5. Взаимовязь эквивалентной электропроводности растворов со степенью диссоциации электролита. Физический смысл отношения Аррениуса для слабых и сильных электролитов.
6. Определение, математическое выражение и физический смысл закона Кольрауша.
7. Определение и физический смысл понятия “ионная электропроводность” (или “подвижность ионов”). Формула и размерность этой величины.
8. Что такое абсолютная скорость движения ионов? Дать определение и указать размерность этой величины?
9. Какие факторы и каким образом влияют на подвижность ионов в электрическом поле?
10. Почему протон и гидроксил-ионы в электрическом поле из всех ионов имеют наибольшую абсолютную скорость движения в воде? Объяснить, привести схему движения.
11. При измерении с помощью стандартных электродов (площадь 1 см2, расстояние между ними 1 см) сопротивление 0,05 М раствора уксусной кислоты оказалось равным 3333 Ом. Определить степень и константу диссоциации уксусной кислоты, если ее предельная эквивалентная электропроводность составляет 385,6 см2/Ом.моль. Ответ: 1,2.10-5
12. Определите рН желудочного сока человека, если эквивалентная электропроводность его при 370С равна 370 см2/Ом.моль, а удельное сопротивление 90 Ом.см. Ответ: 1,52.
13. Определите удельную электропроводность раствора уксусной кислоты с концентрацией 0,16 моль/л. K(CH3COOH) = 1,81.10-5, l¥(СН3СОО-) = 35,8 см2/Ом.моль, l¥(H+) = 349,8 см2/Ом.моль. Ответ: 6,17.10-4 Ом-1.см-1.
14. Эквивалентная электропроводность уксусной кислоты при концентрации 0,00591 моль/л равна 20,96 см2/Ом.моль. Вычислите константу диссо-циации кислоты и рН раствора, учитывая, что l¥(СН3СОО-) = 35,8 см2/Ом.моль, l¥(H+) = 349,8 см2/Ом.моль. Ответ: 1,72.10-5 ; 3,5.
15. Рассчитайте степень и константу диссоциации одноосновной слабой кислоты, рН раствора, если известно, что удельная электропроводность раствора составляет 9.10-4 Ом-1.см-1, молярная концентрация эквивалента 0,5 моль/л, l¥(НА) = 345 см2/Ом.моль. Ответ: 1,35.10-5 ; 2,6.
16. Что такое кондуктометрия и кондуктометрические методы анализа? Какие виды кондуктометрического анализа различают?
17. Каким образом работает мост Кольрауша? Как с его помощью определить сопротивление раствора?
18. Почему и каким образом при кондуктометрических измерениях определяют “константу сосуда”?
19. Как определить степень и константу диссоциации слабого электролита кондуктометрическим методом?
20. Можно ли использовать кондуктометрию для установления качества дистиллированной воды и растворимости трудно растворимых электролитов? Ответ обосновать.
21. Почему ткани организма проводят электрический ток? Какой тип прово-димости характерен для них. Чем отличается проведение постоянного и переменного тока тканями?
22. Каким образом используется в клинике способность тканей организма к проведению электрического тока (катодная и анодная гальванизация, ионофорез, диатермия, УВЧ-терапия).
23. Кондуктометрическое титрование. Как оно проводится и для чего исполь-зуется? Как характер кондуктограммы отражает природу электролитов?
24. Сопротивление желудочного сока, измеренное в кондуктометрической ячейке с константой 0,5 см-, оказалось равным 45 Ом. Вычислите значе-ние рН желудочного сока, учитывая, что l¥(Сl-) = 66,3 см2/Ом.моль, l¥(H+) = 349,8 см2/Ом.моль. Ответ: 1,57.
25. Эквивалентная электропроводность муравьиной кислоты при 250С и разведении 1024 л/моль равна 143,9.10-7 см2/Ом.моль, а при бесконечном разведении – 406,5.10-7 см2/Ом.моль. Определите константу ионизации кислоты и рН раствора. Ответ: 1,22.10-4 ; 3,46.
26. Сопротивление 0,1 М раствора KCl при 298 K равно 32,55 Ом. Сопротив-ление сыворотки крови, измеряемое при той же температуре в той же кондуктометрической ячейке, равно 40,4 Ом. c(KCl) = 128,8.10-3 Ом-1. см-1. Вычислите удельную электропроводность сыворотки крови.
27. Сопротивление 0,17 М раствора KOH в кондуктометрической ячейке равно 184 Ом. Константа ячейки равна 8 Ом-1. Рассчитайте эквивалент-ную электропроводность раствора KOH. Ответ: 256 см2/Ом.моль.
28. При 25оС константа монохлоруксусной кислоты равна 1,4.10-3, а её эквивалентная электропроводность при разведении в 32 л/моль – 77,2 см2/Ом.моль. Вычислите эквивалентную электропроводность при бесконечном разведении. Ответ: 367,6 см2/Ом.моль.
