ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ
Государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования города Москвы
ПИЩЕВОЙ КОЛЛЕДЖ № 33
Практические занятия по химии за 1 и 2 семестр
для специальности «Технолог продукции общественного питания (на базе 9 классов)»
1 курс
Преподаватель химии
Одобрено предметной (цикловой)
комиссией специальных технологических
дисциплин
Протокол №__ от «__»______2014г.
Председатель ПЦК
__________________
ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 1
«Составление уравнений ОВР методом электронного баланса. Определение окислителей и восстановителей»
Алгоритм составления уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса:
1. дописать уравнение реакции;
2. необходимо над каждым элементом расставить степень окисления учитывая правила:
а) степень окисления кислорода почти всегда равна -2;
б) степень окисления водорода почти всегда равна +1;
в) степень окисления металлов всегда положительная; ее максимальное значение почти всегда равно номеру группы;
г) в молекулах простых веществ степень окисления равна нулю;
д) суммарная степень окисления атомов всех элементов в соединении всегда равна нулю
3. надо найти элементы, меняющие степень окисления;
4. необходимо уяснить, какой элемент окисляется, какой восстанавливается и сколько при этом отдается и принимается электронов;
5. составить схемы отдачи и принятия электронов (число отданных электронов должно быть равно числу принятых – электронный баланс);
6. расставить коэффициенты в уравнении;
7. проверить расстановку коэффициентов, подсчитав число атомов кислорода в левой и правой частях уравнения
Вариант 1
1. Определите степень окисления азота в соединениях:
а) NaNO2 б) NH4NO3 в) Ca3N2 г) NO д) N2O3
2. После погружения в подкисленный раствор медного купороса алюминиевой проволоки она приобретает золотисто-красный цвет:
Al + CuSO4 = Al2(SO4)3 + Cu
Расставьте коэффициенты в окислительно-восстановительной реакции методом электронного баланса и определите окислитель и восстановитель
3. Дописать окислительно-восстановительную реакцию, расставить
коэффициенты методом электронного баланса и определить
окислитель и восстановитель:
Zn + H2SO4 = … + H2S # + H2O
MnO2 + KClO3 + KOH → K2MnO4 + KCl + H2O
Br2 + HClO + H2O → HBrO3 + HCl
Вариант 2
1. Определите степень окисления серы в соединениях:
а) K2SO3 б) Mg(HS)2 в) H2SO4 г) H2S д) SO2
2. В результате реакции взаимодействия бертолетовой соли с серой раздаются «взрывчики», появляются крошечные язычки пламени:
KClO3 + S " KCl + SO2 #
Расставьте коэффициенты методом электронного баланса и определите окислитель и восстановитель в реакции
3. Дописать окислительно-восстановительную реакцию, расставить коэффициенты методом электронного баланса и определить окислитель и восстановитель:
Cu + HNO3 = … + NO2 #+ H2O
HgS + HNO3 + HCl → HgCl2 + S + NO + H2O
HNO2 → HNO3 + NO + H2O
Вариант 3
1. Определите степень окисления серы в соединениях:
а) BaSO4 б) Ca(HS)2 в) NaHSO4 г) Na2S2O3 д) S
2. Удивительное вещество – пероксид натрия – обязательный химикат на борту подводной лодки или космического корабля, т. к. обладает уникальным свойством восстанавливать воздух, делать его способным поддерживать дыхание:
Na2O2 + CO2 = Na2CO3 + O2↑
Расставьте коэффициенты методом электронного баланса и определите окислитель и восстановитель в реакции
3. Дописать окислительно-восстановительную реакцию, расставить
коэффициенты методом электронного баланса и определить окислитель
и восстановитель:
CO + Al2O3 = … + CO2
SnCl2 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Sn(SO4)2 + SnCl4 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O
HClO3 → ClO2 + HClO4
Практическое занятие 2
«Выполнение расчетов в титриметрическом анализе»
Формулы в титриметрическом методе анализа:
1. m=C(э)*V(л)*M(э) - масса навески,(г), где
C(э) – молярная концентрация эквивалента;
V(л) – объем раствора, (л);
M(э) - молярная масса эквивалента
2. m= T*V
m
T= ------- - титр раствора, (г/мл), где V – объем раствора, (мл)
V
C(э)*M(э)
3. T= ----------------, г/мл
1000
ρ * α
4. T= -----------, г/мл, где
100
ρ – плотность, (г/мл);
α – концентрация вещества, %
5. C1(э)V1 = C2(э)V2
C(э)р. в.*M(э)о. в.
6. Tр. в./о. в.= ---------------------
1000
Вариант 1
1. На нейтрализацию 25 мл раствора гидроксида калия израсходовано 20,5 мл соляной кислоты. Молярная концентрация эквивалента соляной кислоты равна 0,2379 н. Чему равна молярная концентрация эквивалента раствора гидроксида калия?
