Единый реферат-центр России и СНГ
Список дисциплин:
  • Астрономия и космонавтика
  • Банковское, биржевое дело и страхование
  • Безопасность жизнедеятельности и охрана труда
  • Биология, естествознание, КСЕ
  • Бухгалтерский учет и аудит
  • Военное дело и гражданская оборона
  • География и экономическая география
  • Геология, гидрология и геодезия
  • Государство и право
  • Журналистика, издательское дело и СМИ
  • Иностранные языки и языкознание
  • История и исторические личности
  • Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
  • Краеведение и этнография
  • Кулинария и продукты питания
  • Культура и искусство
  • Литература
  • Маркетинг, реклама и торговля
  • Математика
  • Медицина
  • Международные отношения и мировая экономика
  • Менеджмент и трудовые отношения
  • Музыка
  • Педагогика
  • Политология
  • Программирование, компьютеры и кибернетика
  • Производство и технологии
  • Психология
  • Разное
  • Религия и мифология
  • Сельское, лесное хозяйство и землепользование
  • Социальная работа
  • Социология и обществознание
  • Спорт, туризм и физкультура
  • Строительство и архитектура
  • Таможенная система
  • Транспорт
  • Физика и энергетика
  • Философия
  • Финансы, деньги и налоги
  • Химия
  • Экология и охрана природы
  • Экономика и экономическая теория
  • Экономико-математическое моделирование
  • Этика и эстетика
  • Главная » Рефераты » Текст работы «Решение типовых задач и контрольные задания»

    Решение типовых задач и контрольные задания

    Дисциплина: Химия
    Вид работы: учебное пособие
    Язык: русский
    Дата добавления: 30.01.2011
    Размер файла: 1499 Kb
    Просмотров: 29300
    Загрузок: 705
    Краткое изложение теоретического материала по дисциплине "Прикладная химия", составленное согласно программе по химии для инженерно-технических (нехимических) специальностей высших учебных заведений и в соответствии с современным уровнем химической науки.

    Хотите скачать данную работу?
    Чтобы скачать работу бесплатно нужно подписаться на нашу группу ВКонтакте! Просто подпишитесь, нажав на кнопку внизу.

    Через несколько секунд после проверки подписки появится ссылка на продолжение загрузки работы.
    Сделать работу самостоятельно с помощью "РЕФ-Мастера" ©
    РЕФ-Мастер - уникальная программа для самостоятельного написания рефератов, курсовых, контрольных и дипломных работ. При помощи РЕФ-Мастера можно легко и быстро сделать оригинальный реферат, контрольную или курсовую на базе готовой работы - Решение типовых задач и контрольные задания.
    Основные инструменты, используемые профессиональными рефератными агентствами, теперь в распоряжении пользователей реф.рф абсолютно бесплатно!
    Похожие работы:

    Воспользоваться поиском
    Похожие учебники и литература:

    Аналитическая химия



    Код ссылки для вставки в блоги или веб-сайты:

    141

    162

    Министерство образования и науки Украины

    Донбасская национальная академия строительства и архитектуры

    Кафедра «Прикладная экология и химия»

    Секция прикладной химии

    МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

    по дисциплине «Прикладная химия»

    для студентов заочного отделения всех специальностей

    РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

    Макеевка ДонНАСА 2009

    Министерство образования и науки Украины

    Донбасская национальная академия строительства и архитектуры

    Кафедра «Прикладная экология и химия»

    Секция прикладной химии

    МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

    по дисциплине «Прикладная химия»

    для студентов заочного отделения всех специальностей

    РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

    УТВЕРЖДЕНО:

    на заседании секции

    «Прикладная химия»

    протокол № 6

    от 30 января 2009 г.

    Макеевка ДонНАСА 2009

    УДК 541

    Методические указания к решению типовых задач по дисциплине «Прикладная химия» (для студентов заочного отделения всех специальностей) / Сост. С.И. Сохина, З.З. Малинина, О.Н. Шевченко, Ф.Л. Болдырева, В.М. Лошакова. -Донецк: ООО «Норд Компьютер», 2009.- 100 с.

    Содержат краткое изложение теоретического материала, 21 раздел, включающие решения типовых задач, справочные материалы, контрольные задания для 100 вариантов.

    Составители:

    С.И. Сохина, доц.

    З.З. Малинина, доц.

    О.Н. Шевченко, доц.

    В.М. Лошакова, асс.

    Ф.Л. Болдырева, асс.

    Рецензенты: Дмитрук А.Ф., д.х.н., проф. ДонГУЭТ

    Сердюк А.И., д.х.н., проф. ДонНАСА

    Отв. за выпускдоц. О.Н. Шевченко

    ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

    Наука стала производительной силой нашего общества. Без применения достижений науки, и в частности химии, невозможно развитие современной промышленности и сельского хозяйства. Химия, являясь одной из фундаментальных естественнонаучных дисциплин, изучает материальный мир, законы его развития, химическую форму движения материи. В процессе изучения химии формируется диалектико-материалистическое мировоззрение, вырабатывается научный взгляд на мир в целом. Знание химии необходимо для плодотворной творческой деятельности инженера любой специальности. Изучение химии позволяет получить современное научное представление о материи и формах ее движения, о веществе, как одном из видов движущейся материи, о механизме превращения химических соединений, о свойствах технических материалов и применении химических процессов в современной технике.

    Необходимо прочно усвоить основные законы и теории химии, овладеть техникой химических расчетов, выработать навыки самостоятельного выполнения химических экспериментов и обобщений наблюдаемых народного хозяйства. Знание химии необходимо для успешного последующего изучения общенаучных и специальных дисциплин.

    Основной вид учебных занятий студентов-заочников -- самостоятельная работа над учебным материалом. В курсе химии она слагается из следующих элементов:

    изучение дисциплины по учебникам и учебным пособиям;

    выполнение контрольных заданий;

    выполнение лабораторных работ;

    индивидуальные консультации (очные и письменные);

    посещение лекций;

    сдача зачета по лабораторному практикуму;

    сдача экзамена по всему курсу.

    работа с книгой

    Изучать курс рекомендуется по темам, предварительно ознакомившись с содержанием каждой из них по программе. Расположение материала курса в программе не всегда совпадает с расположением его в учебнике. При первом чтении не задерживайтесь на математических выводах, составлении уравнений реакций старайтесь получить общее представление об излагаемых вопросах, а также отмечайте трудные или неясные места. При повторном изучении темы усвойте все теоретические положения, математические зависимости и их выводы, а также принципы составления уравнений реакций. Вникайте в сущность того или иного вопроса, а не пытайтесь запомнить отдельные факты и явления. Изучение любого вопроса на уровне сущности, а не на уровне отдельных явлений способствует более глубокому и прочному усвоению материала.

    Чтобы лучше запомнить и усвоить изучаемый материал, надо обязательно иметь рабочую тетрадь и заносить в нее формулировки законов и основных понятий химии, новые незнакомые термины и названия, формулы и уравнения реакций, математические зависимости и их выводы и т.п. Во всех случаях, когда материал поддается систематизации, составляйте графики, схемы, диаграммы, таблицы. Они очень облегчают запоминание и уменьшают объем конспектируемого материала.

    Изучая курс, обращайтесь и к предметному указателю в конце книги. Пока тот или иной раздел не усвоен, переходить к изучению новых разделов не следует. Краткий конспект курса будет полезен при повторении материала в период подготовки к экзамену.

    Изучение курса должно обязательно сопровождаться выполнением упражнений и решением задач (см. список рекомендованной литературы) Решение задач -- один из лучших методов прочного усвоения, проверки и закрепления теоретического материала.

    Контрольные задания

    В процессе изучения курса химии студент должен выполнить две контрольные работы. Контрольные работы не должны быть самоцелью: они являются формой методической помощи студентам при изучении курса. К выполнению контрольной работы можно приступить только тогда, когда будет усвоена определенная часть курса и тщательно разобраны решения примеров типовых задач, приведенных в данном пособии по соответствующей теме.

    Решения задач и ответы на теоретические вопросы должны быть коротко, но четко обоснованы, за исключением тех случаев, когда по существу вопроса такая мотивировка не требуется, например, когда нужно составить электронную формулу атома, написать уравнение реакции и т.п. При решении задач нужно приводить весь ход решения и математические преобразования.

    Контрольная работа должна быть аккуратно оформлена; для замечаний рецензента надо оставлять широкие поля; писать четко и ясно; номера и условия задач переписывать в том порядке, в каком они указаны в задании. В конце работы следует дать список использованной литературы с указанием года издания. Работы должны быть датированы, подписаны студентом и представлены в институт на рецензирование.

    Если контрольная работа незачтена, ее нужно выполнить повторно в соответствии с указаниями рецензента и выслать на рецензирование вместе с незачтенной работой. Исправления следует выполнять в конце тетради, а не в рецензированном тексте.

    Таблица вариантов контрольных заданий приведена в конце пособия. Контрольная работа, выполненная не по своему варианту, преподавателем не рецензируется и не засчитывается как выполненная.

    Лабораторные занятия

    Для глубокого изучения химии как науки, основанной на эксперименте, необходимо выполнить лабораторный практикум. Он развивает у студентов навыки научного экспериментирования, исследовательский подход к изучению предмета, логическое химическое мышление.

    В процессе проведения лабораторных занятий студентам прививаются навыки трудолюбия, аккуратности, товарищеской взаимопомощи, ответственности за полученные результаты. Студенты выполняют лабораторный практикум параллельно с изучением курса, в период лабораторно-экзаменационной сессии.

    Консультации

    В случае затруднений при изучении курса следует обращаться за письменной консультацией в институт к преподавателю, рецензирующему контрольные работы, или за устной консультацией -- к преподавателю на кафедре. Консультации можно получить по вопросам организации самостоятельной работы и по другим организационно-методическим вопросам

    Лекции

    В помощь студентам читаются лекции по важнейшим разделам курса, на которых излагаются не все вопросы, представленные в программе, а глубоко и детально рассматриваются принципиальные, но недостаточно полно освещенные в учебной литературе понятия и закономерности, составляющие теоретический фундамент курса химии. На лекциях даются также методические рекомендации для самостоятельного изучения студентами остальной части курса. Студенты, не имеющие возможности посещать лекции одновременно с изучением курса по книге, слушают лекции в период установочных или лабораторно-экзаменационных сессий, а также могут пользоваться конспектом лекций в электронном варианте и на твердых носителях, которые находятся в информационном отделе Дон НАСА (1 корпус, 2 этаж, читальный зал).

    Зачет

    Выполнив лабораторный практикум, студенты сдают зачет. Для сдачи зачета необходимо уметь изложить ход выполнения опытов, объяснить результаты работы и выводы из них, уметь составлять уравнения реакций. Студенты, сдающие зачет, предъявляют контрольные работы, лабораторный журнал с пометкой преподавателя о выполнении всех работ, предусмотренных планом практикума.

    Экзамен

    К сдаче экзамена допускаются студенты, которые выполнили 2 контрольных задания и выполнили лабораторные работы. Экзаменатору студенты предъявляют зачетную книжку, направление на экзамен, лабораторный журнал и зачтенные контрольные работы.

    ПРОГРАММА

    Содержание курса и объем требований, предъявляемых студенту при сдаче экзамена, определяет программа по химии для инженерно-технических (нехимических) специальностей высших учебных заведений, утвержденная Учебно-методическим управлением по высшему образованию Министерства образования и науки Украины. Настоящая программа курса химии составлена в соответствии с современным уровнем химической науки и требованиями, предъявляемыми к подготовке высококвалифицированных специалистов для подготовки инженеров любой специальности.

    КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

    Каждый студент выполняет вариант контрольных заданий, обозначенный двумя последними цифрами номера зачетной книжки (шифра). Например, номер зачетной книжки 06594, две последние цифры 94, им соответствует вариант контрольного задания 94.

    КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1

    ТЕМА: Моль. Эквиваленты и эквивалентные массы простых и сложных веществ. Закон эквивалентов

    Международная система единиц измерения (СИ) состоит из шести основных единиц: метр (м) -- длина, килограмм (Кг) -- масса, секунда (с) -- время, ампер (А) -- сила тока, Кельвин (К) -- термодинамическая температура, кандела (кд) -- сила света.

    В качестве седьмой основной единицы Международной системы является моль -- единицу количества вещества. Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. При применении моля структурные элементы должны быть специфицированы и могут быть атомами, молекулами, ионами, электронами и другими частицами или специфицированными группами частиц. Моль вещества соответствует постоянной Авогадро NA = 6,02223 моль-1 структурных элементов. При применении понятия "моль" следует указывать, какие структурные элементы имеются в виду, например, моль атомов Н, моль молекул Н2, моль протонов, моль электронов и т.п. Так, заряд моля электронов равен 6,022·1023 з и отвечает количеству электричества, равному 1 фараде (F). Масса моля атомов или масса моля молекул называется мольная или молярная масса и выражена в г/моль.

    Пример 1

    Выразите в молях:

    а) 6,02·1021 молекул СО2;

    б) 1,20·1024 атомов кислорода;

    в) 2,00·1023 молекул воды. Чему равна мольная (молярная) масса указанных веществ?

    Решение. Моль -- это количество вещества, в котором содержится число частиц любого определенного сорта, равное постоянной Авогадро (6,02·1023). Отсюда

    а) 6,02·1021, т.е. 0,01 моль;

    б) 1,20·1024, т.е. 2 моль;

    в) 2,00·1023, т.е. 1 /З моль.

    Масса моля вещества выражается в г/моль. Мольная (молярная) масса вещества в граммах численно равна его относительной молекулярной (атомной) массе, выраженной в атомных единицах массы (а.е.м).

    Так как молекулярные массы СО2 и Н2О и атомная масса кислорода соответственно равны 44, 18 и 16 а.е.м., то их мольные (молярные) массы равны:

    а) 44 г/моль;

    б) 18г/моль;

    в) 16 г/моль.

    Пример 2

    Определите эквивалент (Э) и эквивалентную массу МЭ азота, серы и хлора в соединениях NН3, Н2S и НСl.

    Решение. Масса вещества и количество вещества -- понятия неидентичные. Масса выражается в килограммах (граммах), а количество вещества -- в молях.

    Эквивалент элемента (Э) -- это такое количество вещества, которое соединяется с 1 моль атомов водорода или замещает то же количество атомов водорода в химических реакциях. Масса 1 эквивалента элемента называется его эквивалентной массой (МЭ). Таким образом, эквиваленты выражаются в молях, а эквивалентные массы -- в г/моль.

    В данных соединениях с 1 моль атомов водорода соединяется 1/3 моль азота, 1/2 моль серы и 1 моль хлора. Отсюда Э(N) = 1/3 моль, Э(S) =1/2 моль, Э(Сl) = 1 моль. Исходя из мольных масс этих элементов, определяем их эквивалентные массы:

    МЭ(N) = 1/3·14= 4,67 г/моль;

    МЭ(S) =1/2·32= 16г/моль;

    МЭ(Cl) = 1·35.45 =35,45 г/моль.