29. Эквивалентная электропроводность при 250С для раствора уксусной кислоты при разведении в 32 л/моль равна 8,2 см2/Ом.моль, а при бесконечном разведении – 385,6 см2/Ом.моль. Определите константу электролитической диссоциации кислоты. Ответ: 1,37.10-5.
30. Удельная электропроводность 0,01 н раствора аммиака при 18оС равна 1,02.10-4 Ом-1.см-1. Вычислите степень и константу диссоциации аммиака, учитывая, что l¥(NH4ОH) = 237,6 см2/Ом.моль. Ответ: 0,043.
31. Эквивалентные электропроводности протона и гидроксил-ионов рассчитывают по уравнениям l¥(H+) = 349,5[1 + 0,0142(t – 25)], l¥(OH-) = 198,3[1 + 0,0196(t – 25)]. Вычислите константу диссоциации и ионное произведение воды при 100С, если удельная электропроводность предельно чистой воды, перегнанной в вакууме при этой температуре равна 2,85.10-6 Ом-1. м-1. Ответ: 8,5.10-17, 4,72.10-15.
32. Вычислите константу диссоциации воды при 18оС, если при данной температуре её удельная электропроводность равна 4.10-8 Ом-1. см-1. l¥(H2О) = 415 см2/Ом.моль. Ответ: 1,67.10-16.
33. Удельная электропроводность насыщенного раствора AgBr при 200С равна 11,1.10-8 Ом-1.см-1. Вычислите константу растворимости соли, если l¥(AgBr) = 140,3 см2/Ом.моль, c(Н2О) = 2.10-8 Ом.-1. м-1. Ответ: 4,2.10-13.
34. Удельная электропроводность насыщенного раствора CdC2O4 при 200С равна 1,415.10-6 Ом-1.см-1. Рассчитайте произведение растворимости этой соли в воде, если удельная электропроводность воды составляет 2.10-8Ом-1. м-1, а l¥(CdC2O4) = 115 см2/Ом.моль. Ответ: 1,46.10-10.
35. Вычислите константу (произведение) растворимости лекарственного вещества – дигидрохлорида декамина (условная формула R3N2+.2Cl–) при 250С, если предельная эквивалентная элекропроводность его равна 221 см2/Ом.моль, удельная электропроводность его насыщенного раствора равна 2.10-6 Ом-1.см-1, а воды, используемой для приготовления раствора, равна 1,2.10-8 Ом-1. см-1. Ответ: 2,9.10-15.
36. При кондуктометрическом титровании 50 мл раствора неизвестной кислоты раствором NaOH с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л получены следующие результаты:
V(p-pa NaOH), мл: 8 9 10
c.103р-ра, Ом.-1.см-1: 4,1 3,4 2,8 2,2 1,6 1,2 1,5 2,0 2,4 2,7 3,1
Определить по виду кривой титрования природу (силу) кислоты и рассчитать ее концентрацию. Ответ обосновать.
37. При кондуктометрическом титровании 50 мл смеси растворов одноосновных кислот раствором NaOH с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/л получены следующие результаты:
V(p-pa NaOH), мл: 8 9 10
c.103р-ра, Ом-1.см-1: 6,0 4,8 3,5 2,5 1,0 1,5 1,8 2,2 3,0 4,0 6,0
Определить по виду кривой титрования природу (силу) кислот и рассчитать их концентрации. Ответ обосновать.
38. 10 мл раствора нитрующей смеси (HNO3 + H2SO4) оттитровали кондукто-метрически 1,072 н раствором KOH. По результатам титрования определите концентрацию кислот:
V(p-pa KOH), мл: 14 16
c.103р-ра, Ом-1.см-1: 2,85 2,41 1,97 1,52 1,40 1,45 1,75 2,04 2,64
39. 20 мл водного раствора едкого натра оттитровали кондуктометрически 0,1 н раствором HCl. По результатам титрования определите концентрацию щелочи:
V(p-pa HCl), мл: 14
c.103р-ра, Ом-1.см-1: 4,0 3,3 2,5 1,6 2,0 2,4 3,1 3,7
40. 10 мл желудочного сока кондуктометрически оттитровали 0,189 н раствором AgNO3. По результатам титрования определите концентрацию (кислотность) желудочного сока:
V(p-pa AgNO3), мл: 14 16
c.103р-ра, Ом-1.см-1: 1,13 1,13 1,13 1,13 1,26 1,62 2,06 2,47 2,90
41. Что такое контактный потенциал, почему он возникает?
42. Почему химически активные металлы при погружении в воду заряжаются отрицательно? Объяснить, привести схему. В каком случае заряд пластин-
ки металла будет больше - при погружении в воду или в раствор соли этого металла?
