOH

Zn + H₂SO₄(конц.) ® ZnSO₄ + H₂S + H₂O

NO₂ + KOH ® KNO₃ + KNO₂ + H₂O

K₂Cr₂O₇ + H₂O₂ + H₂SO₄ ® Cr₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + O₂ + H₂O

Cl₂ + KOH KCl + KClO₃ + H₂O

KMnO₄ + H₂O₂ + H₂SO₄ ® O₂ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

Cu + H₂SO₄(конц.) ® SO₂ + CuSO₄ + H₂O

KMnO₄ + HCl(конц.) ® KCl + MnCl₂ + Cl₂ + H₂O

FeSO₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ ® Fe₂(SO₄)₃ + MnSO₄ + K₂SO₄ + H₂O

C + H₂SO₄ ® CO₂ + SO₂ + H₂O

Na₂SO₃ + KMnO₄ + H₂O ® Na₂SO₄ +MnO₂ + KOH

28) Определите направление самопроизвольно протекающей реакции, вычислите ЭДС(ответ поясните):

SnCl₂ + HNO₂ + HCl SnCl₄ + NO + H₂O, j^o(Sn⁴⁺/Sn²⁺)=+0,15 В; j^o(HNO₂/NO)=+1,0 В.

FeCl₃ + KI ® I₂ + KCl + FeCl₂, j^o(Fe³⁺/Fe²⁺) = +0,77 В; j^o(I₂/2I^–) = +0,54 В.

SnCl₄ + H₂S SnCl₂ + S + HCl, j^o(Sn⁴⁺/Sn²⁺) = +0,15 В; j^o(S/H₂S) = +0,14 В.

FeCl₃ +КF F₂ + KCl + FeCl₂, j^o(Fe³⁺/Fe²⁺) = +0,77 В, j^o(F₂/2F^–) = +2,87 В..

Н₃РО₄ + HI = H₃PO₃ + I₂ + H₂O, если j^o(H₃РО₄/Н₃РО₃) = –0,28 В; j^o(I₂/2I^–) = +0,54В..

29) Будет ли металлическая медь растворяться в разбавленной серной кислоте, если j^o(Cu⁺²/Cu) =+0,337 В; j^o(2H⁺/H₂) = 0 В? Ответ поясните.

30) Может ли FeCl₃ окислить H₂S до элементарной серы согласно уравнению реак-ции:FeCl₃ + H₂S ® FeCl₂ + S + HCl, если j^o(Fe³⁺/Fe²⁺) = +0,77 В; j^o(S/H₂S) = +0,14 В. Ответ поясните.