Химия. Органическая, физическая и коллоидная химия (стр. 11 )

2. Установить состав ядра коллоидной частицы. Это веще­ство, образующее осадок – АgС1; хлористое серебро имеет ионную кристаллическую решетку, состоит из ионов Аg+ и С1–. Состав ядра – mАgС1 (m –  некоторое чис­ло).  В избытке – АgNО3.

3. Сравнить ионы вещества, находящиеся в растворе в избытке, с ионами, входящими в состав ядра: ядро – Аg+С1–; вещество в избытке – Аg+NO3–. Одноименные или близкие по химической природе ионы мо­гут быть ионами-стабилизаторами (потенциалопределяющими ионами), ионы-стабилизаторы в данном случае Ag+.

4. Записать выделенные две части мицеллы – ядро и слой потенциалопределяющих ионов. В  нашем случае  это mAgClnAg+.

5. Обратить внимание на заряд образующейся системы, в данном случае – положительный.

6. Выбрать противоионы. Это тоже ионы вещества, нахо­дящиеся в избытке. В данном случае АgNO3 дает: Аg+  (потенциалопределяющие ионы) и  NO3–(противоионы). 

  7. Продолжить схему строения мицеллы, записав слой противоионов:

  mАgС1  nАg+  (n–x) NO3–.

  ядро  потенциалопределяющие  противоионы

  ионы 

  Противоионы взаимодействуют со слоем потенциалопределя­ющих ионов кулоновскими силами. Поэтому число этих ионов (n–х) несколько меньше количества потенциалопределяю­щих ионов (n).

8. Зафиксировать знак заряда записанной вами системы – коллоидной частицы:

  mАgСl  nAg+  (n–х) NO3–

  ядро не заряжено  положительно  отрицательно

  заряженный  слой  заряженный слой

Поскольку n > (n–х), то вся система заряжена положитель­но.

9. Завершить запись мицеллы, указав диффузный слой, который состоит из остальных противоионов.

  адсорбционный слой  диффузный слой

  {m[АgС1]  nАg+  (n–х) NO3–}+х  xNO3–

  ядро  потенциал-  противоионы

  определя­ющие ионы

  коллоидная частица (гранула)

  мицелла

Гранула заряжена положительно, поэтому при электрофорезе будет двигаться к катоду.

Задача 8.  Золь  иодида  серебра получен смешиванием  25 мл 0,008н. раствора KI и 18 мл 0,01н. раствора AgNO3. Написать строение мицеллы, определить знак заряда гранулы. Какой электролит Ca(NO2)2 или  Na2SO4 имеет меньшее значение порога коагуляции?

Решение.

Уравнение взаимодействия растворов электролитов имеет следующий вид:  KI  +  AgNO3 = AgI↓ + KNO3.

В осадок выпадает вещество AgI, следовательно, оно является ядром коллоидной частицы и заключается в квадратные скобки. Ядро адсорбирует на своей поверхности те ионы электролита, находящегося в избытке, которые способны достраивать кристаллическую решетку ядра. Эти ионы называют потенциалопределяющими,  их записывают сразу после ядра, и они входят в адсорбционный слой. В нашем  случае  в избытке находится  иодид калия  КI, что следует из сравнения химического количества взятых электролитов:

n(KI) = 25 ∙ 0,008 = 0,2моль > n(AgNO3) = 18 ∙ 0,01 = 0,18 моль.

  При диссоциации KI образуются ионы К+ и I–, но достраивать кристаллическую решетку AgI могут только ионы I–,  значит иодид-ионы будут потенциалопределяющими ионами. Ионы К– , имеющие противоположный знак, являются противоионами. Часть противоионов (n–х) располагаются в адсорбционном слое, а оставшаяся часть  (х) – в диффузном слое. Ядро и адсорбционный слой образуют заряженную коллоидную частицу, которую также называют гранулой. Гранула заключается в фигурные скобки. Гранула будет заряжена отрицательно. Мицелла состоит из гранулы и диффузного слоя. Мицелла электронейтральна. Строение мицеллы будет записано следующим образом:

{ m [ AgI ] n I– (n – x) K+ }x– ∙ K+.