43. Почему химически неактивные (пассивные) металлы при погружении в раствор собственной соли заряжаются положительно? Объяснить, привести схему.
44. Дать определение электродного потенциала. Записать уравнение электродного потенциала Нернста. Пояснить все значения.
45. Что такое стандартный или нормальный электродный потенциал?
46. Нормальный водородный электрод. Как возникает его заряд, каков знак заряда, какова его величина и для чего он используется?
47. Ряд напряжений металлов. Какие выводы можно сделать по нему?
48. В каком случае и почему возникает диффузионный потенциал? Отчего зависит его величина?
49. В каком случае и почему диффузионный потенциал будет больше - на границе воды с раствором NaCl или KCl одинаковой концентрации, если l¥(K+) = 63,7 см2/Ом.моль, l¥(Na+) = 42,6 см2/Ом.моль, l¥(Cl-) = 66,3 см2/Ом.моль.
50. Вычислите диффузионный потенциал, возникающий на границе 0,01 М и 0,001 М растворов KCl при 250С, если l¥(K+) = 63,7 см2/Ом.моль, l¥(Cl-) = 66,3 см2/Ом.моль. Ответ: 1,18 мВ.
51. Вычислите величину диффузионного потенциала при 250С на границе 0,01 М и 0,1 М растворов HCl, если l¥(H+) = 349,8 см2/Ом.моль, l¥(Cl-) = 66,3 см2/Ом.моль, активность HCl в растворах – 7,95.10-2 и 0,905.10-2 моль/л. Ответ: 38 мВ.
52. Вычислите величину диффузионного потенциала при 250С на границе 0,01 М и 0,001 М растворов NaOH, если l¥(Na+) = 50,1 см2/Ом.моль, l¥(OH-) = 198,6 см2/Ом.моль, lV(NaOH) в 0,01 М растворе – 238, а в 0,001 М растворе 244,7 см2/Ом.моль. Ответ: 34,8 мВ.
53. Что такое мембранный потенциал, как он возникает?
54. Определите значение мембранного потенциала при 370С, если концен-трация ионов калия внутри клетки в 20 раз больше, чем снаружи.
55. Рассчитайте величину мембранного потенциала при 370С клеток поджелу-дочной железы, проницаемой для ионов кальция, если внутри клеток активность ионов кальция равна 2.10-6 моль/л, в наружной среде - 5.10-4 моль/л. Ответ: 73,8 мВ.
56. Дайте определение окислительно-восстановительного (редокс-) потен-циала. Почему и как он возникает, отчего зависит его величина? Привести уравнение, пояснить все значения.
57. Что такое ряд напряжений редокс-систем? Как зависит направление реак-ций от редокс-потенциалов участвующих в них веществ?
58. Рассчитайте величину потенциала редокс-электрода Pt/Fe3+, Fe2+, если ак-тивности FeCl3 и FeCl2 соответственно 0,05 и 0,85 моль/л. T = 298 K. Е0(Fe3+/Fe2+) = 0,77 В. Ответ: -0,84 мВ.
59. Вычислите активность ионов водорода при T = 298 K в растворе, в котором Е(2Н+/Н2) = -0,082 В. Ответ: 0,0426 моль/л.
60. Е0(Fe3+/Fe2+) = 0,77 В, Е0(MnO4-/Mn2+) = 1,507 B, Е0(Cl2/2Cl-) = 1,36 B, Е0(I2/2I-) = 0,536 B. Укажите какие из этих веществ являются наиболее сильными окислителем и восстановителем? Какие из них будут вступать в реакцию друг с другом? Ответ обосновать.
61. Имеются две редокс-системы:
1) дигидроаскорбиновая кислота + 2Н+ +2е-
аскорбиновая кислота;
2) хинон + 2Н+ +2е-гидрохинон. Стандартный редокс-потенциал пер-вой системы –0,054 В, а второй 0,699 В. Укажите какие из этих веществ являются наиболее сильными окислителем и восстановителем? Какие из них будут вступать в реакцию друг с другом?
62. В состав лекарственных препаратов, рекомендуемых для лечения железо-дифицитной анемии, входят соли железа (II), которые легко окисляются даже на воздухе. Определите, с помощью расчетв, может ли добавляемая в состав препаратов аскорбиновая кислота препятствовать окислению? Е0(Fe3+/Fe2+) = 0,77 В, Ео системы «дигидроаскорбиновая кислота + 2Н+ +2е-аскорбиновая кислота» 0,14 В.
63. Гальванический элемент: его устройство и работа на примере элемента Якоби-Даниеля. Почему при его работе происходит постоянный перенос электронов во внешней цепи? Запишите электрохимическую схему гальва-нического элемента.
