ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ
Государственное бюджетное образовательное учреждение
среднего профессионального образования города Москвы
ПИЩЕВОЙ КОЛЛЕДЖ № 33
Практические занятия по химии
для специальности 260807 Технолог продукции общественного питания (на базе 11 классов)
1,2 курс
Преподаватель химии
Одобрено предметной (цикловой)
комиссией специальных технологических
дисциплин
Протокол №__ от «__»______2014г.
Председатель ПЦК
__________________
Практическое занятие 1
«Расчеты по химическим формулам и уравнениям»
Алгоритм решения задач по уравнениям реакций:
Записать дано Записать то, что надо найти Составить уравнение реакции (обязательно уравнять – расставить коэффициенты) Все данные задачи перевести в количество вещества (n) По реакции сравнить количество известного вещества с количеством искомого (коэффициенты в реакции указывают на количество вещества);Сравнить количество вещества по реакции с вычисленным количеством вещества по задаче
Зная количество искомого вещества найти необходимую величину Записать ответАлгоритм решения задач по химическим формулам:
Нахождение молекулярной массы (Mr) сложного вещества:а) записать правильно формулу вещества;
б) записать в общем виде по формуле вещества как находится Mr;
в) подставить соответствующие Ar элементов и вычислить Mr;
г) оформить ответ.
2. Нахождение массовой доли (щ) каждого элемента в сложном веществе:
а) записать правильно формулу вещества;
б) рассчитать Mr вещества;
в) записать в общем виде по формуле вещества как находится щ;
г) подставить значения и вычислить щ;
д) оформить ответ.
Необходимые формулы:
mв-ва
1. щ = --------·100% - массовая доля растворенного вещества, %
mр-ра
m V
2. n = -----; n = ----- - количество вещества, моль
M Vm
m
3. с = ----- - плотность, г/мл
Vр-ра
Vв-ва
4. ц = ------- ·100% - объемная доля вещества, %
Vсм.
5. Vm = 22,4 л/моль; н. у. – нормальные условия
6. Mr(ХаУв) = Ar(Х)∙а + Ar(У)∙в, где Ar – относительная атомная масса
а, в - индексы
Вариант 1
Пищевая сода используется при приготовлении тортов, пирожных, печенья и другой выпечки, придавая ей объем. Сода сама по себе не является разрыхлителем, для этого необходимо ее гасить уксусом, при этом происходит полное разложение соды, и вкус изделия улучшается. При гашении соды уксусом выделяется углекислый газ, за счет которого выпечка становится воздушной и пористой.
Какой объем углекислого газа выделится (при н. у.) при гашении уксусной кислотой 325 г пищевой соды?
Рассчитайте относительную молекулярную массу следующих веществ: сульфата железа (III), карбоната натрия, гидроксида калия Рассчитайте массовую долю каждого элемента (в %) в оксиде кальцияВариант 2
Какой объем (н. у.) углекислого газа займет поры бисквитного торта, если для его приготовления Станислав взял 2 г питьевой соды и обработал уксусной кислотой? Рассчитайте относительную молекулярную массу следующих веществ: сульфида железа (II), азотной кислоты, глюкозы (С6Н12О6) В сельском хозяйстве для улучшения роста зеленой массы растений применяют азотные удобрения, в частности – калийную селитру. Вычислите массовую долю химического элемента азота (в процентах) в калийной селитре (KNO3)
Вариант 3
Аммиак – бесцветный газ, который легко сжижается при обычном давлении и температуре – 33,4єС, а при испарении жидкого аммиака из окружающей среды поглощается много теплоты, поэтому аммиак применяют в холодильных установках.
Какой объем аммиака можно получить из 100 л азота согласно уравнению реакции: 3H2+N2=2NH3?