    Пример 3

    На восстановление 7,09 г оксида двухвалентного металла требуется 2,24 л водорода (н.у.). Вычислите эквивалентную массу оксида и эквивалентную массу металла. Чему равна атомная масса металла?

    Нормальные условия по Международной системе единиц (СИ): давление 1,013·105 Па (760 мм рт. ст., 1 атм), температура 273 К или 0°С.

    Решение. Согласно закону эквивалентов массы (объемы) реагирующих друг с другом веществ m1 и m2 пропорциональны их эквивалентным массам (объемам):

    m1э(1) = m2э(2)(1)

    m(МеО)/Мэ(МеО) = m(Н2)/Мэ2)(2)

    Если одно из веществ находится в газообразном состоянии, то, как правило, его количество измеряется в объемных единицах (мл, л, м 3).

    Объем, занимаемый при данных условиях мольной или эквивалентной массой газообразного вещества, называется мольным или, соответственно, эквивалентным объемом этого вещества. Мольный объем любого газа при н.у. равен 22,4 л. Отсюда эквивалентный объем водорода (Vэ) молекула которого состоит из двух атомов, т.е. содержит два моля атомов водорода, равен 22,4:2 = 11,2 л. В формуле (2) отношение mH2 ? МЭ(Н2) заменяем равным ему отношением VH2 ? VЭ(Н2), где VH2 - объем водорода, VЭ(Н2) эквивалентный объем водорода:

    m(МеО)/Мэ(МеО) = V(Н2)/Vэ2)(3)

    Из уравнения (3) находим эквивалентную массу оксида металла МЭ(МеО)

    7,09/МЭ(МеО) = 2,24/11,2; МЭ(МеО) = 7,09·11,2/2,24 = 35,45 г/моль.

    Согласно закону эквивалентов МЭ(МeO) = МЭ(Мe) + МЭ(O2),

    отсюда

    МЭ(Мe) = МЭ(МeО) - МЭ(O2) = 35,45 - 8 = 27,45 г/моль.

    Мольная масса металла определяется из соотношения:

    МЭ = А/В,

    Где: МЭ - эквивалентная масса, г/моль

    А -- мольная масса металла, г/моль

    В -- валентность элемента;

    А = Мэ·В = 27,45•2 = 54,9 г/моль.

    Так как атомная масса в а.е.м. численно равна мольной (молярной) массе, выражаемой в г/моль, то искомая атомная масса металла 54,9 а.е.м.

    Пример 4

    Сколько граммов металла, эквивалентная масса которого 12,16 г/моль, взаимодействует с 310 см3 кислорода (н.у.)?

    Решение. Так как мольная (молярная) масса 02 (32 г/моль) при н.у. занимает объем 22,4 л, то объем эквивалентной массы кислорода (8 г/моль) будет 22,4: 4=5,6 л. =5600 см3. По закону эквивалентов

    Пример 5

    Вычислите эквиваленты и эквивалентные массы Н2SO4 и А1(ОН)3 в реакциях, выраженных уравнениями:

    Решение. Эквивалент (эквивалентная масса) сложного вещества, как и эквивалент (эквивалентная масса) элемента, может иметь различные значения и зависит от того, в какую реакцию обмена вступает это вещество. Эквивалентная масса кислоты (основания) равна мольной массе (М), деленной на число атомов водорода, замещенных в этой реакции на металл (на число вступающих в реакцию гидроксильных групп). Следовательно, эквивалентная масса H2SO4 реакции (1) MH2SO4= 98 г?моль, в реакции (2) MH2SO4 ? 2 = 49 г/моль. Эквивалентная масса А1(ОН)3 в реакции (3) МА1(ОН)3 = 78 г/моль, а в реакции (4) МА1(ОН)3 ? 3 = 26 г/моль.

    Задачу можно решить и другим способом. Так как H2SO4 взаимодействует с одной эквивалентной массой КОН и двумя эквивалентными массами магния, то ее эквивалентная масса равна в реакции (1) М / l г/моль и в реакции (2) M ? 2 г/моль. А1(ОН)3 взаимодействует с одной эквивалентной массой НС1 и тремя эквивалентными массами НNО3, поэтому его эквивалентная масса в реакции (3) равна М ? 1 г/моль, в реакции (4) М / 3 г/моль. Эквиваленты H2SO4 в уравнениях (1) и (2) соответственно равны 1 моль и 1/2 моль; эквиваленты А1(ОН)3 в уравнениях (3) и (4) соответственно равны 1 моль и 1/3 моль.

    Пример 6

    Из 3,85 г нитрата металла получено 1,60 г его гидроксида. Вычислите эквивалентную массу металла (МЭ(Ме)).

    Решение. При решении задачи следует иметь в виду: а) эквивалент (эквивалентная масса) гидроксида равен сумме эквивалентов (эквивалентных масс) металла и гидроксильной группы; б) эквивалент (эквивалентная масса) соли равен сумме эквивалентов (эквивалентных масс) металла и кислотного остатка. Вообще эквивалент (эквивалентная масса) химического соединения равен сумме эквивалентов (эквивалентных масс) составляющих его частей.

    Учитывая сказанное, подставляем соответствующие данные в уравнение (1) примера 3:

    3,85/1,60 = (Мэ(Ме) + Мэ(NО3-)) / (Мэ(Ме) + Мэ(ОН-));

    3,85/1,60 = (Мэ(Ме) + 62) / (Мэ(Ме) + 17);

    Мэ(Ме) = 15 г/моль.

    Пример 7

    В какой массе Са(ОН)2 содержится столько же эквивалентов, сколько в 312г А1(ОН)3?

    Решение. Эквивалентная масса Аl(ОН)3 равна 1/3 его мольной массы, т.е. 78/3 = =26 г/моль. Следовательно, в 312 г А1(ОН)з содержится 312/26 =12 эквивалентов. Эквивалентная масса Са(ОН)2 равна 1/2 его мольной массы, т.е. 37 г/моль. Отсюда 12 эквивалентов составляют 37 г/моль · 12 моль =444 г.

    Пример 8

    Вычислите абсолютную массу молекулы серной кислоты в граммах.

    Решение. Моль любого вещества (см. пример 1) содержит постоянную Авогадро NA структурных единиц (в нашем примере молекул). Мольная масса Н2SO4 равна 98,0 г/моль. Следовательно, масса одной молекулы 98 / (6,02*1023) = 1,63•10-22 г.

    Контрольные вопросы

    1. Из 3,31 г нитрата металла получается 2,78 г его хлорида. Вычислите эквивалентную массу этого металла. Ответ: 103,6 г/мопь.

    2. Напишите уравнения реакций Fе(ОН)з с хлороводородной (соляной) кислотой, при которых образуются следующие соединения железа: а) хлорид дигидроксожелеза; б) дихлорид гидроксожелеза; в) трихлорид железа. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу Fе(ОН)з в каждой из этих реакций.

    3. Избытком гидроксида калия подействовали на растворы: а) дигидрофосфата калия; б) нитрата дигидроксовисмута (III). Напишите уравнения реакций этих веществ с КОН и определите их эквиваленты и эквивалентные массы.

    4. В каком количестве Сг(ОН)3 содержится столько же эквивалентов, сколько в 174,96 г Мg(ОН)2. Ответ: 174 г.

    5. Избытком хлороводородной (соляной) кислоты подействовали на растворы: а) гидрокарбоната кальция; б) дихлорида гидроксоалюминия. Напишите уравнения реакций этих веществ с НС1 и определите их эквиваленты и эквивалентные массы.

    6. При окислении 16,74 г двухвалентного металла образовалось 21,54 г оксида. Вычислите эквивалентные массы металла и его оксида. Чему равны мольная и атомная массы металла?

    7. При взаимодействии 3,24 г трехвалентного металла с кислотой выделяется 4,03 л водорода (н.у.). Вычислите эквивалентную, мольную и атомную массы металла.

    8. Исходя из мольной массы углерода и воды, определите абсолютную массу атома углерода и молекулы воды в граммах. Ответ: 2,0·10-23 г, 3,0·10-23 г.

    9. На нейтрализацию 9,797 г ортофосфорной кислоты израсходовано 7,998г NaOH. Вычислите эквивалент, эквивалентную массу и основность НзР04 в этой реакции. На основании расчета напишите уравнение реакции. Ответ: 0,5 моль, 49 г/моль, 2.

    10. На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты НзРОз израсходовано 1,291 г КОН. Вычислите эквивалент, эквивалентную массу и основность кислоты. На основании расчета напишите уравнение реакции. Ответ: 0,5 моль, 41 г/моль, 2.

    11. Определите эквивалент и эквивалентную массу фосфора, кислорода и брома в соединениях РН3, Н2О, HBr.

    12. В какой массе NaOH содержится столько же эквивалентов, сколько в 140 г КОН? Ответ: 100 г.

    13. Из 1,35 г оксида металла получается 3,15 г его нитрата. Вычислите эквивалентную массу этого металла. Ответ: 32, 5 г/моль.

    14. Из 1,3 г гидроксида металла получается 2,85 г его сульфата. Вычислите эквивалентную массу этого металла. Ответ; 9 г/моль.

    15.Оксид трехвалентного элемента содержит 31,58% кислорода. Вычислите эквивалентную, мольную и атомную массы этого элемента.

    16. Чему равен эквивалентный объем водорода? Вычислите эквивалентную массу металла, если на восстановление 1,017 г его оксида израсходовалось 0,28 л водорода (н.у.). Ответ: 32, 68 г/моль.

    17. Выразите в молях:

    а) 6,02·1022 молекул С2Н2;

    б) 1,80·1024 атомов азота;

    в) 3,01·1023 молекул NН3.

    Какова мольная масса указанных веществ?

    18. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу НзР04 в реакциях образования:

    a) гидрофосфата;

    б) дигидрофосфата;

    в) ортофосфата.

    19. В 2,48 г оксида одновалентного металла содержится 1,84 г металла. Вычислите эквивалентные массы металла и его оксида. Чему равна мольная и атомная масса этого металла?

    20. Чему равен при н.у. эквивалентный объем кислорода? На сжигание 1,5 г двухвалентного металла требуется 0,69 л кислорода (н.у.). Вычислите эквивалентную массу, мольную массу и атомную массу этого металла.

    ТЕМА: Строение атома

    Пример 1

    Что такое квантовые числа? Какие значения они могут принимать?

    Решение. Движение электрона в атоме носит вероятностный характер. Околоядерное пространство, в котором с наибольшей вероятностью (0,9--0,95) может находиться электрон, называется атомной орбиталью (АО). Атомная орбиталь, как любая геометрическая фигура, характеризуется тремя параметрами (координатами), получившими название квантовых чисел (n,?,m?). Квантовые числа принимают не любые, а определенные, дискретные (прерывные) значения. Соседние значения квантовых чисел различаются на единицу. Квантовые числа определяют размер (n), форму (?) и ориентацию (m1) атомной орбитали в пространстве. Занимая ту или иную атомную орбиталь, электрон образует электронное облако, которое у электронов одного и того же атома может иметь различную форму. Формы электронных облаков аналогичны АО. Их также называют электронными или атомными орбиталями. Электронное облако характеризуется четырьмя квантовыми числами (n, ?, m? и ms). Эти квантовые числа связаны с физическими свойствами электрона, и число n (главное квантовое число) характеризует энергетический (квантовый) уровень электрона; число ? (орбитальное) -- момент количества движения (энергетический подуровень), число m? (магнитное) -- магнитный момент, ms-- спин. Спин электрона возникает за счет вращения его вокруг собственной оси. Электроны в атоме должны отличаться хотя бы одним квантовым числом (принцип Паули), поэтому в АО могут находиться не более двух электронов, отличающихся своими спинами (ms = ± 1/2).

    Таблица 1

    Значения квантовых чисел и максимальное число электронов на квантовых уровнях и подуровнях

    Квантовый

    Магнитное квантовое число, ml

    Число квантовых состояний (орбиталей)

    Максимальное число электро-нов

    уровень

    подуровень

    обозна-чение

    главное квантовое число, n

    обозна-чение

    орбитальное квантовое число, l

    в под-уровне (2l+1)

    в уров-не n2

    в под-уровне (2l+1)

    в уров-не n2

    K

    1

    s

    0

    0

    1

    1

    2

    2

    L

    2

    s

    0

    0

    0

    4

    2

    8

    p

    1

    -1; 0; +1

    3

    6

    M

    s

    0

    0

    1

    2

    p

    1

    -1; 0; +1;

    3

    9

    6

    18

    d

    2

    -2;-1; 0; +1; +2

    5

    10

    N

    4

    s

    0

    0

    1

    2

    p

    1

    -1; 0; +1

    3

    6

    d

    2

    -2; -1; 0; +1; +2

    5

    16

    10

    32

    f

    3

    -3; -2; -1; 0; +1;+2; +3;

    7

    14

    Пример 2

    Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 16 и 22. Покажите распределение электронов этих атомов по квантовым (энергетическим) ячейкам.

    Решение. Электронные формулы отображают распределение электронов в атоме по энергетическим уровням, подуровням (атомным орбиталям). Электронная конфигурация обозначается группами символов, где n -- главное квантовое число, ? -- орбитальное квантовое числов (вместо него указывают соответствующее буквенное обозначение -- s, p, d, f), х -- число электронов в данном подуровне (орбитали). При этом следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором он обладает наименьшей энергией -- меньшая сумма n + ? (правило Клечковского). Последовательность заполнения энергетических уровней и подуровней следующая:

    1s>2s> 2р> 3s> 3р> 4s> 3d> 4р> 5s> 4d> 5р> 6s> 5d1 >4f> 5d> 6р> 7s >6d1 >5f> 6d> 7р

    Так как число электронов в атоме того или иного элемента равно его порядковому номеру в таблице Д.И. Менделеева, то для элементов № 16 (сера) и № 22 (титан) электронные формулы имеют вид

    16S 1s2 2s2 63s24; 22Ті 1s22s263s263d24s2

    Электронная структура атома может быть изображена также в виде схем размещения электронов в квантовых (энергетических) ячейках, которые являются схематическим изображением атомных орбиталей (АО). Квантовую ячейку обозначают в виде прямоугольника ?, кружка О или линейки -, а электроны в этих ячейках обозначают стрелками ^v. В каждой квантовой ячейке может быть не более двух электронов с противоположными спинами. В данном пособии применяют прямоугольники ?. Орбитали данного подуровня заполняются сначала по одному электрону с одинаковыми спинами, а затем по второму электрону с противоположными спинами (правило Хунда).

    Контрольные вопросы

    21. Какие значения могут принимать квантовые числа n, l, ml и ms, характеризующие состояние электронов в атоме? Какие значения они принимают для последнего электрона атома магния?

    22. Какие из электронных формул, отражающих строение невозбужденного атома некоторого элемента неверны:

    а)1s22s253s1

    б)1s22s26

    в)1s22s263s263d4

    г)1s22s263s264s2

    д) 1s22s263s23d2.

    Атомам, каких элементов отвечают правильно составленные электронные формулы?