64. На примере элемента Якоби-Даниеля покажите, какие скачки потенциала возникают в гальваническом элементе.
65. Что такое ЭДС гальванического элемента, чему она равна и почему?
66. Обратимые и необратимые гальванические элементы. Дайте объяснения, приведите примеры.
67. Разделение гальванических элементов по источнику энергии для работы. Дайте объяснения, приведите примеры.
68. Разделение гальванических элементов по наличию жидкостной границы во внутренней цепи. Дайте объяснения, приведите примеры.
69. Электроды I рода. Что общего у них в механизме возникновения потенциала? Дайте объяснения, приведите примеры.
70. Электроды II рода. Что общего у них в механизме возникновения потенциала? Дайте объяснения, приведите примеры.
71. Устройство, принцип работы, назначение и схематичное обозначение каломельного электрода.
72. Устройство, принцип работы, назначение и схематичное обозначение хлорсеребряного электрода.
73. Устройство, принцип работы, назначение хингидронного электрода.
74. В чем сущность компенсационного метода измерения ЭДС гальва-нических элементов? Дайте объяснения, приведите схему установки, изложите порядок работы и расчетов.
75. Элемент Вестона: устройство, протекающая в нем реакция, назначение.
76. В чем сущность потенциометрического метода измерения рН растворов? Какие типы электродов должны использоваться в этом методе, каким требованиям они должны удовлетворять?
77. Устройство, принцип работы, назначение стеклянного электрода.
78. Покажите на электрохимической схеме какие скачки потенциала возни-кают в цепи из стеклянного электрода и электрода сравнения при потенциометрическом определении рН растворв.
79. Выведите уравнение для расчета рН растворов по ЭДС цепи, состоящей из стеклянного электрода и электрода сравнения.
80. Устройство и назначение рН-метров.
81. Рассчитайте рН раствора, если ЭДС хингидронно-хлорсеребряной цепи при 220С равна 0,308 В. Приведите схему гальванического элемента. Стан-дартный редокс-потенциал хингидронного электрода 0,699 В, электрод-ный потенциал хлор-серебряного электрода 0,201 В. Укажите, в каких условиях можно использовать данный элемент. Ответ: 3,25.
82. Определите рН желудочного сока, если ЭДС хингидронно-каломельной цепи при 250С равна 0,369 В. Составьте схему гальванического элемента. Стандартный редокс-потенциал хингидронного электрода 0,699 В, потенциал каломельного электрода 0,242В. Ответ: 1,5.
83. Определите рН желудочного сока, если ЭДС хингидронно-каломельной цепи при 200С равна 0,36 В. Составьте схему гальванического элемента. Стандартный редокс-потенциал хингидронного электрода 0,6955 В, потенциал каломельного электрода 0,242В. Ответ: 1,6.
84. Для измерения рН сока поджелудочной железы была составлена гальвани-ческая цепь из водородного и каломельного электродов. Измеренная при 300С ЭДС составила 0,707 В. Потенциал каломельного электрода 0,242 В. Вычислите рН раствора и составьте схему гальванического элемента. Ответ: 7,74.
85. Для измерения рН неизвестного раствора была составлена гальваничес-кая цепь из водородного и каломельного электродов. Измеренная при 250С ЭДС составила 0,76 В. Потенциал каломельного электрода 0,242 В. Вычислите рН раствора и приведите схему гальванического элемента. Ответ: 8,76.
86. Для определения рН желчи (из желчного пузыря) была составлена цепь из водородного и хлорсеребряного электродов, ЭДС которой оказалась рав-ной 0,541 В при 25оС. Определите рН желчи, учитывая, что стандартный потенциал хлорсеребряного электрода равна 0,201 В. Приведите схему гальванического элемента. Ответ: 5,76.
87. ЭДС цепи, составленной из хингидронного и нормального водородного электродов, при 25оС равна 0,285 В. Стандартный редокс-потенциал хин-гидронного электрода 0,699 В. Определите рН раствора, составьте схему гальванической цепи. Укажите, при каких условиях может работать данный элемент. Ответ: рН = 7.
88. Гальванический элемент состоит из водородного электрода, опущенного в кровь, и каломельного электрода. Стандартный потенциал каломельного электрода 0,242В. Определите рН крови, составьте схему гальванической цепи. Ответ: 7,36.
89. Что представляет собой метод потенциометрического титрования, как он проводится, для чего применяется?
90. Как характер кривой потенциометрического титрования отражает состав и природу кислот и оснований в титруемом растворе? Какие параметры позволяет определить анализ кривой титрования?
91. При потенциометрическом титровании 50 мл раствора уксусной кислоты 0,1М растворм KOH получены следующие результаты:
V(p-pa KOH), мл
рН раствора 3,8 4,1 4,5 5,0 5,3 5,6 6,0 9,6 10,8 11,4 11,6 11,8
Определите из этих данных концентрацию раствора уксусной кислоты и ее константу диссоциации.