Рассчитайте относительную молекулярную массу следующих веществ: гидроксида бария, оксида азота (I), хлорида натрия Рассчитайте массовую долю каждого элемента (в %) в серной кислотеПрактическое занятие 2
«Составление уравнений реакций к цепочке схем предложенных превращений. Расчеты по химическим уравнениям»
Вариант 1
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Al→Al2O3→AlCl3→Al(OH)3→Al(NO3)3
↓
AlCl3
Какой объем (н. у.) углекислого газа заполнит помещение кухни, если Петя в отсутствие родителей решил прокалить на газе 700 г толченого мела (СaCO3)? (Так он решил проверить правдивость утверждения своего учителя химии о необходимости постоянного проветривания помещения, где проводится такой опыт) Что произойдет, если Петя не откроет форточку?Вариант 2
Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
N2→NO→NO2→HNO3→NH4NO3→NH3
Какой объем (н. у.) углекислого газа займет поры бисквитного торта, если для его приготовления Станислав взял 2 г питьевой соды (NaHCO3) и обработал уксусной кислотой (СН3СООН)?Вариант 3
1. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
S→SO2→SO3→H2SO4→FeSO4
↓
H2S
В пищевой промышленности гидрокарбонат аммония (NH4HCO3) в качестве пищевой добавки Е-503 используется как разрыхлитель в кондитерском деле. Разлагаясь при выпечке выделяет газообразные вещества (аммиак, углекислый газ и воду), которые разрыхляют заготовки и придают изделию пористую структуру. Рассчитайте, сколько литров углекислого газа (при н. у.) образуется, если в тесто внесено 50 г гидрокарбоната аммония?Практическое занятие 3
«Составление уравнений ОВР методом электронного баланса. Определение окислителей и восстановителей»
Алгоритм составления уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса:
дописать уравнение реакции; 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
надо найти элементы, меняющие степень окисления; необходимо уяснить, какой элемент окисляется, какой восстанавливается и сколько при этом отдается и принимается электронов; составить схемы отдачи и принятия электронов (число отданных электронов должно быть равно числу принятых – электронный баланс); расставить коэффициенты в уравнении; проверить расстановку коэффициентов, подсчитав число атомов кислорода в левой и правой частях уравненияВариант 1
Определите степень окисления азота в соединениях:а) NaNO2 б) NH4NO3 в) Ca3N2 г) NO д) N2O3
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
2. 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
Определите степень окисления серы в соединениях:а) K2SO3 б) Mg(HS)2 в) H2SO4 г) H2S д) SO2
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
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
Определите степень окисления серы в соединениях:а) BaSO4 б) Ca(HS)2 в) NaHSO4 г) Na2S2O3 д) S
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
Дописать окислительно-восстановительную реакцию, расставитькоэффициенты 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 4
«Выполнение расчетов в титрометрическом анализе»
Формулы в титрометрическом методе анализа:
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
m= T*V
m
T= ------- - титр раствора, (г/мл), где V – объем раствора, (мл)
V
C(э)*M(э)
T= ----------------, г/мл1000
с * б
T= -----------, г/мл, где100
с – плотность, (г/мл);
б – концентрация вещества, %
C1(э)V1 = C2(э)V2
C(э)р. в.*M(э)о. в.
Tр. в./о. в.= ---------------------1000
Вариант 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? Какая масса щавелевой кислоты (Н2С2О4·2Н2О) потребуется для приготовления 100 мл 0,1047 н. раствора? Определить титр перманганата калия по железу, если на титрование 10 мл 0,2474 н. раствора щавелевой кислоты израсходовано 8 мл раствора перманганата калия Какая масса тиосульфата натрия (Na2S2O3·5H2O) необходима для приготовления 250 мл 0,0958 н. раствора?
Вариант 2
К 15 мл серной кислоты прибавили 25 мл 0,1029 н. раствора гидроксида натрия. Определить молярную концентрацию эквивалента серной кислоты. Какой объем 38%-ой соляной кислоты (р=1,19г/см3) нужно взять для приготовления раствора объемом 500 мл с молярной концентрацией эквивалента 0,3421 н.? Титр раствора гидроксида натрия равен 0,0040 г/мл. Найдите его титр по соляной кислоте. Какую навеску щавелевой кислоты следует взять для приготовления 50 мл 0,05 н. раствора?