    23. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 24 и 33, учитывая, что у первого происходит "провал" одного 4s-электрона на Зd-подуровень. Чему равен максимальный спин d-электронов у атомов первого и р-электронов у атомов второго элементов?

    24. Квантовые числа для электронов внешнего энергетического уровня атомов некоторого элемента имеют следующие значения: п =4; l=0; m1=0; ms= ±1/2. Напишите электронную формулу атома этого элемента и определите, сколько свободных 3d-орбиталей он содержит.

    25. В чем заключается принцип Паули? Может ли быть на каком-нибудь подуровне атома р7- или d12-электронов? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента с порядковым номером 22 и укажите его валентные электроны.

    26. Составьте электронные формулы атомов, элементов с порядковыми номерами 32 и 42, учитывая, что у последнего происходит "провал" одного 5s-электрона на 4d-подуровень. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

    27. Составьте электронные формулы атомов, элементов с порядковыми номерами 12 и 38. Какими четырьмя квантовыми числами можно описать последний электрон?

    28. Составьте электронные формулы атомов, элементов с порядковыми номерами 17 и 53. Какими четырьмя квантовыми числами можно описать последний электрон?

    29. Составьте электронные формулы атомов, элементов с порядковыми номерами 11 и 37. Какими четырьмя квантовыми числами можно описать последний электрон?

    30. Каким элементам соответствуют следующие электронные формулы:

    а) 1s22s263s264s2;

    б) 1s22s263s22?

    Распределите электроны по квантовым ячейкам. К каким электронным семействам они относятся?

    31. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 9 и 28. Покажите распределение электронов этих атомов по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

    32. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 16 и 26. Распределите электроны этих атомов по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

    33. Какое максимальное число электронов могут занимать s-, р-, d- и f-орбитали данного энергетического уровня? Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 31.

    34. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 25 и 34. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

    35. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4s или 3d; 5s или 4р. Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 21.

    36. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 4d или 5s; 6s или 5р? Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 43.

    37. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 14 и 40. Сколько свободных d-орбиталей у атомов последнего элемента?

    38. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 15 и 28. Чему равен максимальный спин р-электронов у атомов первого и d-электронов у атомов второго элемента?

    39. Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 21 и 23. Сколько свободных d-орбиталей в атомах этих элементов?

    40. Сколько и какие значения может принимать магнитное квантовое число ml при орбитальном числе L = 0, 1, 2 и З? Какие элементы в периодической системе называют s-, р-, d- и f-элементами? Приведите примеры.

    ТЕМА: Периодическая система элементов Д.И. Менделеева

    Пример 1

    Какую высшую и низшую степени окисления проявляют мышьяк, селен и бром? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.

    Решение. Высшую степень окисления элемента определяет номер группы периодической системы Д.И. Менделеева, в которой он находится. Низшая степень окисления определяется тем условным зарядом, который приобретает атом при присоединении того количества электронов, которое необходимо для образования устойчивой восьмиэлектронной оболочки (ns2np6).

    Данные элементы находятся соответственно в VA, VIA, VIIA-группах и имеют структуру внешнего энергетического уровня s2p3, s2p4 и s2p5 . Ответ на вопрос см. табл. 2.

    Таблица 2

    Степени окисления мышьяка, селена, брома

    Элемент

    Степень окисления

    Высшая Низшая

    Соединения

    As

    +5 -3

    H3AsO4; H3As

    Se

    +6 -2

    SeO3; Na2Se

    Br

    +7 -1

    KBrO4; KBr

    Пример 2

    У какого из элементов четвертого периода -- марганца или брома -- сильнее выражены металлические свойства?

    Решение. Электронные формулы данных элементов

    25Mn 1s22s22p63s23p63d54s2

    35Br 1s22s22p63s23p63d104s24p5

    Марганец -- d-элемент VIIB-группы, а бром -- р-элемент VIIA-группы. На внешнем энергетическом уровне у атома марганца два электрона, а у атома брома -- семь. Атомы типичных металлов характеризуются наличием небольшого числа электронов на внешнем энергетическом уровне, и, следовательно, тенденцией терять эти электроны. Они обладают только восстановительными свойствами и не образуют элементарных отрицательных ионов. Элементы, атомы которых на внешнем энергетическом уровне содержат более трех электронов, обладают определенным сродством к электрону, а, следовательно, приобретают отрицательную степень окисления и даже образуют элементарные отрицательные ионы. Таким образом, марганец, как и все металлы, обладает только восстановительными свойствами, тогда как для брома, проявляющего слабые восстановительные свойства, более свойственны окислительные функции. Общей закономерностью для всех групп, содержащих р- и d-элементы, является преобладание металлических свойств у d-элементов. Следовательно, металлические свойства у марганца сильнее выражены, чем у брома.

    Пример 3

    Как зависят кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов от степени окисления атомов элементов, их образующих? Какие гидроксиды называются амфотерными?

    Решение. Если данный элемент проявляет переменную степень окисления и образует несколько оксидов и гидроксидов, то с увеличением степени окисления свойства последних меняются от основных к амфотерным и кислотным. Это объясняется характером электролитической диссоциации (ионизации) гидроксидов МеОН, которая в зависимости от сравнительной прочности и полярности связей Ме -- О и О -- Н может протекать по двум типам:

    МеОН - Меn++nОН- (1) МеОН - МеО-+ (II)

    Полярность связей, в свою очередь, определяется разностью электроотрицательностей компонентов, размерами и эффективными зарядами атомов. Диссоциация по кислотному типу (II) протекает, если Эон < ЭЭО (высокая степень окисления), а по основному типу (1), если Эон > Ээо (низкая степень окисления); Если прочности связей О--Н и Э--О близки или равны, диссоциация гидроксида может одновременно протекать и по (I), и по (II) типам. В этом случае речь идет об амфотерных электролитах.

    Эn++nОН-- - Э(ОН)n - HnЭОn - nH++ЭОnn+

    как основание как кислота

    Э-элемент, n-его положительная степень окисления В кислой среде амфолит проявляет основной характер, а в щелочной среде - кислый характер.

    Контрольные вопросы

    41. У какого из р-элементов пятой группы периодической системы -- фосфора или сурьмы -- сильнее выражены неметаллические свойства? Какое из водородных соединений данных элементов более сильный восстановитель? Ответ мотивируйте строением атома этих элементов.

    42. Исходя из положения металла в периодической системе, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов более сильное основание: Ва (ОН)2 или Mg(OH)2, Ca(OH)2 или Fe(OH)2 , Са(OH)2 или Sr(OH)2?

    43. Исходя из степени окисления атомов соответствующих элементов, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов является более сильным основанием: Cu(OH) или Си(ОН)2; Fe(OH)2 или Fe(OH)3; Sn(OH)2 или Sn(OH)4? Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида олова (II).

    44. Какую низшую степень окисления проявляют водород, фтор, сера и азот? Почему? Составьте формулы соединений кальция с данными элементами в этой их степени окисления. Как называются соответствующие соединения?

    45. Какую низшую и высшую степени окисления проявляют кремний, мышьяк, селен и хлор? Почему? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.

    46. Хром образует соединения, в которых он проявляет степени окисления +2, +3, +6. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида хрома (III).

    47. Атомные массы элементов в периодической системе непрерывно увеличиваются, тогда, как свойства простых тел изменяются периодически. Чем это можно объяснить? Дайте мотивированный ответ.

    48. Какова современная формулировка периодического закона? Объясните, почему в периодической системе элементов аргон, кобальт, теллур и торий помещены соответственно перед калием, никелем, йодом и протактинием, хотя и имеют большую атомную массу?

    49. Какую низшую и высшую степени окисления проявляют углерод, фосфор, сера и йод? Почему? Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающих этим степеням окисления.

    50. Атомы каких элементов четвертого периода периодической системы образуют оксид, отвечающий их высшей степени окисления Э2О5? Какой из них дает газообразное соединение с водородом? Составьте формулы кислот, отвечающих этим оксидам, и изобразите их графически?

    51. Исходя из положения германия и технеция в периодической системе, составьте формулы мета-, ортогерманиевой кислот и оксида технеция, отвечающие их высшей степени окисления. Изобразите формулы этих соединений графически.

    52. Что такое энергия ионизации? В каких единицах она выражается? Как изменяется восстановительная активность s- и р-элементов в группах периодической системы с увеличением порядкового номера? Почему?

    53. Что такое электроотрицательность? Как изменяется электроотрицательность р- элементов в периоде, в группе периодической системы с увеличением порядкового номера? Почему?

    54. Исходя из положения германия, молибдена и рения в периодической системе, составьте формулы водородного соединения германия, оксида молибдена и рениевой кислоты, отвечающие их высшей степени окисления. Изобразите формулы этих соединений графически.

    55. Что такое сродство к электрону? В каких единицах оно выражается? Как изменяется окислительная активность неметаллов в периоде и в группе периодической системы с увеличением порядкового номера? Ответ мотивируйте строением атома соответствующего элемента.

    56. Составьте формулы оксидов и гидроксидов элементов третьего периода периодической системы, отвечающих их высшей степени окисления. Как изменяется кислотно-основной характер этих соединений при переходе от натрия к хлору? Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида алюминия.

    57. Какой из элементов четвертого периода -- ванадий или мышьяк -- обладает более выраженными металлическими свойствами? Какой из этих элементов образует газообразное соединение с водородом? Ответ мотивируйте, исходя из строения атомов этих элементов.

    58. Марганец образует соединения, в которых он проявляет степень окисления +2, +3 +4; +6, +7. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида марганца (IV).

    59. У какого элемента четвертого периода -- хрома или селена -- сильнее выражены металлические свойства? Какой из этих элементов образует газообразное соединение с водородом? Ответ мотивируйте строением атомов хрома и селена

    60. Какую низшую степень окисления проявляют хлор, сера, азот и углерод? Почему? Составьте формулы соединений алюминия с данными элементами в этой степени окисления. Как называются соответствующие соединения?

    ТЕМА: Химическая связь и строение молекул. Конденсированное состояние вещества

    Пример 1

    Какую валентность, обусловленную неспаренными электронами (спин-валентность), может проявлять фосфор в нормальном и возбужденном (*) состояниях?

    Решение. Распределение электронов внешнего энергетического уровня фосфора …3s2 Зр3 (учитывая правило Хунда, 3s2 ЗрX ЗрУ ЗрZ) по квантовым ячейкам имеет вид:

    Атомы фосфора имеют свободные d-орбитали, поэтому возможен переход одного 3s-электрона в Зd-состояние:

    Отсюда валентность (спинвалентность) фосфора в нормальном состоянии равна трем, а в возбужденном -- пяти.

    Пример 2

    Что такое гибридизация валентных орбиталей? Какое строение имеют молекулы типа АВn, если связь в них образуется за счет sp-, sp2-, sp3- гибридизации орбиталей атома А?

    Решение. Теория валентных связей (ВС) предполагает участие в образовании ковалентных связей не только «чистых» АО, но и «смешанных», так называемых гибридных, АО. При гибридизации первоначальная форма и энергия орбиталей (электронных облаков) взаимно изменяются и образуются орбитали (облака) новой одинаковой формы и одинаковой энергии. Число гибридных орбиталей (q) равно числу исходных. Ответ на поставленный вопрос отражен в табл.3.

    Таблица 3

    Гибридизация орбиталей и пространственная конфигурация молекул

    Тип молекулы

    Исходные орбитали атома А

    Тип гибридизации

    Число гибридных орбиталей атома А

    Пространственная конфигурация молекулы

    АВ2

    s+p

    sp

    2

    Линейная

    АВ3

    s+p+p

    sp2

    3

    Треугольная

    АВ4

    s+p+p+p

    sp3

    4

    Тетраэдрическая

    Пример 3

    Как метод молекулярных орбиталей (МО) описывает строение двухатомных гомоядерных молекул элементов второго периода?

    Решение. Метод валентных связей (ВС) не может объяснить целый ряд свойств и строение некоторых молекул (парамагнетизм молекулы О2, большую прочность связей в молекулярных ионах F2+ и О2+, чем, соответственно, в молекулах F2 и О2; меньшую прочность связи в ионе N2+, чем в молекуле N2; существование молекулярного иона Не2+ и неустойчивость молекулы Не2; и т.п.). Более плодотворным оказался другой подход к объяснению ковалентной связи -- метод молекулярных орбиталей (МО). В методе МО состояние молекулы описывается как совокупность электронных молекулярных орбиталей. При этом число молекулярных орбиталей равно сумме атомных орбиталей. Молекулярной орбитали, возникающей от сложения атомных орбиталей (АО), соответствует более низкая энергия, чем исходным орбиталям. Такая МО имеет повышенную электронную плотность в пространстве между ядрами, способствует образованию химической связи и называется связывающей. Молекулярной орбитали, образовавшейся от вычитания атомных, соответствует более высокая энергия, чем атомным орбиталям. Электронная плотность в этом случае сконцентрирована за ядрами атомов, а между ними равна нулю. Подобные МО энергетически менее выгодны, чем исходные АО, они приводят к ослаблению химической связи и называются разрыхляющими. Электроны, занимающие связывающие и разрыхляющие орбитали, называют соответственно связывающими (cв) и разрыхляющими (разр.) электронами. Заполнение молекулярных орбиталей происходит при соблюдении принципа Паули и правила Хунда по мере увеличения их энергии в такой последовательности:

    усв1s<уразр1s<усв2s<уразр2s<усвxсвусвzразруразрzразрx

    Энергетическая схема образования молекулярных орбиталей из атомных для двухатомных гомоядерных (одного и того же элемента) молекул элементов второго периода дана в учебнике «Химия» Н.Л. Глинка

    Следует отметить, что при образовании молекул В2, С2 и N2 энергия связывающей у2рх,-орбитали больше энергии связывающих р2pу- и р2рz-орбиталей, тогда как в молекулах О2 и F2, наоборот, энергия связывающих р2pу- и р2рz-орбитапей больше энергии связывающей у2рх-орбитали. Это нужно учитывать при изображении энергетических схем («Химия» Н.Л. Глинка) соответствующих молекул.

    Порядок связи в молекуле определяется разностью между числом связывающих и разрыхляющих электронов, деленной на два. Порядок связи может быть равен нулю (молекула не существует), целому или дробному положительному числу.

    Контрольные вопросы

    61. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы Не2 и молекулярного иона Не2+ по методу молекулярных орбиталей. Как метод МО объясняет устойчивость иона Не2+ и невозможность существования молекулы Не2?

    62. Какую химическую связь называют водородной? Между молекулами каких веществ она образуется? Почему Н2О и HF, имея меньшую молекулярную массу, плавятся и кипят при более высоких температурах, чем их аналоги?

    Рис.1. Энергетическая схема образования молекулярных орбиталей из атомных для гомоядерных молекул второго периода

    63. Какую химическую связь называют ионной? Каков механизм ее образования? Какие свойства ионной связи отличают ее от ковалентной? Приведите два примера типичных ионных соединений. Напишите уравнения превращения соответствующих ионов в нейтральные атомы.