92. При потенциометрическом титровании 50 мл смеси растворов соляной и уксусной кислот 0,1М растворм KOH получены следующие результаты:
V(p-pa KOH), мл 07208
рН раствора 1,2 1,9 2,4 3,4 3,7 4,6 4,7 5,0 5,9 6,2 6,7 7,5 8,0 8,2 8,3
Определите из этих данных концентрацию растворов кислот.
93. Какие электрические потенциалы ионной природы возникают в организме? Какое значение они имеют?
94. Где и почему возникают окислительно-восстановительные потенциалы в организме? Какое значение они имеют?
Тема: Поверхностные явления
1. Что такое молекулярное давление и свободная поверхностная энергия? От чего зависит поверхностная энергия?
2. Поверхностное натяжение (энергетическое и силовое определения). От чего оно зависит, как определяют? В чём сущность правила Ребиндера?
3. Методы определения поверхностного натяжения. Что представляет собой сталагмометрический метод определения поверхностного натяжения растворов, каковы границы его использования?
4. Смачивание. Виды смачивания поверхности.
5. Количественные характеристики смачивания. Краевой угол смачивания (вывод уравнения Юнга, примеры).
6. Какие типы поверхностей различают по смачиваемости их водой?
7. Теплота смачивания, коэффициент гидрофильности. Каков коэффи-циент гидрофильности для порошка, если теплота смачивания его водой 1,2 кДж/г, а гексаном - 0,81 кДж/г.
8. На основе расчётов работ адгезии в системах вода-графит и бензол-графит, укажите, какое из веществ лучше смачивает графит (уголь)? Поверхностное натяжение на границе с воздухом воды и бензола соответственно равно 72,75 мДж/м2 и 28,88 мДж/м2, а краевые углы смачивания составляют 1080 и 400.
9. На основе расчётов работ адгезии (
) в системах
глицерин-фторопласт и трикрезилфосфат-фторопласт, укажите, какое из
веществ лучше смачивает фторопласт? Поверхностное натяжение при 200С на границе с воздухом глицерина и трикрезилфосфата соответственно равно 59,4 мДж/м2 и 40,9 мДж/м2, а краевые углы смачивания составляют 1000 и 700.
10. Избирательность смачивания.
11. Инверсия смачивания (гидрофобизация и гидрофилизация поверхности). Можно ли и каким образом предохранить стекло от смачивания водой?
12. Значение смачивания поверхности в быту, технике, жизнедеятельности организма, в клинической практике и в фармации. Почему в аппаратах искуственного кровообращения стараются применять материалы с гидрофобной поверхностью?
13. Что такое абсорбция, адсорбция, адсорбент, адсорбтив? Какие силы могут действовать между молекулами или ионами адсорбента и адсорбтива? Основные виды адсорбции.
14. Объясните физический смысл динамического адсорбционного равновесия. Какие воздействия могут изменять это равновесие?
15. В чём заключается и чем объясняется избирательность адсорбции на твердой поверхности?
16. Смысл теории мономолекулярной адсорбции Лэнгмюра? Уравнение и изотерма адсорбции Лэнгмюра. Их физический смысл.
17. Уравнение и кривая адсорбции Фрейндлиха. Как определяют константы, входящие в уравнение? Для каких случаев адсорбции оно применимо?
18. В чём смысл теории полимолекулярной адсорбции Поляни? Изотерма адсорбции БЭТ для полимолекулярной адсорбции (объясните ход кривой).
19. Эквивалентная адсорбция. Правило Панета-Фаянса.
20. Ионообменная адсорбция. Что такое ионообменники, какова их структура, как они различаются по основности. Применение ионообменников.
21. Будет ли происходить адсорбция: 1) ионов на частицах сульфата бария в растворе хлористого натрия? 2) ионов на частицах хлорида серебра в растворе хлористого калия? Ответ обосновать.
22. Будет ли обмен гидрокарбонат ионов (а), ионов натрия (б) на ионообменике с карбоксильными функциональными группами? Обосновать ответ.
23. Будет ли обмен ацетат ионов (а), ионов аммония (б) на ионообменнике, функциональными группами которого являются аминогруппы? Ответ обосновать.
24. Привести примеры адсорбции на твердой поверхности в организме. Объясните физиологическое значение адсорбции в каждом случае.
25. Как используется адсорбция при лечении больных? Что такое адсорбционная терапия и гемосорбция?
26. Какие группы веществ являются поверхностно-неактивными? Как и
почему они влияют на поверхностное натяжение растворов?
27. Какие группы веществ являются поверхностно-активными? Как и почему они влияют на поверхностное натяжение растворов?