Практическое занятие 5
«Решение задач по темам 3.1. – 3.6:
Общая характеристика органических соединений. Гидроксильные соединения. Карбонильные соединения. Карбоновые кислоты. Оксикислоты. Сложные эфиры. Жиры»
Необходимые формулы:
mв-ва
1. щ = --------·100% - массовая доля растворенного вещества, %
mр-ра
m V N
2. n = -----; n = ----- ; n = ----- - количество вещества, моль
M Vm Na
Na = 6,022·1023 моль-1 – постоянная Авогадро
m
3. с = ----- - плотность, г/мл
Vр-ра
5. Vm = 22,4 л/моль молярный объем; н. у. – нормальные условия
Вариант 1
Сколько тонн спирта с массовой долей 96% можно получить гидратацией 1 т этилена? Формальдегид объемом 22,4 л (н. у.) растворили в 150 г воды. Определите массовую долю вещества в растворе. Сколько атомов кислорода содержится в 92 г муравьиной кислоты? Сколько граммов этилового эфира уксусной кислоты можно получить из 11,5 г этанола и 30 г уксусной кислоты, если выход продукта составляет 80 % от теоретического? При полном гидролизе 35,2 г дипептида образовалась смесь аминокислот массой 38,8 г. Определите молекулярную массу дипептидаВариант 2
Практическое занятие 6
«Решение задач по темам 3.7. – 3.10:
Углеводы. Аминокислоты, пептиды, белки. Витамины»
Необходимые формулы:
mв-ва
1. щ = --------·100% - массовая доля растворенного вещества, %
mр-ра
m V N
2. n = -----; n = ----- ; n = ----- - количество вещества, моль
M Vm Na
Na = 6,022·1023 моль-1 – постоянная Авогадро
m
3. с = ----- - плотность, г/мл
Vр-ра
5. Vm = 22,4 л/моль молярный объем; н. у. – нормальные условия
Вариант 1
Найдите сколько граммов глюкозы было подвергнуто спиртовому брожению, если при этом выделилось столько же углекислого газа, сколько его образуется при сгорании 80 мл метанола (плотность 0,8 г/мл), а выход продукта реакции брожения составляет 90%? При гидролизе 500 кг древесных опилок, содержащих 50 % целлюлозы, получили 70 кг глюкозы. Вычислите массовую долю выхода продукта реакции. При взаимодействии 89 г б-аминопропионовой кислоты с гидроксидом натрия образовалась соль массой 100 г. Рассчитайте выход продукта (в %) от теоретически возможногоВариант 2
Найдите сколько граммов глюкозы было подвергнуто спиртовому брожению, если при этом выделилось столько же углекислого газа, сколько его образуется при сгорании 150 мл этанола (плотность 0,8 г/мл), а выход продукта реакции брожения составляет 80%? При гидролизе сахарозы получили 270 г смеси глюкозы и фруктозы. Сколько граммов сахарозы было подвергнуто гидролизу? Сколько миллилитров аммиака потребуется для превращения 27,8 г бромуксусной кислоты в глицин, если аммиак берут в двукратном избытке, а его потери в реакции составляют 5%?Практическое занятие 7
«Решение задач на расчет энтальпий и тепловых эффектов химических реакций»
Теория.
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 = ДU – тепловой эффект при постоянном объеме (изохорный тепловой эффект)
Qp = Qv + ДnRT – тепловой эффект при постоянном давлении (изобарный тепловой эффект)
Дn = Уni - Уnj – изменение числа молей веществ в результате протекания реакции
Для определения Дn число молей газообразных веществ, находящихся в левой части уравнения, берут со знаком «-», а в правой – со знаком «+»
Следствия из закона Гесса:
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 = УQобр. прод. - УQобр. исх. вещ.
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 = УQсг. исх. вещ. - УQсг. прод.
Задания
Вариант 1
Найти разность между Qp и Qv при 25єС для следующих реакций:N2 + 3H2 ↔ 2NH3
2C(гр.) + O2 = 2CO
Определить теплоту сгорания спиртаC2H5OH + 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
Определить теплоту образования сероуглеродаC + 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
Найти разность между Qp и Qv при 25єС для следующих реакций:2SO2 + O2 ↔ 2SO3(г)
NH4Cl(тв) ↔ NH3 + HCl
Определить теплоту сгорания фосфористого водорода2PH3 + 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
Определить теплоту образования бензола6C + 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 8
«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) = Д 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:
Дtкип = Ккип·Сm, Дtкp = 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 + Дtкип;
tкp = tкp - Дtкp
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
Вычислите осмотическое давление раствора, содержащего в 1,4 л 63 г глюкозы C6H12O6 при 0°С. Рассчитайте осмотическое давление раствора неэлектролита (М = 180 г/моль) с процентной концентрацией 18% при Т = 290 К. Плотность раствора равна1,16 г/мл. 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. При какой температуре закристаллизуется раствор сахара С12Н22O11, если температура кипения его - 100,12°С. Рассчитайте моляльную концентрацию этого раствора? 45 г неэлектролита (Мr = 210 г/моль) растворили в 100 г воды. При какой температуре закипит этот раствор?Вариант 2
Практическое занятие 9
«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
Напишите формулу мицеллы золя бромида серебра, полученного при взаимодействии разбавленного раствора бромида калия с избытком нитрата серебра Напишите формулу мицеллы сульфата бария, полученного при взаимодействии 10 мл 0,0001н. раствора хлорида бария и 10 мл 0,001н. раствора серной кислоты Напишите формулу мицеллы золя берлинской лазури, полученного при взаимодействии K4[Fe(CN)6] с избытком хлорида железа (III)Вариант 2
Напишите формулу мицеллы золя хлорида серебра, полученного при взаимодействии избытка разбавленного раствора хлорида калия с нитратом серебра Напишите формулу мицеллы сульфата бария, полученного при взаимодействии 10 мл 0,002н. раствора хлорида бария и 10 мл 0,0002н. раствора серной кислоты Напишите формулу мицеллы золя турнбуллевой сини, полученного при взаимодействии K3[Fe(CN)6] с избытком хлорида железа (II)