    64. Что следует понимать под степенью окисления атома? Определите степень окисления атома углерода и его валентность, обусловленную числом неспаренных электронов, в соединениях СН4, СН3ОН, НСООН, СО2.

    65. Какие силы молекулярного взаимодействия называют ориентационными, индукционными и дисперсионными? Когда возникают эти силы и какова их природа?

    66. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулярного иона Н2- и молекулы Н2 по методу молекулярных орбиталей. Где энергия связи больше? Почему?

    67. Какие электроны атома бора участвуют в образовании ковалентных связей? Как метод валентных связей (ВС) объясняет симметричную треугольную форму молекулы ВFз?

    68. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы О2 по методу молекулярных орбиталей (МО). Как метод МО объясняет парамагнитные свойства молекулы кислорода?

    69. Нарисуйте энергетическую схему образования молекул F2 по методу молекулярных орбиталей (МО). Сколько электронов находится на связывающих и разрыхляющих орбиталях? Чему равен порядок связи в этой молекуле?

    70. Нарисуйте энергетическую схему образования молекулы N2 по методу молекулярных орбиталей (МО). Сколько электронов находится на связывающих и разрыхляющих орбиталях? Чему равен порядок связи в этой молекуле?

    71. Какую химическую связь называют ковалентной? Чем можно объяснить направленность ковалентной связи? Как метод валентных связей (ВС) объясняет строение молекулы воды?

    72. Какую ковалентную связь называют полярной? Что служит количественной мерой полярности ковалентной связи? Исходя из значений электроотрицательности атомов соответствующих элементов, определите, какая из связей: HI, IC?, BrF -- наиболее полярна.

    73. Какой способ образования ковалентной связи называют донорно-акцепторным? Какие химические связи имеются в ионах NH4+ и BF4-. Укажите донор и акцептор.

    74. Как метод валентных связей (ВС) объясняет линейное строение молекулы BeC12 и тетраэдрическое СН4?

    75. Какую ковалентную связь называют у-связью и какую р-связью? Разберите на примере строения молекулы азота.

    76. Сколько неспаренных электронов имеет атом хлора в нормальном и возбужденном состояниях? Распределите эти электроны по квантовым ячейкам. Чему равна валентность хлора, обусловленная неспаренными электронами?

    77. Распределите электроны атома серы по квантовым ячейкам. Сколько неспаренных электронов имеют ее атомы в нормальном и возбужденном состояниях? Чему равна валентность серы, обусловленная неспаренными электронами?

    78. Что называют электрическим моментом диполя? Какая из молекул НС1, НВг, HI имеет наибольший момент диполя? Почему?

    79. Какие кристаллические структуры называют ионными, атомными, молекулярными и металлическими? Кристаллы каких веществ: алмаз, хлорид натрия, диоксид углерода, цинк -- имеют указанные структуры?

    80. Как метод валентных связей (ВС) объясняет угловое строение молекул H2S и линейное молекулы СО2?

    ТЕМА: Энергетика химических процессов (термохимические расчеты)

    При решении задач этого раздела данные для расчетов необходимо взять в таблице этого раздела и в справочнике физико-химических величин.

    Науку о взаимных превращениях различных видов энергии называют термодинамикой. Термодинамика устанавливает законы этих превращений, а также направление самопроизвольного течения различных процессов в данных условиях.

    В результате химических реакций происходят глубокие качественные изменения в системе, рвутся связи в исходных веществах и возникают новые связи в конечных продуктах. Эти изменения сопровождаются поглощением или выделением энергии. В большинстве случаев этой энергией является теплота. Раздел термодинамики, изучающий тепловые эффекты химических реакций, называют термохимией. Реакции, которые сопровождаются выделением теплоты, называют экзотермическими, а те, которые сопровождаются поглощением теплоты, -- эндотермическими. Теплоты реакций являются, таким образом, мерой изменения свойств системы, и знание их может иметь большое значение при определении условий протекания тех или иных реакций.

    При любом процессе соблюдается закон сохранения энергии как проявление более общего закона природы -- закона сохранения материи. Теплота Q, поглощенная системой, идет на изменение ее внутренней энергии ДU и на совершение работы А:

    Внутренняя анергия системы U-- это общий ее запас, включающий энергию поступательного и вращательного движения молекул, энергию внутримолекулярных колебаний атомов и атомных групп, энергию движения электронов, внутриядерную энергию и т.д. Внутренняя энергия -- полная энергия системы без потенциальной энергии, обусловленной положением системы в пространстве, и без кинетической энергии системы как целого. Абсолютное значение внутренней энергии U веществ неизвестно, так как нельзя привести систему в состояние, лишенное энергии. Внутренняя энергия, как и любой вид энергии, является функцией состояния, т.е. ее изменение однозначно определяется начальным и конечным состоянием системы и не зависит от пути перехода, по которому протекает процесс

    ДU = U2 -- U1,

    где ДU -- изменение внутренней энергии системы при переходе от начального состояния U1 в конечное U2. Если U2 > U1, то ДU > 0. Если U2 < U1, то ДU < 0.

    Теплота и работа функциями состояния не являются, ибо они служат формами передачи энергии и связаны с процессом, а не с состоянием системы. При химически реакциях А -- это работа против внешнего давления, т.е. в первом приближении А = сДV, где ДV - изменение объема системы (V2 - V1). Так как большинство химических реакций проходит при постоянном давлении, то для иэобарно-изотермического процесса (p-const, Т-const) теплота

    Qр = ДU + сДV,

    Qр = (U2 -- U1) + с(V2 - V1)

    Сумму U + сV обозначим через Н, тогда

    Qр= Н2 - Н1= ДН

    Величину Н называют энтальпией. Таким образом, теплота при р=соnst и T=сопst приобретает свойство функции состояния и не зависит от пути, по которому протекает процесс. Отсюда теплота реакции в изобарно-изотермическом процессе Qp равна изменению энтальпии системы ДН (если единственным видом работы является работа расширения):

    Энтальпия, как и внутренняя энергия, является функцией состояния; ее изменение {ДН} определяется только начальными и конечными состояниями системы и не зависит от пути перехода. Нетрудно видеть, что теплота реакции в изохорно-изотермическом процессе (Vсonst; T=соnst), при котором ДV = 0, равна изменению внутренней энергии системы :Qv=ДU

    Теплоты химических процессов, протекающих при р, Т=соnst V,T=const, называют тепловыми аффектами.

    При экзотермических реакциях энтальпия системы уменьшается и ДН < О (H2 < H1), а при эндотермических энтальпия системы увеличивается и ДH > О (H2>H1). В дальнейшем тепловые эффекты всюду выражаются через ДН.

    Термохимические расчеты основаны на законе Гесса: тепловой эффект реакции зависит только от природы и физического состояния исходных веществ и конечных продуктов, но не зависит от пути перехода.

    Часто в термохимических расчетах применяют следствие из закона Гесса: тепловой эффект реакции ДHх.р. равен сумме теплот образования ДНобр продуктов реакции за вычетом суммы теплот образования исходных веществ с учетом коэффициентов перед формулами этих веществ в уравнении реакции.

    Пример 1

    При взаимодействии кристаллов хлорида фосфора (V) с парами воды образуется жидкий РОС1з и хлористый водород. Реакция сопровождается выделением 111,4 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции.

    Решение. Уравнения реакций, в которых около символов химических соединений указываются их агрегатные состояния или кристаллическая модификация, а также численное значение тепловых эффектов, называют термохимическими. В термохимических уравнениях, если это специально не оговорено, указываются значения тепловых эффектов при постоянном давлении Qр равные изменению энтальпии системы ДН.

    Значение ДН приводят обычно в правой части уравнения, отделяя его запятой или точкой с запятой. Приняты следующие сокращенные обозначения агрегатного состояния веществ: г -- газообразное, ж -- жидкое, к -- кристаллическое. Эти символы опускаются, если агрегатное состояние веществ очевидно.

    Если в результате реакции выделяется теплота, то ДН < О. Учитывая сказанное, составляем термохимическое уравнение данной в примере реакции:

    РCl5(к) + H2O(г) = POCl3(ж) + 2HCl(г)? ДНх.р.=-111,4кДж

    Таблица 4

    Стандартные теплоты (энтальпии) образования ДНо298 некоторых веществ

    Вещество

    Состояние

    ДНо298,

    кДж/моль

    Вещество

    Состояние

    ДНо298,

    кДж/моль

    С2Н2

    г

    +226,75

    СО

    г

    -110,52

    СS2

    г

    +115,28

    СН3ОН

    г

    -201,17

    NO

    г

    +90,37

    С2Н5ОН

    г

    -235,31

    С6Н6

    г

    +82,93

    Н2О

    г

    -241,83

    С2Н4

    г

    +52,28

    Н2О

    ж

    -285,84

    Н2S

    г

    -20,15

    NH4Cl

    к

    -315,39

    NH3

    г

    -46,19

    СО2

    г

    -393,51

    СН4

    г

    -74,85

    Fe2O3

    к

    -822,10

    С2Н6

    г

    -84,67

    Са(ОН)2

    к

    -986,50

    НС1

    г

    -92,31

    А12О3

    к

    -1669,80

    TiO2

    к

    -943,9

    Пример 2

    Реакция горения этана выражается термохимическим уравнением

    С2Н6(г) +3 1/2О2=2СО2(г)+3Н2О(ж)? ДНхр= -1559,87 кДж

    Вычислите теплоту образования этана, если известны теплоты образования СО2 (г) и Н2О (ж) (табл. 4).

    Решение. Теплотой образования (энтальпией) данного соединения называют тепловой эффект реакции образования 1 моль этого соединения из простых веществ, взятых в их устойчивом состоянии при данных условиях.

    Обычно теплоты образования относят к стандартному состоянию, т.е. 25° С (298 К) и 1,013·105 Па, и обозначают через ДНо298.Так как тепловой эффект с температурой изменяется незначительно, то здесь и в дальнейшем индексы опускаются и тепловой эффект обозначается через ДН. Следовательно, нужно вычислить тепловой эффект реакции, термохимическое уравнение которой имеет вид

    2С (графит) + 3Н2(г) = С2Н6(г); ДН = ?

    исходя из следующих данных:

    а) С2Н6 (г) + 31/2 О2 (г) = 2 СО2 (г) + 3Н2О (ж); ДН = -1559,87 кДж

    б) С (графит) + О2 (г) = СО2 (г); ДН = -393,51 кДж

    в) H2 (г) + 1/2 О2 = Н2О (ж)ДН = -285,84 кДж

    На основании закона Гесса с термохимическими уравнениями можно оперировать так же, как и с алгебраическими. Для получения искомого результата следует уравнение (б) умножить на 2, уравнение (в) - на 3, а затем сумму этих уравнений вычесть из уравнения (а):

    С2Н6 (г) + 31/2 О2 (г) - 2 С - 2 О2 (г) - 3Н2 - 3/2 О2 = 2СО2 + 3Н2О - 2СО2

    - 3Н2О

    ДН = -1559,87 - 2 (-393,51) - 3 (-285,84) = +84,67 кДж;

    ДН = -1559,87 + 787,02 + 857,52 ;

    C2Н6 = 2 С + 3 Н2; ДН = +84,67 кДж.

    Так как теплота образования равна теплоте разложения с обратным знаком, то ДНC2Н6(г) = - 84,67 кДж.

    К тому же результату придем, если для решения задачи применить вывод из закона Гесса:

    ДНхр=2ДНсо2+3ДНн2о-ДНс2н6-3ЅДНо2

    Учитывая, что теплоты образования простых веществ условно приняты равными нулю

    ДН(с2н6)=2ДНсо2+3ДНн2о-ДНх.р.

    ДН(с2н6)=2(-393,51)+3(-285,84)+1559,87=-84,67?

    ДНобр2н6(г))=-84,67кДж

    Пример 3

    Реакция горения этилового спирта выражается термохимическим уравнением

    С2Н5ОН(ж)+3О2(г)=2СО2(г)+3Н2О(ж); ДН=?

    Вычислите тепловой эффект реакции, если известно, что мольная (молярная) теплота парообразования С2Н5ОН(ж) равна +42,36 кДж и известны теплоты образования С2Н5ОН(г); С02(г); Н2О(ж) (см. табл. 5).

    Решение. Для определения ДН реакции необходимо знать теплоту образования С2Н5ОН (ж). Последнюю находим из данных:

    С2Н5ОН(ж) = С2Н5ОН(г) ДН=+42,36кДж

    +42,36=-235,31-ДНс2н5он(ж)

    ДН(с2н5он(ж))=-235,31-42,36= -277,67кДж

    Вычисляем ДН реакции применяя следствия из закона Гесса:

    ДНх.р.= 2 (-393,51)+3 (-285,84)+277,67=-1366,87кДж

    Контрольные вопросы

    81. Вычислите, сколько теплоты выделится при сгорании 165 л (н.у.) ацетилена С2Н2 , если продуктами сгорания являются диоксид углерода и пары воды? Ответ: 924,88 кДж.

    82. При сгорании газообразного аммиака образуются пары воды и оксид азота. Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 44,8 л NO в пересчете на нормальные условия? Ответ: 452.37 кДж.

    83. Реакция горения метилового спирта выражается термохимическим уравнением

    СН3ОН(ж) + 3/2О2 (г) = СО2 (г) + 2Н2О (ж);ДH = ?

    Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что мольная теплота парообразования CН3ОН (ж) равна +37,4 кДж. Ответ: --726,62 кДж.

    84. При сгорании 11,5 г жидкого этилового спирта выделилось 308,71 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Вычислите теплоту образования С2Н5ОН (ж).Ответ: -277,67 кДж/моль.

    85. Реакция горения бензола выражается термохимическим уравнением

    С6Н6(ж)+7ЅО2(г)=6СО2(г)+3Н2О(г)У ДН=?

    Вычислите тепловой эффект этой реакции, если известно, что мольная теплота парообразования бензола равна +33,9 кДж. Ответ: -3135,58 кДж.

    86. Вычислите тепловой эффект и напишите термохимическое уравнение реакции горения 1 моль этана С2Н6 (г), в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Сколько теплоты выделится при сгорании 1 м3 этана в пересчете на нормальные условия? Ответ: 63742,86 кДж.

    87.Реакция горения аммиака выражается термохимическим уравнением

    4NH3 (г) + 3О2 (г) = 2N2 (г) + 6Н2О (ж);ДН = 1530,28 кДж

    Вычислите теплоту образования NН3 (г). Ответ: - 46.19 кДж/моль.

    88. При взаимодействии 6,3 г железа с серой выделилось 11,31 кДж теплоты. Вычислите теплоту образования сульфида железа FeS. Oтвет; -100,26 кДж/моль.

    89. При сгорании 1 л ацетилена (н.у.) выделяется 56,053 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение реакции, в результате которой образуются пары воды и диоксид углерода. Вычислите теплоту образования С2Н2 (г). Ответ: 226,75 кДж/моль.

    90. При получении эквивалентной массы гидроксида кальция из СаО (к) и Н2О (ж) выделяется 32,53 кДж теплоты. Напишите термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования оксида кальция. Ответ: --635,6 кДж/моль.