28. Какой вид имеют изотермы поверхностного натяжения адсорбции поверхностно-активных веществ? Есть ли между ними взаимосвязь?
29. Привести уравнения, определяющие величину адсорбции на поверхности жидкости. Указать границы их применимости.
30. Что такое поверхностная активность веществ, какие значения она может принимать, как определить её величину?
31. Какие общие черты характерны для структуры молекул ПАВ (объяснить, привести примеры)? Что такое гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ)?
32. Как зависит поверхностная активность ПАВ от структуры их молекул? В чем состоит правило Дюкло-Траубе? Объяснить, привести примеры.
33. Какие существуют виды ПАВ, чем они отличаются (привести примеры)?
34. Как располагаются молекулы ПАВ на поверхности жидкости? Какова структура образуемого ими адсорбционного слоя?
35. Назовите наиболее важные естественные ПАВ, действующие в организме, объясните их функции.
36. Использование ПАВ в быту, технике, в клинической практике и в фармации.
37. На основе каких опытов по изучению адсорбции веществ раз-работал метод хроматографии? Для чего он применяется в настоящее время?
38. Каков общий механизм разделения смесей веществ при хроматографии? Что такое элюция?
39. Какие виды хроматографии различают по механизму взаимодействия разделяемых веществ с адсорбентом? Объясните механизм разделения веществ в каждом случае.
40. Классификация методов хроматографии по агрегатному состоянию фаз, техническому исполнению.
41. Как и во сколько раз изменится поверхностная активность растворённого вещества, если вместо раствора пропионовой кислоты С2Н5СООН взять раствор валериановой кислоты С4Н9СООН той же концентрации? Ответ обосновать.
42. Вычислите величину поверхностного натяжения водного раствора бута-нола концентрацией 0,1 моль/л при 20оС, если поверхностное натяжение раствора пропанола-1 такой же концентрации равно 65,5.10−3 Дж/м2.
43. Поверхностное натяжение 0,0312 М раствора пропионовой кислоты сос-тавляет 69,5 мДж/м2, 0,0625 М раствора - 67,7 мДж/м2, а поверхностные натяжения растворов масляной кислоты таких же концентраций соответ-ственно равны 65,8 мДж/м2 и 60,4 мДж/м2. Сравните поверхностную ак-тивность кислот в водных растворах в указанном интервале концентра-ций и укажите выполняемость правила Дюкло-Траубе.
44. Поверхностное натяжение 0,125 М раствора метилпропанола составляет
52,8 мДж/м2, 0,25 М раствора - 44,1 мДж/м2, а поверхностные натяжения растворов метилбутанола таких же концентраций соответственно равны 47,6 мДж/м2 и 23,7 мДж/м2. Сравните поверхностную активность спиртов в водных растворах в указанном интервале концентраций и укажите выполняемость правила Дюкло-Траубе.
45. 0,04 М водный раствор масляной кислоты при 293 K имеет поверхностное натяжение 67,7 мДж/м2, а 0,08 М раствор 62,1 мДж/м2. Вычислите поверхностную активность масляной кислоты в данном интервале концентраций. Ответ: −140 мДж. л/м2.моль.
46. Вычислите величину и определите тип адсорбции масляной кислоты на границе её 0,04 М раствора с воздухом при 293 K, если поверхностное натяжене этого раствора 65,56 мДж/м2. Поверхностное натяжение воды в тех же условиях 74,01 мДж/м2. Универсальная газовая постоянная равна 8,31 кДж/моль.град. Ответ: 217,3.10−4 моль/л.
47. Поверхностное натяжение 0,12 М раствора масляной кислоты при 293 K равно 54,55 мДж/м2, а 0,16 М раствора 48,11 мДж/м2. Вычислите величину и определите тип адсорбции масляной кислоты на поверхности раствора для данного интервала концентраций. Универсальная газовая постоянная равна 8,31 кДж/моль.град. Ответ: 9,26.10−3 моль/л.
48. При уменьшении концентрации новокаина в растворе с 0,2 М до 0,15М поверхностное натяжение возросло с 6,9.10-2 Дж/м2 до 7,1.10-2Дж/м2, а в случае растворов кокаина с 6,5.10-2 Дж/м2 до 7.10-2 Дж/м2. Сравните величины адсорбции при 293 K двух веществ в данном интервале концентраций. Ответ: адсорбция кокаина 2,5 раза больше.
49. Емкость адсорбента АДБ по холестерину (предельная адсорбция) составляет 0,7 мкмоль/г. Вычислите величину адсорбции холестерина из плазмы крови, содержащей 4,8 мкмоль/мл холестерина, если константа равновесия составляет 2 мкмоль/мл. Ответ: 0,494 мкмоль/г.