Так как гранула заряжена отрицательно по правилу Щульце-Гарди коагуляция будет вызвана положительно заряженными ионами Ca2+  и Na+, а большей коагулирующей способностью обладает Ca2+ , следовательно,  наименьший порог коагуляции имеет Ca(NO2)2 . 

Задача 9. Определить знак заряда белка с изоэлектрической точкой (ИЭТ) = 7,8, если белок помещен в раствор с концентрацией ионов водорода 10 –5 моль/л.

  Решение.

  Для определения знака заряда белка необходимо сравнить рН раствора с рН в изоэлектрической точке. Если рН раствора меньше рН (ИЭТ), то белок заряжен положительно. Если рН раствора больше рН (ИЭТ), то белок заряжен отрицательно.

Так как в растворе концентрация ионов водорода равна 10–5 моль/л,  раствор имеет рН=5, что меньше рН (ИЭТ) = 7,8, следовательно, в нашем случае белок заряжен положительно и при электрофорезе бу­дет двигаться к катоду.

2. ВЫПОЛНЕНИЕ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

  Номера заданий из приведенного общего перечня определяются в соответствии с последовательностью букв фамилии студента по таблице.  Первое задание выбирается согласно первой букве, второе − второй и т. д. Всего в контрольной работе 10 заданий, если в фамилии не хватает букв, то она пишется второй и, если необходимо, третий раз. 

  Например, фамилия студента Иванов.

  Задания:  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9,  10. 

  Буквы:  И  в  а  н  о  в  И  в  а  н 

  Из таблицы выбираются следующие номера заданий: первое – 5, второе  – 17, третье – 31, четвёртое – 53,  пятое – 68, шестое – 77, седьмое – 95, восьмое – 107, девятое – 121, десятое – 143.

Номера  заданий для самостоятельной работы

       

Буквы алфавита	Номера заданий
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
а, б	1	16	31	46	61	76	91	106	121	136
в, г	2	17	32	47	62	77	92	107	122	137
д, е	3	18	33	48	63	78	93	108	123	138
ё, ж	4	19	34	49	64	79	94	109	124	139
з, и	5	20	35	50	65	80	95	110	125	140
й, к	6	21	36	51	66	81	96	111	126	141
л, м	7	22	37	52	67	82	97	112	127	142
н, о	8	23	38	53	68	83	98	113	128	143
п, р	9	24	39	54	69	84	99	114	129	144
с, т	10	25	40	55	70	85	100	115	130	145
у, ф	11	26	41	56	71	86	101	116	131	146
х, ц	12	27	42	57	72	87	102	117	132	147
ч, ш,ь	13	28	43	58	73	88	103	118	133	148
щ, ы,ъ	14	29	44	59	74	89	104	119	134	149
э, ю,я	15	30	45	60	75	90	105	120	135	150

2.1. Задания для самостоятельной работы

2.1.1. Углеводороды

1. а) Изомерия скелета и изомерия, вызванная положением заместителя. Напишите изомеры гексана и ароматического углеводорода состава С9Н12. Назовите их и укажите разно­видности изомерии.

б) Напишите уравнения реакций нитрования бензола, толуола, хлорбензола и нитробензола. Сравните реакционную способность этих соединений.

2. а) Напишите структурные формулы веществ с пятью атомами углерода, названия которых заканчиваются на –ан, - ен, - диен, - ин,  - ол, - он, - аль, - овая.

б) Какое строение имеет углерод ароматического ряда общей формулы С8Н10, если при его окислении хромовой смесью была получена терефталевая кислота, а при окислении в более мягких условиях образуется п-толуиловая кислота?

3. а) Строение электронной оболочки атома углерода. Гиб­ридизация атома углерода (sр3, sр2, sp) на конкрет­ных примерах.

б) Методы получения ароматических углеводородов. По­лучите бензол и толуол из метана.

4. а) Изомерия непредельных углеводородов (алкенов, ал­кинов, диенов). Напишите структурные формулы изомерных углеводородов С5Н8. Назовите их. Укажите разновидности изомерии.