    91. Вычислите, какое количество теплоты выделится при восстановлении Fe2O3 металлическим алюминием, если было получено 335,1 г железа. Ответ: 2543.1 кДж.

    92. Газообразный этиловый спирт С2Н5ОН можно получить при взаимодействии этилена С2Н4 (г) и водяных паров. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. Ответ: --45,76 кДж.

    93. Вычислите тепловой эффект реакции восстановления оксида железа (II) водородом, исходя из следующих термохимических уравнений

    FeO + CO (г) = Fe (к) + СО2 (г);ДH = -13,18 кДж

    СО (г) + 1/2 О2 (г) = СО2(г); ДH = -283,0 кДж

    Н2 (г) + 1/2О2 (г) = Н2О (г);ДH = -241,83 кДж

    Ответ: +27,99 кДж.

    94. При взаимодействии газообразных сероводорода и диоксида углерода образуются пары воды и сероуглерод СS2 (г). Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. Ответ: +65,43 кДж.

    95. Напишите термохимическое уравнение реакции между СО (г) и водородом, в результате которой образуются СН4 (г) и Н2О (г). Сколько теплоты выделится при этой реакции, если было получено 67,2 л метана в пересчете на нормальные условия? Ответ: 618,48кДж.

    96. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования NO? Вычислите теплоту образования NО, исходя из следующих термохимических уравнений:

    4NH3 (г) + 5О2 (г) = 4NO (г) + 6Н2О (ж);ДН = -1168,80 кДж

    4NH3 (г) + 3О2 (г) = 2N2 (г) + 6Н2О (ж);ДН = 1530,28 кДж

    Ответ: 90,37 кДж.

    97. Кристаллический хлорид аммония образуется при взаимодействии газообразных аммиака и хлористого водорода. Напишите термохимическое уравнение этой реакции, вычислив ее тепловой эффект. Сколько теплоты выделится, если в реакции было израсходовано 10 л аммиака в пересчете на нормальные условия? Ответ: 78,97 кДж.

    98. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования метана? Вычислите теплоту образования метана, исходя из следующих термохимических уравнений:

    Н2 (г) + 1/2О2 (г) = Н2О (ж); ДН = -285,84 кДж

    С (к) + О2 (г) = СО2 (г);ДН = -393,51 кДж

    СН4 (г) + 2О2 (г) = 2Н2О (ж) + СО2 (г);ДН = -890,31 кДж

    Ответ: -74,88 кДж

    99. Тепловой эффект какой реакции равен теплоте образования гидроксида кальция? Вычислите теплоту образования гидроксида кальция, исходя из следующих термохимических уравнений:

    Са (к) + 1/2О2 (г) = СаО (к); ДН = -635,60 кДж

    Н2 (г) + 1/2О2 = Н2О (ж);ДН = -285,84 кДж

    СаО (к) + Н2О (ж) = Са(ОН)2 (к);ДН = -65,06 кДж

    Ответ: -986,50 кДж.

    100. Тепловой эффект реакции сгорания жидкого бензола с образованием паров воды и диоксида углерода равен -3135,58 кДж. Составьте термохимическое уравнение этой реакции и вычислите теплоту образования C6Н6 (ж).

    Ответ: +49.03 кДж.

    ТЕМА: Химическое сродство

    При решении задач этого раздела данные для расчетов необходимо взять в таблице этого раздела и в справочнике физико-химических величин.

    Самопроизвольно могут протекать реакции, сопровождающиеся не только выделением, но и поглощением теплоты.

    Реакция, идущая при данной температуре с выделением теплоты, при другой температуре проходит с поглощением теплоты. Здесь проявляется диалектический закон единства и борьбы противоположностей. С одной стороны, система стремится к упорядочению (агрегации), к уменьшению энтальпии Н; с другой стороны, система стремится к беспорядку (дезагрегации). Первая тенденция растет с понижением температуры, а вторая -- с повышением температуры. Тенденцию к беспорядку характеризует величина, которую называют энтропией.

    Энтропия S, так же как внутренняя энергия U, энтальпия Н, объем V и др., является свойством вещества, пропорциональным его количеству. Энтропия отражает движение частиц вещества и является мерой неупорядоченности системы. Она возрастает с увеличением движения частиц: при нагревании, испарении, плавлении, расширении газа, при ослаблении или разрыве связей между атомами и т.п. Процессы, связанные с упорядоченностью системы (конденсация, кристаллизация, сжатие, упрочнение связей, полимеризация и т.п.), ведут к уменьшению энтропии. Энтропия является функцией состояния, т.е. ее изменение (ДS) зависит только от начального (S1) и конечного (S2) состояния и не зависит от пути процесса

    ДSх.р.=УS0 прод -УS0 исх

    ДS=S2 -S1 Если S2>S1 , то ДS>0. Если S2<S1 , то ДS<0.

    Так как энтропия растет с повышением температуры, то можно считать, что мера беспорядка ?ТДS . Энтропия выражается в Дж? (моль * К). Таким образом, движущая сила процесса складывается из двух сил: стремления к упорядочению (ДН) и стремления к беспорядку (ТДS). При р = соnst и T = const общую движущую силу процесса, которую обозначают ДG, можно найти из соотношения

    ДП = (Н2 - Н1) - (ТЫ2 - ЕЫ1)жДП = ДН - ТДЫ

    Величина G называется изобарно-изотермическим потенциалом или энергией Гиббса. Итак, мерой химического сродства является убыль энергии Гиббса (ДG), которая зависит от природы вещества, его количества и от температуры. Энергия Гиббса является функцией состояния, поэтому

    ДGх.р. = У ДG прод. - У ДG исх.

    Самопроизвольно протекающие процессы идут в сторону уменьшения потенциала и, в частности, в сторону уменьшения ДG. Если ДG < О, процесс принципиально осуществим; если ДG > О, процесс самопроизвольно проходить не может. Чем меньше ДG, тем сильнее стремление к протеканию данного процесса и тем дальше он от состояния равновесия, при котором

    ДG =О и ДН = TДS.

    Из соотношения ДG = ДН -- TДS видно, что самопроизвольно могут протекать и процессы, для которых ДН > О (эндотермические). Это возможно, когда ДS > О, но |TДS| > |ДН|, и тогда ДG < О. С другой стороны, экзотермические реакции (ДG< О) самопроизвольно не протекают, если при ДS < О окажется, что ДG > О.

    Таблица 5

    Стандартная энергия Гиббса образования ДG°298 некоторых веществ

    Вещество

    Состояние

    ДG° 298,

    кДж/моль

    Вещество

    Состояние

    ДG°298, кДж/моль

    ВаСО3

    к

    -1138,8

    FeO

    к

    -244,3

    СаСО3

    к

    -1128,75

    Н2О

    ж

    -237,19

    Fe3O4

    к

    -1014,2

    Н2О

    г

    -228,59

    ВеСО3

    к

    -944,75

    PbO2

    к

    -219,0

    СаО

    к

    -604,2

    СО

    г

    -137,27

    ВеО

    к

    -581,61

    СН4

    г

    -50,79

    ВаО

    к

    -528,4

    NO2

    г

    +51,84

    СО2

    г

    -394,38

    NO

    г

    +86,69

    NaCl

    к

    -384,03

    С2Н2

    г

    +209,20

    ZnO

    к

    -318,2

    Пример 1

    В каком состоянии энтропия 1 моль вещества больше: в кристаллическом или в парообразном состоянии при той же температуре?

    Решение. Энтропия есть мера неупорядоченности состояния вещества. В кристалле частицы (атомы, ионы) расположены упорядоченно и могут находиться лишь в определенных точках пространства, а для газа таких ограничений нет. Объем 1 моль газа гораздо больше, чем объем 1 моль кристаллического вещества; возможность хаотичного движения молекул газа больше. А так как энтропию можно рассматривать как количественную меру хаотичности атомно-молекулярной структуры вещества, то энтропия 1 моль паров вещества больше энтропии 1 моль его кристаллов при одинаковой температуре.

    Пример 2

    Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе

    СН4 (г) + СО2 (г) - 2СО (г) + 2Н2 (г)

    Решение. Для ответа на вопрос следует вычислить ДG0298 прямой реакции. Значения ДG0298 соответствующих веществ приведены в табл. 6. Зная, что ДG есть функция состояния и что ДG для простых веществ, находящихся в устойчивых при стандартных условиях агрегатных состояниях, равны нулю, находим ДG0298 процесса:

    ДG0298 = 2 (-137,27) + 2 (0) - (-50,79 - 394,38) = +170,63 кДж

    То, что ДG0298 > 0, указывает на невозможность самопроизвольного протекания прямой реакции при Т = 2980К и равенстве давлений взятых газов 1,013•105 Па (760 мм рт. ст. = 1 атм).

    Таблица 6

    Стандартные абсолютные энтропии S°298 некоторых веществ.

    Вещество

    Состояние

    S°298, Дж/(моль•К)

    Вещество

    Состояние

    S°298, Дж/(моль•К)

    C

    Алмаз

    2,44

    H2O

    г

    188,72

    C

    Графит

    5,69

    N2

    г

    191,49

    Fe

    к

    27,2

    NH3

    г

    192,50

    Ti

    к

    30,7

    CO

    г

    197,91

    S

    Ромб.

    31,9

    C2H2

    г

    200,82

    TiO2

    к

    50,3

    O2

    г

    205,03

    FeO

    к

    54,0

    H2S

    г

    205,64

    H2O

    ж

    69,94

    NO

    г

    210,20

    Fe2O3

    к

    89,96

    CO2

    г

    213,65

    NH4Cl

    к

    94,5

    C2H4

    г

    219,45

    CH3OH

    ж

    126,8

    Cl2

    г

    222,95

    H2

    г

    130,59

    NO2

    г

    240,46

    Fe3O4

    к

    146,4

    PCl3

    г

    311,66

    CH4

    г

    186,19

    PCl5

    г

    352,71

    HCl

    г

    186,68

    Пример 3

    На основании стандартных теплот образования (табл. 5.) и абсолютных стандартных энтропий веществ (табл.7.) вычислите ?Go298 реакции, протекающей по уравнению:

    CO (г.) + H2O (г.) = CO2 (г.) + H2 (г.)

    Решение.

    ?Go298 = ?Ho - T ?So ; ?H и ?S - функции состояния, поэтому

    ?Hoх.р.= ? ?Hoпрод.- ? ?Hoисх.;? ?Soх.р.= ? Soпрод.- ? ?Soисх.;

    ?S х.р.= (213,65 + 130,59) - ( 197,91 + 69,94) = +76,39 = 0,07639 кДж / (моль·К);

    ?Go = +2,85 - 298 · 0,07639 = -19,91 кДж.

    Пример 4

    Реакция восстановления Fe2O3 водородом протекает по уравнению:

    Fe2O3(кр.) + 3H2(г.) = 2Fe(кр.) + 3H2O(г.); ?H = +96,61 кДж.

    Возможна ли эта реакция при стандартных условиях, если изменение энтропии ?S = 0,1387 кДж / (моль· К)? При какой температуре начнется восстановление Fe2O3?

    Решение. Вычисляем ?Go реакции:

    ?G = ?H - T ?S = 96,61 - 298 · 0,1387 = + 55,28 кДж.

    Так как ?G 0, то реакция при стандартных условиях невозможна; наоборот, при этих условиях идет обратная реакция окисления железа (коррозия). Найдем температуру, при которой ?G = 0:

    ?H = T ?S; T = ==696,5 К.

    Следовательно, при температуре 696,5 К начнется реакция восстановления Fe2O3. Иногда эту температуру называют температурой начала реакции.

    Пример.5. Вычислите ?Ho, ?So, и ?GoТ реакции протекающей по уравнению

    Fe2O3(кр.) + 3С(кр.) = 2Fe(кр.) + 3СO(г.);

    Возможна ли реация восстановления Fe2O3(кр.) углеродом при температурах 500 и 1000 К?

    Решение. ?Hoх.р. и ?Soх.р находим из соотношений (1) и (2) так же, как в примере 3:

    ?Hoх.р. = [3(-110,52) + 2·0]-[-822,10 + 3·0] = -331,56 + 822,10 = +490,54

    кДж;

    ?Soх.р = (2· 27,2 + 3·197,91) - (89,96 + 3· 5,69) = 541,1 Дж/К.

    Энергию Гиббса при соответствующих температурах находим из соотношения

    ?GoТ = =?Ho - T ?So:

    ?Go500 = 490,54 - 500· = +219,99 кДж;

    ?Go1000 = 490,54 - 1000· = -50,56 кДж;

    Так как ?Go500 0, а ?Go1000 0, то восстановление Fe2O3 углеродом возможно при 1000 К и невозможно при 500 К.

    Контрольные вопросы

    101. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ вычислите ДG0298 реакции, протекающей по уравнению

    4NН3(г) + 5О2(г) = 4NО(г) + 6Н2О(г).

    Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

    Ответ: --957,77 кДж.

    102. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите ДG0298 реакции, протекающей по уравнению

    СО2 (г) + 4Н2 (г) = СН4(г) + 2Н2О(ж)

    Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

    Ответ: --130,89 кДж.

    103. Вычислите ?Н, ДS и ДGТ реакции, протекающей по уравнению

    Fe2O3 (к) + 3Н2 (г) = 2Fe (к) + 3Н2О(г)

    Возможна ли реакция восстановления Fe2O3 водородом при температурах 500 и 2000 К? Ответ: +96,61 кДж; 138,83 Дж/К; 27,2 кДж; -181,05 кДж.

    104. Какие из карбонатов: ВеСОз или ВаСОз -- можно получить по реакции взаимодействия соответствующих оксидов с СО2? Какая реакция идет наиболее энергично? Вывод сделайте, вычислив ДG°298 реакций. Ответ: +31,24 кДж; -130,17 кДж; -216,02 кДж. Почему 3 значения?

    105. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите ДG0298 реакции, протекающей по уравнению

    СО (г) + 3Н2 (г) = СН4(г) + Н2О(г)

    Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

    Ответ: --142,16 кДж.

    106. Вычислите ?Но, ДSо и ДGо реакции, протекающей по уравнению

    ТіО2 (к) + 2С (к) = Ті (к) + 2СО(г)

    Возможна ли реакция восстановления ТіО2 углеродом при температурах 1000 и 3000 К?

    Ответ: +722,86 кДж; 364,84 Дж/К; +358,02 кДж; -371,66 кДж.

    107. На основании стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропии соответствующих веществ вычислите ДG0298 реакции, протекающей по уравнению

    С2Н4(г) + 3О2 (г) = 2СО2 + 2Н2О(ж)

    Возможна ли эта реакция при стандартных условиях?

    Ответ: --1331,21 кДж.

    108. Определите, при какой температуре начнется реакция восстановления Fe3O4 , протекающая по уравнению

    Fe3O4 (к) + СО (г) = 3FeО (к) + СО2 (г) ?Н = +34,55 Кдж

    Ответ: 1102,4 К.