50. Концентрация холестерина в плазме крови после проведения гемосорбции снизилась с 4,8 до 4,0 мкмоль/мл. Чему равна емкость данного адсорбента (адсорбция) по холестерину (в мкмоль/г), если объем плазмы равен 1 л, а масса сорбента равна 10 г? Ответ: 80 мкмоль/г.
51. Концентрация кетоновых тел, накапливаемых в крови больных сахарным диабетом в течение суток (равновесная концентрация), достигает 0,2 моль/л. Какое количество кетоновых тел адсорбируется из крови при ге-мосорбции, если емкость адсорбента (предельная адсорбция) равна 3.10-3 моль/г, а константа равновесия 6.10-2 моль/л? Ответ: 2,3.10−3 моль/г.
52. Экспериментально установлено, что величина максимальной адсорбции пропионовой кислоты на угле составляет 3 ммоль/г, а K = 6.10-2 моль/л. Пользуясь уравнением Ленгмюра установите, какая масса кислоты (ММ = 74 г/моль) адсорбировалась на 1 г адсорбента из раствора, в котором установилась равновесная концентрация 0,1 моль/л? Ответ: 138 мг.
53. Рассчитайте площадь, занимаемую одной молекулой бутанола в мо-номолекулярном адсорбционном слое на поверхности раствора, если
предельная величина адсорбции Гмах= 1.10-9 моль/см2. Ответ: 1,66.10−15 см2.
54. Определите предельную величину адсорбции бутанола на поверхности раствора, если площадь поперечного сечения его молекулы составляет 1,66.10-15 см2. Ответ: 1.10−9 моль/см2.
55. Найдите площадь, приходящуюся на одну молекулу олеиновой кислоты в насыщенном адсорбционном слое, если предельная величина адсорбции составляет 7,42.10-9 моль/см2. Ответ: 2,24.10−16 см2.
56. Определите предельную величину адсорбции масляной кислоты на по-верхности раствора, если площадь поперечного сечения её молекул составляет 2,22.10-15 см2. Ответ: 7,48.10−10 моль/см2.
57. Определите предельную величину адсорбции изопенталола на поверхнос-ти раствора, если площадь, приходящаяся на одну молекулу в насыщен-ном адсорбционном слое составляет 2,2.10-15 см2.
Ответ: 7,55.10−10 моль/см2.
58. Рассчитайте площадь, приходящуюся на одну молекулу анилина и толщину мономолекулярного слоя, если предельная величина адсорбции Гмах= 6.10-9 моль/см2, d = 1,022 г/см3, ММ = 93 г/моль. Ответ: 2,77.10−16 см2; 5,46.10−7 см.
59. Вычислите длину молекулы масляной кислоты, если площадь, занимаемая одной молекулой в поверхностном слое раствора составляет 2,22.10-15 см2, плотность масляной кислоты 0,96 г/см3, молярная масса 88 г/моль. Ответ: 6,86.10−8 см.
60. Вычислите длину молекулы масляной кислоты, если предельная величина адсорбции её составляет 7,48.10-10 моль/см2, молярная масса кислоты 88 г/моль, плотность 0,96 г/см3. Ответ: 6,86.10−8 см.
61. Рассчитайте длину молекулы бутанола, если предельная величина адсорбции его на поверхности раствора составляет 1.10-9 моль/см2. Молярная масса бутанола 74 г/моль, плотность 0,81 г/см3.
Ответ: 9,136.10−7 см.
62. Вычислите поверхностное натяжение раствора масляной кислоты на границе с воздухом, если при вытекании из сталагмометра число капель его составило 86, а число капель воды 60. Поверхностное натяжение воды 72,56 мДж/м2. Ответ: 47,248 мДж/м2.
63. Вычислите по данным сталагмометрического исследования поверхност-ное натяжение этанола при 250С, если число капель воды – 32, а спирта 64. Поверхностное натяжение воды при этой температуре равно 72,56 мДж/м2. Ответ: 36,28 мДж/м2.
64. Определите поверхностную активность этилацетата по следующим данным, полученным при 298К:
С, моль/л 0,0078 0,0156 0,03120 0,06250 0,1250 0,2500 0,5000
s, мДж/м2 69,6 68,0 65,1 61,5 56,2 49,7 41,5
Постройте изотерму адсорбции Гиббса. s(Н2О) = 72,56 мДж/м2.
65. Определите поверхностную активность додецилсульфата натрия по следующим данным, полученным при 20оС:
С, ммоль/л 2,16 3,96 6,6 8,3 9,3 9,8 10,2 11,2
s, мДж/м241 41 41
Постройте изотерму адсорбции Гиббса. s(Н2О) = 72,56 мДж/м2.