2. Рассчитайте массу щавелевой кислоты (Н2С2О4·2Н2О) необходимой для приготовления 100 мл 0,1047 н. раствора?
3. Определите титр перманганата калия по железу, если на титрование 10 мл 0,2474 н. раствора щавелевой кислоты израсходовано 8 мл раствора перманганата калия
4. Рассчитайте массу тиосульфата натрия (Na2S2O3·5H2O) необходимого для приготовления 250 мл 0,0958 н. раствора?
Вариант 2
1. К 15 мл серной кислоты прибавили 25 мл 0,1029 н. раствора гидроксида натрия. Определите молярную концентрацию эквивалента серной кислоты.
2. Какой объем 38%-ой соляной кислоты (р=1,19г/см3) необходимо взять для приготовления раствора объемом 500 мл с молярной концентрацией эквивалента 0,3421 н.?
3. Титр раствора гидроксида натрия равен 0,0040 г/мл. Найдите его титр по соляной кислоте.
4. Какую навеску щавелевой кислоты следует взять для приготовления 50 мл 0,05 н. раствора?
Практическое занятие 3
«Решение задач на расчет энтальпий и тепловых эффектов химических реакций»
Теоретический материал.
Термохимия – раздел термодинамики, изучающий тепловые эффекты, сопровождающие химические реакции и фазовые превращения.
Тепловой эффект химической реакции – теплота, выделенная или поглощенная в процессе, протекающем необратимо при постоянстве объема или давления (продукты реакции имеют ту же температуру, что и исходные вещества)
Закон Гесса:
Тепловой эффект превращения зависит только от начального и конечного состояния системы и не зависит от ее промежуточных состояний и путей перехода
Теплота – Q (кДж/моль)
Qv = U1 – U2 = ΔU – тепловой эффект при постоянном объеме (изохорный тепловой эффект)
Qp = Qv + ΔnRT – тепловой эффект при постоянном давлении (изобарный тепловой эффект)
Δn = Σni - Σnj – изменение числа молей веществ в результате протекания реакции
Для определения Δn число молей газообразных веществ, находящихся в левой части уравнения, берут со знаком «-», а в правой – со знаком «+»
Следствия из закона Гесса:
1. Тепловой эффект химической реакции равен разности между суммой теплот образования продуктов (Qобр. прод.) и суммой теплот образования исходных веществ (Qобр. исх. вещ.) с учетом стехиометрических коэффициентов веществ в уравнении реакции:
Qреакции = ΣQобр. прод. - ΣQобр. исх. вещ.
2. Тепловой эффект химической реакции равен разности между суммой теплот сгорания исходных веществ (Qсг. исх. вещ.) и суммой теплот сгорания продуктов реакции (Qсг. прод.) с учетом стехиометрических коэффициентов веществ в уравнении реакции:
Qреакции = ΣQсг. исх. вещ. - ΣQсг. прод.
Вариант 1
1. Найти разность между Qp и Qv при 25ºС для следующих реакций:
N2 + 3H2 ↔ 2NH3
2C(гр.) + O2 = 2CO
2. Определить теплоту сгорания спирта
C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O(ж) + Q,
исходя из следующих данных:
C + O2 = CO2 + 394 кДж/моль
H2 + 0,5O2 = H2O(ж) + 285 кДж/моль
2C + 3H2 + 0,5O2 = C2H5OH + 278,2 кДж/моль
3. Определить теплоту образования сероуглерода
C + 2S = CS2 + Q,
используя следующие термохимические уравнения:
S + O2 = SO2 + 297,5 кДж/моль
CS2 + 3O2 = CO2 + 2SO2 + 1109,9 кДж/моль
C + O2 = CO2 + 394,0 кДж/моль
Вариант 2
1. Найти разность между Qp и Qv при 25ºС для следующих реакций:
2SO2 + O2 ↔ 2SO3(г)
NH4Cl(тв) ↔ NH3 + HCl
2. Определить теплоту сгорания фосфористого водорода
2PH3 + 4O2 = P2O5 + 3H2O(ж) + Q,
используя следующие термохимические уравнения:
2P + 3H2 = 2PH3 – 48,69 кДж/моль на 2 моль
2P + 2,5O2 = P2O5 + 1508,4 кДж/моль
H2 + 0,5O2 = H2O(ж) + 285 кДж/моль
3. Определить теплоту образования бензола
6C + 3Н2 = C6Н6 + Q,
используя следующие термохимические уравнения:
Н2 + 0,5O2 = Н2О(ж) + 285,0 кДж/моль
C + O2 = CO2 + 394,0 кДж/моль
C6Н6 + 7,5O2 = 6CO2 + 3Н2О + 3282,4 кДж/моль
Практическое занятие 4
«Решение задач на законы Вант-Гоффа, Рауля»
Теоретический материал
Закон Вант-Гоффа:
Росм = СМ *RT
1-й закон Рауля (1887 г):
Относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором нелетучих веществ равно мольной доле растворенного вещества.