    109. Вычислите, при какой температуре начнется диссоциация пентахлорида фосфора, протекающая по уравнению

    РС15(г) = РС13(г) + С12(г) ?Н = + 92,59 Кдж

    Ответ: 509 К.

    110. Вычислите изменение энтропии для реакций, протекающих по уравнениям:

    2СН4(г) = С2Н2(г) + 3Н2 (г)

    N2(г) + 3Н2 (г) = 2NН3 (г)

    С (графит) + О2(г) = СО2 (г)

    Почему в этих реакциях ДSо > 0; < 0; ? 0?

    Ответ: 220,21 Дж/К; -198,26 Дж/К; 2,93 Дж/К.

    111. Вычислите ДG0298 для следующих реакций:

    а) 2NaF (к) + Cl2 (г) = 2NaCl (к) + F2 (г)

    б) PbO2 (к) + 2Zn (к) = Pb (к) + 2ZnO (к)

    Можно ли получить фтор по реакции (а) и восстановить РЬО2 цинком по реакции (б)? Ответ: + 313,94 кДж; -417,4 кДж.

    112. При какой температуре наступит равновесие системы

    4НС1 (г) + О2 (г) - 2Н2О (г) + 2С12 (г);?Н = -114,42 кДж

    Хлор или кислород в этой системе является более сильным окислителем и при каких температурах? Ответ: 891 К.

    113. Восстановление Fe3O4 оксидом углерода идет по уравнению

    Fe3O4 (к) + СО (г) = 3FeO (к) + СО2 (г)

    Вычислите ДG0298 и сделайте вывод о возможности самопроизвольного протекания этой реакции при стандартных условиях. Чему равно ДS0298 в этом процессе? Ответ: +24,19 кДж; +31,34 Дж/ (моль · К).

    114. Реакция горения ацетилена идет по уравнению

    С2Н2 (г) + 5/2О2 (г) = 2СО2 (г) + Н2О (г)

    Вычислите ДG0298 и ДS0298. Объясните уменьшение энтропии в результате этой реакции. Ответ: -1235,15 кДж; -216,15 Дж/(моль · К)

    115. Уменьшается или увеличивается энтропия при переходах: а) воды в пар; б) графита в алмаз? Почему? Вычислите ДS0298 каждого превращения. Сделайте вывод о количественном изменении энтропии при фазовых и аллотропических превращениях. Ответ: а) 118,78 Дж/(моль·К); б) -3,25 Дж/(моль·К).

    116. Чем можно объяснить, что при стандартных условиях невозможна экзотермическая реакция

    Н2(г) + СО2 (г) = СО (г) + Н2О (ж); ?Н = -2,85 кДж

    Зная тепловой эффект реакции и абсолютные стандартные энтропии соответствующих веществ, определите ДG0298 этой реакции. Ответ: +19,91 кДж.

    117. Прямая или обратная реакция будет протекать при стандартных условиях в системе

    2NО (г) + О2 = 2NО2 (г)

    Ответ мотивируйте, вычислив ДG0298 прямой реакции. Ответ: -69,70 кДж.

    118. Исходя из значений стандартных теплот образования и абсолютных стандартных энтропий соответствующих веществ, вычислите ДG0298 реакции, протекающей по уравнению NН3(г) + НС1(г) = NН4С1(к). Может ли эта реакция при стандартных условиях идти самопроизвольно? Ответ: -92,08 кДж.

    119. При какой температуре наступит равновесие системы

    СО (г) + 2Н2(г) = СН3ОН (ж) ?Н = -128,05 кДж

    Ответ: 385,5 К.

    120. При какой температуре наступит равновесие системы

    СН4(г) + СО2 (г) = 2СО (г) + 2Н2 (г)?Н = +247,37 кДж

    Ответ: 961,9 К.

    ТЕМА: Химическая кинетика и равновесие

    Кинетика -- учение о скорости различных процессов, в том числе химических реакций. Критерием принципиальной осуществимости реакций является неравенство ДGР,Т < 0. Но это неравенство не является еще полной гарантией фактического течения процесса в данных условиях, не является достаточным для оценки кинетических возможностей реакции.

    Так, ДGо298,Н2О = -228,59 кДж/моль, а ДGо298,А1С13 = -313,8 кДж/моль и, следовательно, при Т = 298 К и Р = 1,013 * 105 Па возможны реакции, идущие по уравнениям:

    Н2(г) + ЅО2(г) = Н2О(г)

    2А1 (к) + 3I2 (к) = 2А1I3(к)

    Однако эти реакции при стандартных условиях идут только в присутствии катализатора (платины для первой и воды для второй). Катализатор как бы снимает кинетический "тормоз", и тогда проявляется термодинамическая природа вещества.

    Скорость химических реакций зависит от многих факторов, основные из которых -- концентрация (давление) реагентов, температура и действие катализатора. Эти же факторы определяют и достижение равновесия в реагирующей системе.

    Пример 1.

    Во сколько раз изменится скорость прямой и обратной реакции в системе

    2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г),

    если объем газовой смеси уменьшить в три раза? В какую сторону сместится равновесие системы?

    Решение. Обозначим концентрации реагирующих веществ:

    [SO2] = а; [O2] = b; [SO3] = с.

    Согласно закону действия масс скорости V прямой и обратной реакции до изменения объема

    Vпр = К а2b; Vобр = К1 с2;

    После уменьшения объема гомогенной системы в три раза концентрация каждого из реагирующих веществ увеличится в три раза: [SO2] = 3а; [O2] = 3b; [SO3] = 3с. При новых концентрациях скорости V прямой и обратной реакции изменились

    V`пр = К (3а)2 3b = 27•Ка2b; V`обр = К1 (3с)2 = 9•К1 с2 ;

    Отсюда

    V`пр /Vпр = 27•Ка2b/К а2b =27; V`обр /Vобр = 9•К1 с21 с2 = 9

    Следовательно, скорость прямой реакции увеличилась в 27 раз, а обратной -- только в девять раз. Равновесие системы сместилось в сторону образования SO3.

    Пример 2.

    Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры от 30 до 70° С, если температурный коэффициент реакции равен 2.

    Решение. Зависимость скорости химической реакции от температуры определяется эмпирическим правилом Вант-Гоффа по формуле

    Vt(2)/Vt(1) = гДt/10,

    Где:

    Дt = t2 - t1 = 70 - 30 = 40оС.,

    Vt(1) - скорость реакции при температуре t1;

    Vt(2) - скорость реакции при температуре t2;

    г - температурный коэффициент, который показывает, как изменится скорость реакции при изменении температуры на 10 оС.

    Vt(2)/Vt(1) = гДt/10 = 240/10 =24 = 16.

    Следовательно, скорость реакции Vt(2) при температуре 70є С больше скорости реакции Vt(1) при температуре 30° С в 16 раз.

    Пример 3.

    Константа равновесия гомогенной системы

    СО (г) + Н2О(г) = СО2 (г) + Н2(г)

    при 850 С равна 1. Вычислите концентрации всех веществ при равновесии, если исходные концентрации: [СО]исх = 3 моль/л, [Н2О]исх = 2 моль/л.

    Решение. При равновесии скорости прямой и обратной реакций равны, а отношение констант этих скоростей постоянно и называется константой равновесия данной системы:

    Vпр = К1 [СО] [Н2О]; Vобр = К2 [СО2] [Н2];

    КР = К12 = ([СО2] [Н2]) / ([СО] [Н2О]);

    В условии задачи даны исходные концентрации, тогда как в выражение КР входят только равновесные концентрации всех веществ системы. Предположим, что к моменту равновесия концентрации [СО2]р = Х моль/л. Согласно уравнению системы число молей образовавшегося водорода при всём этом будет также Х моль/л. По столько же молей (Х моль/л), СО и Н2О расходуется для образования по Х молей СО2 и Н2. Следовательно, равновесные концентрации всех четырех веществ равны

    [СО2]р = [Н2]р = Х моль/л; [СО]р = (3 - Х) моль/л; [Н2О]р = (2 - Х)

    моль/л;

    Зная константу равновесия, находим значение Х, а затем исходные концентрации всех веществ:

    1 = Х2 /((3 - Х) (2 - Х) ); Х = 1,2 моль/л.

    Таким образом, искомые равновесные концентрации равны:

    [СО2]р = 1,2 моль/л;

    2]р = 1,2 моль/л;

    [СО]р = (3 - 1,2) = 1,8 моль/л;

    2О]р = (2 - 1,2) = 0,8 моль/л;

    Пример 4

    Эндотермическая реакция разложения пентахлорида фосфора протекает по уравнению

    РС15(г) = РС13(г) + С12(г) ?Н = + 92,59 Кдж

    Как надо изменить: а) температуру; б) давление; в) концентрацию, чтобы сместить равновесие в сторону прямой реакции -- разложения PCI5?

    Решение. Смещением или сдвигом химического равновесия называют изменение равновесных концентраций реагирующих веществ в результате изменения одного из условий реакции. Направление, в котором сместилось равновесие, определяется по принципу Ле Шателье:

    а) так как реакция разложения РС15 эндотермическая (?Н >0), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции нужно повысить температуру;

    б) так как в этой системе разложение РС15 ведет к увеличению объема (из одной молекулы газа образуются две газообразные молекулы), то для смещения равновесия в сторону прямой реакции надо уменьшить давление;

    в) смещения равновесия в указанном направлении можно достигнуть как увеличением концентрации PCl5, так и уменьшением концентрации-РС13 или C12.

    Контрольные вопросы

    121. Константа скорости реакции разложения N2O, протекающей по уравнению

    2N2O = 2N2 + O2

    равна 5·10-4. Начальная концентрация N2O = 6,0 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и скорость, когда разложится 50% N2O. Ответ: 1,8·10-2; 4,5·10-3.

    132. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы

    СО2 (г) + С (к) - 2СО (г)

    Как изменится скорость прямой реакции -- образования СО, если концентрацию СО2 уменьшить в четыре раза? Как следует изменить давление, чтобы повысить выход СО?

    123. Напишите выражение для константы равновесия гетерогенной системы

    С (к) + Н2О (г) - СО (г) + Н2 (г).

    Как следует изменить концентрацию и давление, чтобы сместить равновесие в сторону обратной реакции -- образования водяных паров?

    124. Равновесие гомогенной системы

    4НСl(г) + О2(г) - 2Н2О(г) + 2Cl2(г)

    установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [Н2О]р = 0,14 моль/л; [Cl2]р = 0,14 моль/л; [HCI]p = 0,20 моль/л; [О2]р = 0,32 моль/л. Вычислите исходные концентрации хлороводорода и кислорода. Ответ: [HCI]иcx = 0,48 моль/л; [О2]исх =0,39 моль/л.

    125. Вычислите константу равновесия для гомогенной системы

    CO(г) + H2O(г) - CO2(г) + H2(г)

    если равновесные концентрации реагирующих веществ: [СО]р = 0,004 моль/л; [Н2О]р = 0,064 моль/л; [CО2]р = 0,016 моль/л; [Н2]р = 0,016 моль/л. Чему равны исходные концентрации воды и СО? Oтвет: К =1; [Н2О]исх = 0.08моль/л; [СО]исх = 0,02 моль/л.

    126. Константа равновесия гомогенной системы

    CO(г) + H2O(г) - CO2(г) + H2(г)

    при некоторой температуре равна 1. Вычислите равновесные концентрации всех реагирующих веществ, если исходные концентрации: [СО]исх = 0,10 моль/л; [Н2О]исх = 0,40 моль/л. Ответ: [CО2]р = [Н2]р = 0,08 моль/л; [СО]р = 0,02 моль/л; [Н2О]р = 0,32 моль/л.

    127. Константа равновесия гомогенной системы N2 + 3H2 - 2NH3 при некоторой температуре равна 0,1. Равновесные концентрации водорода и аммиака соответственно равны 0,2 и 0,08 моль/л. Вычислите равновесную и исходную концентрацию азота. Ответ: [N2 ]р = 8 моль/л; [N2 ]исх = 8,04 моль/л.

    128. При некоторой температуре равновесие гомогенной системы

    2NО+ О2 - 2NО2

    установилось при следующих концентрациях реагирующих веществ: [NO]р = 0,2 моль/л; [О2]р = 0,1 моль/л; [NО2]р = 0,1 моль/л. Вычислите константу равновесия и исходную концентрацию NО и О2. Ответ: К = 2,5; [NO]исх = 0,3 моль/л; [О2]исх = 0,15 моль/л.

    129. Почему при изменении давления смещается равновесие системы

    N2 + 3H2 - 2NH3

    и не смешается равновесие системы N2 + О2 - 2NO ? Ответ мотивируйте на основании расчета скорости прямой и обратной реакции в этих системах до и после изменения давления. Напишите выражения для констант равновесия каждой из данных систем.

    130. Исходные концентрации [NO]исх и [С12]исх в гомогенной системе

    2NO + Cl2 = 2NOCl

    составляют соответственно 0,5 и 0,2 моль/л. Вычислите константу равновесия, если к моменту наступления равновесия прореагировало 20% N0. Ответ: 0,416.

    131. Окисление серы и ее диоксида протекает по уравнениям:

    а) S(к)+ О2 (г) = SО2(г);

    б) 2SО2(г)+ О2 (г) = 2SО3(г).

    Как изменятся скорости этих реакций, если объемы каждой из систем уменьшить в четыре раза?

    132. Напишите выражение для константы равновесия гомогенной системы

    N2 + 3H2 - 2NH3

    Как изменится скорость прямой реакции -- образования аммиака, если увеличить концентрацию водорода в три раза?

    133. Реакция идет по уравнению

    N2 + О2 - 2NО.

    Концентрации исходных веществ до начала реакции были: [N2] = 0,049 моль/л; [О2] = 0,01 моль/л. Вычислите концентрацию этих веществ в момент, когда [NО] = 0,005 моль/л.

    Ответ: [N2] = 0,0465 моль/л; [О2] = 0,0075 моль/л.

    134. Реакция идет по уравнению

    N2 + 3H2 - 2NH3

    Концентрации участвующих в ней веществ были: [N2 ] = 0,80 моль/л.; [Н2 ] = 1,5 моль/л.; [NН3 ] = 0,10 моль/л. Вычислите концентрацию водорода и аммиака, когда [N2] = 0,5 моль/л. Ответ: [NН3] = 0,70 моль/л; [Н2 ] = 0,60 моль/л.

    135. Реакция идет по уравнению.

    Н2 + I2 - 2НI

    Константа скорости этой реакции при некоторой температуре равна 0,16. Исходные концентрации реагирующих веществ: [Н2] = 0,04 моль/л; [I2] = 0,05 моль/л. Вычислите начальную скорость реакции и ее скорость, когда [Н2] = 0,03 моль/л.

    Ответ: 3,2·10-4; 1,92·10-4.

    136. Вычислите, во сколько раз уменьшится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, если понизить температуру от 120є до 80°С. Температурный коэффициент скорости реакции 3.

    137. Как изменится скорость реакции, протекающей в газовой фазе, при повышении температуры на 60єС, если температурный коэффициент скорости данной реакции 2?