66. Пользуясь уравнением Фрейндлиха вычислите равновесную концентрацию раствора уксусной кислоты, если 1 г угля адсорбировал 3,76 ммоль её. К = 0,12; n = 0,5. Ответ: 5,6 ммоль/л.
67. По уравнению Фрейндлиха вычислите равновесную концентрацию ацетона, если 1 г угля адсорбировал 1,772 ммоль его. K = 0,1585; n = 0,5. Ответ: 3,34 ммоль/л.
68. Рассчитайте величину адсорбции уксусной кислоты на твердом адсор-бенте, если в медико-биологических исследованиях была установлена равновесная концентрация, равная 0,22 моль/л, а константы в уравнении Фрейндлиха: K = 0,1585; n = 0,5. Ответ: 7,67.10−3 моль/г.
69. Какова масса уксусной кислоты, адсорбированной 1,5 г угля, если концентрация её в растворе до адсорбции составляла 0,1 моль/л, а после адсорбции из 50 мл раствора − 0,07 моль/л? Ответ: 0,09 г.
70. Для проведения адсорбции к 50 мл раствора уксусной кислоты внесено 2г активированного угля. Температура опыта 25оС. Объемы 0,1 М раствора NaOH, израсходованных на титрование 20 мл растворов кислоты до и после адсорбции составили 4,1 и 1,5 мл. Вычислите величину адсорбции. Ответ: 0,325 ммоль/г.
71. Для проведения адсорбции к 50 мл раствора уксусной кислоты внесено 2г активированного угля. Температура опыта 25оС. Объемы 0,1 М раствора NaOH, израсходованных на титрование 20 мл растворов кислоты до и после адсорбции составили 11,2 и 4,4 мл. Вычислите величину адсорбции. Ответ: 0,85 ммоль/г.
72. В 50 мл раствора уксусной кислоты с концентрацией 0,1 моль/л поместили активированный уголь массой 2 г и взбалтывали смесь до достижения адсорбционного равновесия. После этого раствор отфильтровали. На титрование 10 мл фильтрата пошло 15 мл раствора титранта с концентрацией KOH, равной 0,05 моль/л. Вычислите величину адсорбции. Ответ: 0,625 ммоль/г.
73. В 60 мл 0,44 М раствора некоторого вещества поместили активированный уголь массой 3 г. Раствор с адсорбентом взбалтывали до установления адсорбционного равновесия, в результате чего концентрация вещества снизилась до 0,35 моль/л. Вычислите величину адсорбции. Ответ: 1,8 ммоль/г.
74. Определите графически константы К и n в уравнении адсорбции Фрейндлиха из следующиих данных:
Сравн., ммоль/см3 0,018 0,031 0,062 0,126
Г, ммоль/г 0,467 0,624 0,801 1,110
75. Определите константы К и n в уравнении адсорбциии Фрейндлиха по данным изучения адсорбции уксусной кислоты на угле:
Сравн., ммоль/см3 0,268 0,471 0,630 0,882
Г, ммоль/г 1,550 2,040 2,230 2,480
76. Определите константы уравнения Фрейндлиха, используя следующие данные по адсорбции СО2 на активированном угле при 20оС:
Р.10-3, Па 1 4,48 10,0 14,4 25,0 45,2
Г.102, кг/кг 3,23 6,67 9,62 11,72 14,5 17,7
77. Определите константы уравнения Фрейндлиха, используя следующие данные по адсорбции СН3СООН на активированном угле при 25оС:
С, ммоль/мл 0,018 0,062 0,268 0,471 0,882
Г, ммоль/г 0,467 0,801 1,55 2,04 2,48
78. Определите константы уравнения Фрейндлиха, используя следующие данные по адсорбции ацетона на древесном угле при 20оС:
С, ммоль/л 2,34 14,65 88,62 177,7 269,0
Г, ммоль/г 0,208 0,618 1,50 2,08 2,88
79. При изучении адсорбции кислоты на активированном угле к 100 мл рас-твора уксусной кислоты различной концентрации при 22оС добавили по 3 г угля, взболтали и дали постоять. Количество кислоты в растворе до и после адсорбции определяли титрованием определенных объемов кисло-ты 0,1 н раствором гидроксида натрия в присутствии фенолфталеина. Определите адсорбцию для каждого раствора кислоты и постройте изо-терму адсорбции в логарифмических координатах, используя сле-дующие данные:
№ раствора | V(p-pa кислоты), взятое на титрование, мл | V(p-pa NaOH), пошедшее на титро-вание кислоты до адсорбции, мл | V(p-pa NaOH), пошедшее на титро-вание кислоты пос-ле адсорбции, мл |
1 | 25 | 22,45 | 14,4 |
2 | 10 | 18,25 | 13,45 |
3 | 5 | 18,3 | 14,8 |
Тема: Лиофобные коллоидные системы
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 |