Сm(х) = P(z) - Р(y) = Δ Р(y)
P(z) P(z)
2-й закон Рауля:
Повышение температуры кипения и понижение температуры кристаллизации разбавленных идеальных растворов пропорциональны моляльной концентрации растворенного вещества:
Δtкип = Ккип·Сm, Δtкp = Ккр·Сm.
Сm -моляльная концентрация раствора (моль/кг);
Ккип - эбуллиоскопическая константа или константа кипения растворителя;
Ккр - криоскопическая константа или константа кристаллизации растворителя.
Температура кипения и кристаллизации раствора:
tкип = tкип + Δtкип;
tкp = tкp - Δtкp
Моляльная концентрация — количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя.
Сm = nв-ва/mр-ля
nв-ва - количество растворённого вещества, моль;
mр-ля - масса растворителя, кг.
Вариант 1
1) Вычислите осмотическое давление раствора, содержащего в 1,4 л 63 г глюкозы C6H12O6 при 0°С.
2) Рассчитайте осмотическое давление раствора неэлектролита (М = 180 г/моль) с процентной концентрацией 18% при Т = 290 К. Плотность раствора равна1,16 г/мл.
3) Определите температуры кипения и замерзания раствора, содержащего 1 г нитробензола C6H5NO2 в 10 г бензола. Температура кипения чистого бензола 80.2°С, Ткр. -5.4°С; Ккр = 5,1°С; Ккип = 2,57°С.
4) При какой температуре закристаллизуется раствор сахара С12Н22O11, если температура кипения его - 100,12°С. Рассчитайте моляльную концентрацию этого раствора?
5) 45 г неэлектролита (Мr = 210 г/моль) растворили в 100 г воды. При какой температуре закипит этот раствор?
Вариант 2
1) Вычислите осмотическое давление раствора, содержащего в 2,5 л 80 г сахарозы C12H22O11 при 10°С.
2) Сколько граммов воды необходимо взять для растворения 34,2 г сахара С12Н22O11, чтобы давление насыщенного пара понизилось на 600 Па при 283 К. При этой температуре давление насыщенного пара воды равно 1227,8 Па.
3) Найти температуру замерзания и кипения раствора, который содержит 2,4 г неэлектролита (М = 80 г/моль) в 200 г воды.
4) Водный раствор неэлектролита, содержащий 18,4 г вещества в 200 г воды, кристаллизуется при температуре 0,372°С. Рассчитайте молекулярную массу растворенного вещества.
5) 25 г неэлектролита (Мr = 210 г/моль) растворили в 75 г воды. При какой температуре закипит этот раствор?
Практическое занятие 5
«Составление формул и схем строения мицелл гидрозолей»
Теория.
Если реакцию проводят при небольшом избытке одного из реагентов, то осадок не выпадает, а образуется коллоидный раствор.
Коллоидный раствор (золь) – состоит из дисперсной фазы и дисперсионной среды
Дисперсная фаза образована коллоидными частицами – мицеллами
Дисперсная фаза практически не растворима в дисперсионной среде
Мицелла:
1. Ядро – вещество, нерастворимое в дисперсионной среде – число его m
2. Адсорбционный слой – на ядре адсорбируются ионы, имеющиеся в составе ядра частиц, те которые находятся в избытке, которые придают ядру заряд – потенциалопределяющие ионы – число их n
Противоионы – ионы, противоположные по знаку потенциалопределяющим ионам – число их (n-x)
Часть противоионов входят в адсорбционный слой
3. Гранула - ядро с адсорбционным слоем
4. Диффузный слой – его образует оставшаяся часть противоионов
Пример:
AgNO3 + KI = AgI + KNO3
{m[AgI]nI-(n-x)K+}x - xK+ - мицелла
Задания
Вариант 1
1. Напишите формулу мицеллы золя бромида серебра, полученного при взаимодействии разбавленного раствора бромида калия с избытком нитрата серебра
2. Напишите формулу мицеллы сульфата бария, полученного при взаимодействии 10 мл 0,0001н. раствора хлорида бария и 10 мл 0,001н. раствора серной кислоты
3. Напишите формулу мицеллы золя берлинской лазури, полученного при взаимодействии K4[Fe(CN)6] с избытком хлорида железа (III)
Вариант 2
1. Напишите формулу мицеллы золя хлорида серебра, полученного при взаимодействии избытка разбавленного раствора хлорида калия с нитратом серебра
2. Напишите формулу мицеллы сульфата бария, полученного при взаимодействии 10 мл 0,002н. раствора хлорида бария и 10 мл 0,0002н. раствора серной кислоты
3. Напишите формулу мицеллы золя турнбуллевой сини, полученного при взаимодействии K3[Fe(CN)6] с избытком хлорида железа (II)