    138. В гомогенной системе

    СO + Cl2 = СOCl2

    равновесные концентрации реагирующих веществ: [СО] = 0,2 моль/л; [С12] = 0,3 моль/л; [СОС12] = 1,2 моль/л. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации хлора и СО. Ответ: К = 20; [С12]исх =1.5 моль/л; [СО]иcx = 1,4 моль/л.

    139. В гомогенной системе А +2В - С равновесные концентрации реагирующих газов равны: [A] = 0,06 моль/л; [В] = 0,12 моль/л; [С] = 0,216 моль/л. Вычислите константу равновесия системы и исходные концентрации веществ А и В. Ответ: К = 2,6; [А]исх = 0,276 моль/л; [В]исх = 0,552 моль/л.

    140. В гомогенной газовой системе

    А +В - С + D

    равновесие установилось при концентрациях: [В] = 0,05 моль/л и [С] = 0,02 моль/л. Константа равновесия системы равна 0,04. Вычислите исходные концентрации веществ А и В.

    Ответ: [А]исх = 0,22 моль/л; [В]исх = 0,07 моль/л.

    ТЕМА: Способы выражения концентрации раствора

    Концентрацией раствора называется содержание растворенного вещества в определенной массе или известном объеме раствора или растворителя.

    Пример 1

    Вычислите: а) процентную (С%); б) молярную (СМ); в) эквивалентную (Сн); г) моляльную (Сm) концентрации раствора НзРО4, полученного при растворении 18 г кислоты в 282 см3 воды, если плотность его 1,031 г/см3. Чему равен титр Т этого раствора?

    Решение. а) Массовая процентная концентрация показывает число граммов (единиц массы) вещества, содержащееся в 100 г (единиц массы) раствора. Так как массу 282 см3 воды можно принять равной 282 г, то масса полученного раствора 18 + 282 =300 г.

    С% = m·100 /m1

    где: m - масса растворенного вещества, г;

    m1 - масса раствора, г.

    С% = 18·100 /300 = 6%.

    б) Мольно-объемная концентрация, или Молярность (СМ), показывает число молей растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора. Масса 1 л раствора 1031 г. Массу кислоты в литре раствора находим из соотношения

    СМ= m·1000 /М·V(р-ра),

    где: m и М - соответственно масса растворенного вещества и его мольная масса;

    V(р-ра) = m(р-ра)/(р-ра) = 300/1,031 = 291 мл

    (р-ра) - плотность раствора

    СМ= 18·1000 /97,99·291 = 0,63 М.

    в) Эквивалентная концентрация, или нормальность, показывает число эквивалентов растворенного вещества, содержащегося в 1 л раствора.

    Сн= m·1000 / mэ·V(р-ра),

    где: m и mэ - соответственно масса растворенного вещества и его эквивалентная масса.

    Эквивалентная масса Н3РО4 = М/3 = 97,99/3 = 32,66 г/моль,

    CH = 18·1000 / 32,66·291 = 1,89 н.

    г) мольно-массовая концентрация, или моляльность (Сm) , показывает число молей растворенного вещества, содержащихся в 1000 г растворителя.

    Сm = m·1000 /М·m1,

    где: m и М - соответственно масса растворенного вещества и его мольная масса;

    m1 - масса растворителя.

    М(Н3РО4) = 97,99 г/моль

    Сm = m·1000 /М·m1 = 18·1000/97,99·282 = 0,65 моль/кг.

    Титром раствора называется число граммов растворенного вещества в 1 см3 (мл) раствора. Так как в 1 л раствора содержится 61,86 г кислоты, то

    Т = 61,86/1000 = 0,06186 г/см3.

    Зная нормальность раствора и эквивалентную массу (mэ) растворенного вещества, титр легко найти по формуле

    Т = CH·mэ/1000

    Пример 2

    На нейтрализацию 50 см3 раствора кислоты израсходовано 25 см3 0,5 н. раствора щелочи. Чему равна нормальность кислоты?

    Решение. Так как вещества взаимодействуют между собой в эквивалентных соотношениях, то растворы равной нормальности реагируют в равных объемах. При разных эквивалентных концентрациях (нормальностях): объемы растворов реагирующих веществ обратно пропорциональны их концентрациям, т.е.

    Vкислоты·CН(кислоты) = Vщелочи·CH(щелочи).

    Определим нормальность раствора кислоты:

    Отсюда CH(кислоты) = Vщелочи·CH(щелочи)/V кислоты.= 25·0,5/50 = 0,25 н.

    Пример 3

    К 1 л 10%-го раствора КОН (пл. 1,092 г/см3) прибавили 0,5 л 5%--го раствора КОН (пл. 1,045 г/см3) .Объем смеси довели до 2 л. Вычислите молярную концентрацию полученного раствора.

    Решение. Масса одного литра 10%-ного раствора КОН 1092 г. В этом растворе содержится 1092·10/100 = 109,2 г КОН.

    Масса 0,5 л 5%-ного раствора 1045·0,5 = 522,5 г. В этом растворе содержится

    522,5·5/100 =26,125 г КОН.

    В общем объеме полученного раствора (2 л) содержание КОН составляет

    109,2 + 26,125 = 135,325 г.

    Отсюда молярность этого раствора СМ =135,325/2·56,1 = 1,2 М.

    где 56,1 г/моль -- мольная масса КОН.

    Пример 4. Какой объем 96%-ной кислоты плотностью 1,84 г/см3 потребуется для приготовления 3 л 0,4 н. раствора?

    Решение. Эквивалентная масса Н2SO4 = М/2 = 98,08/2 = 49,04 г/моль. Для приготовления 3 л 0,4 н. раствора требуется 49,04·0,4·3 = 58,848 г H2S04.

    Масса 1 см3 96%-ной кислоты 1,84 г. В этом растворе содержится

    1,84·96/100 = 1,766 г Н2SO4.

    Следовательно, для приготовления 3 л 0,4 н. раствора надо взять

    58,848/1,766 = 33,32 см3 этой кислоты.

    Контрольные вопросы

    141.Какой объем 10%-ного раствора карбоната натрия (пл. 1,105 г/см3) требуется для приготовления 5 л 2%-го раствора (пл. 1,02 г/см3)? Ответ: 923,1 см3.

    142. На нейтрализацию 31 см3 0,16 н. раствора щелочи требуется 217 см3 раствора Н2SO4. Чему равны нормальность и титр раствора Н2SO4? Ответ: 0,023 н.; 1.127·10-3 г/см3.

    143. Какой объем 0,3 н. раствора кислоты требуется для нейтрализации раствора, содержащего 0,32 г NaOH в 40 см3? Ответ: 26,6 см3.

    144. На нейтрализацию 1 л раствора, содержащего 1,4 г КОН, требуется 50 см3 раствора кислоты. Вычислите нормальность раствора кислоты. Ответ: 0,53 н.

    145. Какая масса НNО3 содержалась в растворе, если на нейтрализацию его потребовалось 35 см3 0,4 н. раствора NaOH? Каков титр раствора NaOH? Ответ: 0,882 г, 0.016г/см3.

    146. Какую массу NаNО3 нужно растворить в 400 г воды, чтобы приготовить 20%-ный раствор? Ответ: 100 г.

    147. Смешали 300 г 20%-го раствора, и 500 г 40%-го раствора NaCI. Чему равна процентная концентрация полученного раствора? Ответ: 32,5%.

    148. Смешали 247 г 62%-го и 145 г 18%-го раствора серной кислоты. Какова процентная концентрация полученного раствора? Ответ: 45,72%.

    149. Из 700 г 60%-го раствора серной кислоты выпариванием удалили 200 г воды. Чему равна процентная концентрация оставшегося раствора? Ответ: 84%.

    150. Из 10 кг 20%-го раствора при охлаждении выделилось 400 г соли. Чему равна процентная концентрация охлажденного раствора? Ответ: 16,7%.

    151. Вычислите молярную и эквивалентную концентрации 20%-ного раствора хлорида кальция плотностью 1,178 г/см3. Ответ: 2,1 М; 4,2 н.

    152. Чему равна нормальность 30%-ного раствора NaOH плотностью 1,328 г/см3? К 1 л этого раствора прибавили 5 л воды. Вычислите процентную концентрацию, полученного раствора. Ответ: 9,96 н.; 6,3%.

    153. К 3 л 10%-ного раствора НNОз плотностью 1,054 г/см3 прибавили 5 л 2%-го раствора той же кислоты плотностью 1,009 г/см3. Вычислите процентную и молярную концентрацию полученного раствора; объем которого равен 8 л. Ответ: 5,0%; 0,82 М.

    154. Вычислите эквивалентную и моляльную концентрации 20,8%-го раствора НNО3. плотностью 1,12 г/см3. Сколько граммов кислоты содержится в 4 л этого раствора? Ответ: 3,70 н.; 4,17м; 931,8 г.

    155. Вычислите молярную, эквивалентную и моляльную концентрации 16%-ного раствора хлорида алюминия плотностью 1,149 г/см3. Ответ: 1,38 М; 4,14 н.; 1,43м.

    156. Сколько и какого вещества останется в избытке, если к 75 см3 0,3 н. раствора Н2SO4. прибавить 125 см3 0,2 н. раствора КОН? Ответ: 0,14 г КОН.

    157. Для осаждения в виде AgCI всего серебра, содержащегося в 100 см3 раствора AgNO3, потребовалось 50 см3 0,2 н. раствора НС1. Какова нормальность раствора AgNO3 ? Какая масса AgCI выпала в осадок? Ответ: 0,1 н.; 1,433 г.

    158. Какой объем 20,01%-го раствора НС1 (пл. 1,100 г/см3) требуется для приготовления 1 л 10,17%-го раствора (пл. 1,050 г/см3)? Ответ: 485,38 см3.

    159. Смешали 10 см3 10%-ного раствора НNОз (пл. 1,056 г/см3) и 100см3 30%-ного раствора НNОз (пл. 1,184 г/см3). Вычислите процентную концентрацию полученного раствора. Ответ: 28,38%.

    160. Какой объем 50%-го раствора КОН (пл. 1,538 г/см3) требуется для приготовления 3 л 6%-го раствора (пл. 1,048 г/см3)? Ответ: 245,5 см3.

    ТЕМА: Свойства растворов неэлектролитов и электролитов

    Пример 1

    Вычислите температуры кристаллизации и кипения 2%-го водного раствора глюкозы С6Н12О6.

    Решение. По закону Рауля понижение температуры кристаллизации и повышение температуры кипения раствора (?t) по сравнению с температурами кристаллизации и кипения растворителя выражаются уравнением

    Дt = К·m·1000 /М·m1,

    где: К - криоскопическая или эбуллиоскопическая константа; град

    m и М - соответственно масса растворенного вещества и его мольная масса; г и г/моль

    m1 - масса растворителя, г

    Понижение температуры кристаллизации 2%-ного раствора С6Н12О6 находим из формулы:

    Дtкр = К·m·1000 /М·m1 = 1,86·2·1000/(180·98) = 0,21°С.

    Вода кристаллизуется при 0°С, следовательно, температура кристаллизации раствора tкр = 0-- Дtкр = 0 - 0.21 = -0,21°С.

    Из формулы (1) находим и повышение температуры кипения 2%-ного раствора:

    Дtкип = 0,52*2*1000/(180*98) = 0,06°С.

    Вода кипит при 100 °С, следовательно, температура кипения этого раствора

    tкип = 100 + Дtкип = 100+ 0,06=100,06 С.

    Пример 2. Раствор, содержащий 1,22 г бензойной кислоты С6Н5СООН в 100 г сероуглерода, кипит при 46,529°С. Температура кипения сероуглерода 46,3°С. Вычислите эбуллиоскопическую константу сероуглерода.

    Решение. Повышение температуры кипения Дtкип = 46,529 - 46,3 = 0,229°. Мольная масса бензойной кислоты 122 г/моль. Из формулы

    Дtкип = К·m·1000/М·m1

    находим эбуллиоскопическую константу:

    К = Дtкр·М·m1/m·1000 = 0,229·122·100/1,22·1000 = 2,29°С

    Пример 3

    Раствор, содержащий 11,04 г глицерина в 800 г воды, кристаллизуется при - 0,279°С. Вычислить мольную массу глицерина.

    Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0°С, следовательно, понижение температуры кристаллизации Дtкр = 0-(-0,279) = 0,279°

    Вычисляем мольную массу глицерина из формулы:

    Дtкр = К·m·1000/М·m1;

    М = К·m·1000/Дtкр·m1 = 1,86·11,04·1000/0,279·800 = 92 г/моль.

    Пример 4

    Вычислите процентную концентрацию водного раствора мочевины (NH2)2CO, зная, что температура кристаллизации этого раствора равна - 0,465°С.

    Решение. Температура кристаллизации чистой воды 0°С, следовательно,

    Дtкр = 0 - (-0,465) = 0,465 °С

    Мольная масса мочевины 60 г/моль.

    Находим массу (г) растворенного вещества, приходящуюся на 1000 г воды из формулы:

    Дtкр = К·m/М;

    m = Дtкр·М/К = 0,465·60/1,86 = 15 г.

    Общая масса раствора, содержащего 15 г мочевины, составляет 1000 + 15 = 1015 г. Процентное содержание мочевины в данном растворе находим из соотношения

    С% = m·100/m1

    Где: m - масса растворенного вещества, г;

    m1 - масса раствора, г.

    С% = m•100 /m1 = 15•100/1015 = 1,48%

    Пример 5

    Определите осмотическое давление при 18,5°С раствора, в 5 дм3 которого содержится 62,4 г CuSO4•5Н2О. Кажущаяся степень диссоциации соли в растворе равна 0,38.

    Решение.CuSO4•- сильный электролит. Осмотическое давление в растворе электролита рассчитываем по формуле

    Росм = iCМRT,

    где: i - изотонический коэффициент;

    CМ - молярная концентрация;

    R - универсальная газовая постоянная;

    T - температура, Т = 273 +18,5 = 291,5 К.

    Изотонический коэффициент (i) определяем из формулы кажущейся степени диссоциации (б):

    б = (i - 1) / (n -1)

    где: n - число ионов, на которые диссоциирует молекула электролита.

    CuSO4• диссоциирует на два иона:

    CuSO4•- Cu2+ + SO42-• (n = 2)

    Рассчитаем изотонический коэффициент:

    0,38 = (i - 1) / (2 -1); i = 1,38.

    Определим молярную концентрацию:

    СМ = m(CuSO4)/M(CuSO4) • V(H2O)

    Масса CuSO4 в 62,4 г CuSO4•5Н2О составляет:

    М(CuSO4•5Н2О) = 160 + 5 • 18 = 250 г/моль

    250 г CuSO4•5Н2О содержит 160 г CuSO4

    62,4 г CuSO4•5Н2О содержит m CuSO4

    m CuSO4 = 62,4 • 160/250 = 39,94 (г)

    СМ = 39,94/160 5 = 0,05 моль/дм3

    Росм = iCМRT = 1,38•0,05•8,314•291,5 = 167,2 Па

    Контрольные вопросы

    161. Температура кристаллизации раствора, содержащего 66,3 г некоторого неэлектролита в 500 г воды, равна - 0,558°С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86°.

    Ответ: 442 г/моль.

    162. Осмотическое давление 0,125 М раствора KBr равно 5,63•105 Па при 25°С. Определите величину кажущейся степени диссоциации соли. Ответ: 82%.

    163. Чему равны рН и рОН 1 н раствора НСN, если ее константа диссоциации Кдис = 4,9•10-10? Ответ: рН = 5,3; рОН = 8,7.

    164. Кажущаяся степень диссоциации 0,12 М раствора AgNO3 равна 60 %. Определите концентрацию ионов Ag+ и NO3- в моль/дм3 и г/дм3.Ответ: 0,072 моль/дм3; 4,46 г/дм3; 7,78 г/дм3

    165. Вычислите процентную концентрацию водного раствора глюкозы С6Н12О6, зная, что этот раствор кипит при 100,26°С. Эбуллиоскопическая константа воды 0,52°. Ответ: 8,25%.

    166. Раствор, содержащий 0,60 г Na2SO4 в 720 г воды начинает кристаллизоваться при температуре - 0,028°С. Чему равно осмотическое давление в этих же условиях, если с = 1 г/см3? Ответ: 34,74 Па.

    167. Чему равна температура кристаллизации раствора, который содержит 84,9 г NаNO3 в 1000 г воды? Давление насыщенного пара над этим раствором составляет 2268 Па, а давление водяного пара при той же температуре 2338 Па. Ответ: -3,16єС.

    168. При растворении 0,1 моль НF в 1 л воды 15% молекул распалось на ионы. Чему равен изотонический коэффициент этого раствора? Ответ: 1,13.

    169. Рассчитайте относительное понижение давления насыщенного пара над раствором, содержащем 0,1 моль Na2SO4 в 900 г воды при 70°С. Кажущаяся степень диссоциации в этом растворе равна 80%. Давление насыщенного водяного пара при этой же температуре равно 31157 Па. Ответ: 0,0052 Па.

    170. Вычислите процентную концентрацию водного раствора метанола СН3ОН, температура кристаллизации которого -2,79°С. Криоскопическая константа воды 1,86°. Ответ: 4,58%.

    171. Определите сильный или слабый электролит уксусная кислота, если раствор, содержащий 0,571 г кислоты в 100 г воды, замерзает при - 0,181°С. Ответ: 2,2%.

    172. Вычислите процентную концентрацию водного раствора сахара С12Н22О11, зная, что температура кристаллизации раствора -0,93°С. Криоскопическая константа воды 1,86о. Ответ: 14,6%.

    173. Давление насыщенного пара над раствором, который содержит 66,6 г СаСl2 в 90 г воды при 90°С равно 56690 Па. Чему равна степень диссоциации соли, если давление водяного пара води при этой же температуре равно 70101 Па? Ответ: 39 %.

    174. Раствор, содержащий 3,04 г камфоры С10Н16О в 100 г бензола, кипит при 80,714°С. Температура кипения бензола 80,2°С. Вычислите эбуллиоскопическую константу бензола. Ответ: 2,57єС.

    175. Изотонический коэффициент водного раствора хлоридной кислоты (щHCl = 6,8%) равен 1,66. Определите температуру кристаллизации этого раствора. Ответ: - 6,17єС.

    176. Вычислите мольную массу неэлектролита, зная, что раствор, содержащий 2,25 г этого вещества в 250 г воды, кристаллизуется при - 0,279 °С. Криоскопическая константа воды 1.86 °С. Ответ: 60 г/моль.

    177. Вычислите температуру кипения 5%-го раствора нафталина С10Н8 в бензоле. Температура кипения бензола 80,2°С. Эбуллиоскопическая константа его 2,57°С. Ответ: 81,25°С.

    178 Раствор, содержащий 25,65 г некоторого неэлектролита в 300 г воды, кристаллизуется при - 0,465°С. Вычислите мольную массу растворенного вещества. Криоскопическая константа воды 1,86°С. Ответ: 342 г/моль.

    179. Вычислите криоскопическую константу уксусной кислоты, зная, что раствор, содержащий 4,25 г антрацена С14Н10 в 100 г уксусной кислоты, кристаллизуется при 15,718 °С. Температура кристаллизации уксусной кислоты 16,65 °С. Ответ: 3,9°С.

    180. При растворении 4,86 г серы в 60 г бензола температура кипения его повысилась на 0,81є. Сколько атомов содержит молекула серы в этом растворе. Эбуллиоскопическая константа бензола 2,57°. Ответ: 8.

    ТЕМА: Ионно-молекулярные (ионные) реакции обмена

    При решении задач этого раздела необходимо пользоваться таблицей растворимости солей и оснований в воде и таблицей констант и степеней диссоциации слабых электролитов.

    Ионно-молекулярные, или просто ионные, уравнения реакций обмена отражают состояние электролита в растворе. В этих уравнениях сильные растворимые электролиты, поскольку они полностью диссоциированы, записывают в виде ионов, а слабые электролиты, малорастворимые и газообразные вещества записывают в молекулярной форме.

    В ионно-молекулярном уравнении одинаковые ионы из обеих его частей исключаются. При составлении ионно-молекулярных уравнений следует помнить, что сумма электрических зарядов в левой части уравнения должна быть равна сумме электрических зарядов в правой части уравнения

    Пример 1

    Написать ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия между водными растворами следующих веществ: а) НС1 и NaOH; б) РЬ(NО3)2 и Na2S; в) NaCIO и HNO3; г) К2СОз и H2SO4 ; д) СН3СООН и NaOH.

    Решение. Запишем уравнения взаимодействия указанных веществ в молекулярном виде:

    а) НС1 + NaOH = NaС1 + Н2O

    б) РЬ(NО3)2 + Na2S = РЬS + 2NaNО3

    в) NaCIO + HNO3 = NaNO3 + HCIO

    г) К2СОз + H2SO4 = К2 SO4 + H2О + СО2

    д) СН3СООН + NaOH = СН3СООNa + Н2O

    Отметим, что взаимодействие этих веществ возможно, ибо в результате происходит связывание ионов с образованием слабых электролитов (Н2O, HCIO), осадка (РЬS), газа (СО2).

    В реакции (д) два слабых электролита, но так как реакции идут в сторону большего связывания ионов и вода -- более слабый электролит, чем уксусная кислота, то равновесие реакции смещено в сторону образования воды. Исключив одинаковые ионы из обеих частей равенства a) Na+ и С1-; б) Na+ и NO3-; в) Na+ и NO3-; г) К+ и SО42-; д) Na+, получим ионно-молекулярные уравнения соответствующих реакций:

    а) Н+ + ОН- = Н2O

    б) РЬ2+ + S2- = РЬS

    в) CIO- + H+ = HCIO

    г) СОз2- + 2H+ = H2О + СО2

    д) СН3СООН + OH- = СН3СОО- + Н2O

    Пример 2. Составьте молекулярные уравнения реакций, которым соответствуют следующие ионно-молекулярные уравнения:

    а) SО32- + 2H+ = SО2 + Н2O

    б) РЬ2+ + СrО42- = РЬСrО4

    в) НСО3- + ОH- = СО32- + H2О

    г) ZnОН+ + H+ = Zn2+ + H2О

    В левой части данных ионно-молекулярных уравнений указаны свободные ионы, которые образуются при диссоциации растворимых сильных электролитов. Следовательно, при составлении молекулярных уравнений следует исходить из соответствующих растворимых сильных электролитов.

    Например:

    а) Nа23 + 2HС1 = 2NаС1 + SО2 + Н2O

    б) РЬ(NО3)2 + К2СrО4 = РЬСrО4 + 2КNО3

    в) КНСО3 + КОH = К2СО3 + H2О

    г) ZnОНС1 + HС1 = ZnС12 + H2О

    Контрольные вопросы

    181. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

    а) СаСОз + 2H+ = Са2+ + H2О + СО2

    б) А1(ОН)3 + ОН- = А1О2- + 2H2О

    в) Pb2+ + 2I- = PbI2

    182. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

    а) Ве(ОН)2 и ТфЩРж

    б) Сг(ЩР)2 и РТ03ж

    в) ЯтЩРТ03 и РТ03ю

    183. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

    а) Nа3РО4 и СаС12;

    б) К2СОз и BaС12;

    в) Zn(OH)2 и КОН.

    184. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

    а) Fе(ОН)3 + 3Н+ = Fе3+ + 3Н2О

    б) Cd2+ + 2OH- = Cd(OH)2

    в) Н+ + NО2- = HNО2

    185. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

    a) CdS и НС1;

    б) Сг(ОН)3 и NaOH,

    в) Ва(ОН)2 и СоС12.

    186. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

    а) Zn2+ + Н2S = ZnS + 2Н+

    б) НСО3- + Н+ = Н2О + СО2

    в) Ag+ + С1- = AgС1

    187. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

    a) H2SO4 и Ва(ОН)2;

    б) FеС1з и NH4ОH;

    в) CH3COОNa и HCI.

    188. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

    а) FеС1з и КОН;

    б) NiSО4 и (NH4)2S;

    в) МgСОз и HNО3.

    189. Составьте молекулярные уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

    а) Ве(ОН)2 + 2ОН- = ВеО22- + 2Н2О

    б) CH3COО- + H+ = CH3COОH

    в) Ва2+ + SО42- = ВаSО4

    190. Какое из веществ: NaCI, NiSО4, Ве(ОН)2, КНСОз - взаимодействует с раствором гидроксида натрия. Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.

    191. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

    а) NаНСОз и NaOH;

    б) К2SiО3 и HС1;

    в) BaС12 и Na24.

    192. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

    a) K2S и НС1;

    б) FeSО4 и (NН4)2S;

    в) Сг(ОН)3 и КОН.

    193. Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

    а) Мg2+ + СО32- = МgСО3;

    б) Н+ + ОН- = Н2O

    194. Какое из веществ: А1(ОН)3; H24; Ba(OH)2 - будет взаимодействовать с гидроксидом калия? Выразите эти реакции молекулярными и ионно-молекулярными уравнениями.

    195. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

    а) КНСО3 и Н24;

    б) Zn(OH)2 и NaOH;

    в) СаС12 и AgNO3.

    196. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между

    a) CuSО4 и Н2S;

    б) ВаСО3 и НNО3;

    в) FеС1з и КОН.

    197. Составьте по три молекулярных уравнения реакций, которые выражаются ионно-молекулярными уравнениями:

    а) Cu2+ + S2- = CuS;

    б) SiО32- + 2Н+ = Н2SiО3

    198. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между

    a) Sn(OH)2 и НС1;

    б) и ВеSО4 и КОН;

    в) NH4C1 и Ва(ОН)2.

    199. Какое из веществ: КНСО3, СН3СООН, NiSО4, Na2S -- взаимодействует с раствором серной кислоты? Запишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения этих реакций.

    200. Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия в растворах между:

    ф) ФпТЩ3 и Л2СкО4ж

    б) Зи(ТО3)2 и КШж

    в) СвЫО4 и Тф2Ыю

    ТЕМА: Гидролиз солей

    Химическое обменное взаимодействие ионов растворенной соли с водой, приводящее к образованию слабодиссоциирующих продуктов (молекул слабых кислот или оснований, анионов кислых или катионов основных солей) и сопровождающееся изменением рН среды, называется гидролизом.

    Пример 1

    Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей: a) KCN, б) Na2CO3. в) ZnSO4. Определите реакцию среды растворов этих солей.

    Решение. а) Цианид калия KCN -- соль слабой одноосновной кислоты HCN и сильного основания КОН. При растворении в воде, молекулы KCN полностью диссоциируют на катионы K+ и анионы CN-. Катионы К+ не могут связывать ионы ОН- воды, так как КОН -- сильный электролит. Анионы же CN- связывают ионы Н+ воды, образуя молекулы слабого электролита HCN. Соль гидролизуется, как говорят, по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза

    CN- + Н2О - НCN + ОН-

    или в молекулярной форме

    КCN + Н2О - НCN + КОН

    В результате гидролиза в растворе появляется некоторый избыток ионов ОН-, поэтому раствор KCN имеет щелочную реакцию (рН > 7).

    б) Карбонат натрия Na2CO3 -- соль слабой многоосновной кислоты и сильного основания. В этом случае анионы соли CO32-, связывая водородные ионы воды, образуют анионы кислой соли НСО3-, а не молекулы Н2СОз, так как ионы НСО3-диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Н2СОз. В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени. Соль гидролизуется по аниону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза

    CO32- + Н2О - НСО3- + ОН-

    или в молекулярной форме

    Na2CO3 + Н2О - NaНСО3 + NaОН

    В растворе появляется избыток ионов ОН-, поэтому раствор Na2CO3 имеет щелочную реакцию (рН > 7).

    в) Сульфат цинка ZnSО4 -- соль слабого многокислотного основания Zn(OH)2

    и сильной кислоты H24. В этом случае катионы Zn+2 связывают гидроксильные ионы воды, образуя катионы основной соли ZnOH+. Образование молекул Zn(OH)2 нe происходит, так как ионы ZnOH+ диссоциируют гораздо труднее, чем молекулы Zn(OH)2. В обычных условиях гидролиз идет по первой ступени. Соль гидролизуется по катиону. Ионно-молекулярное уравнение гидролиза

    Zn+2 + Н2О - ZnOH+ + Н+

    или в молекулярной форме

    2ZnSО4 + 2Н2О - (ZnOH)24 + Н24

    В растворе появляется избыток ионов водорода, поэтому раствор ZnSО4 имеет кислую реакцию (рН < 7).

    Пример 2

    Какие продукты образуются при смешивании растворов А1(NО3)3 и К2СОз? Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения реакции.

    Решение. Соль А1(NО3)3 гидролизуется по катиону, а К2СОз -- по аниону:

    А1+3 + Н2О - А1OH+2 + Н+

    CO32- + Н2О - НСО3- + ОН-

    Если растворы этих солей находятся в одном сосуде, то идет взаимное усиление гидролиза каждой из них, ибо ионы Н+ и ОН- образуют молекулу слабого электролита Н2О. При этом гидролитическое равновесие сдвигается вправо и гидролиз каждой из взятых солей идет до конца с образованием А1(ОН)3 и СО22СО3). Ионно-молекулярное уравнение:

    2А1+3 + 3CO32- + 3Н2О - 2А1(OH)3 + 3CO2

    молекулярное уравнение:

    2А1(NО3)3 + К2СОз + 3Н2О - 2А1(OH)3 + 3CO2 + 6КNО3

    Контрольные вопросы

    201. Какие из солей RbCI, Сr2(SO4)3, Ni(NО3)2, Nа23 подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН ( > 7<) имеют растворы этих солей?

    202. К раствору А12(SO4)3 добавили следующие вещества: а) Н24; б) КОН, в) Na2SОз; г) ZnSО4. В каких случаях гидролиз сульфата алюминия усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

    203. Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: Na2СОз или Na2SОз; FеС13 или FеС12? Почему? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

    204. При смешивании растворов А12(SO4)3 и Na2СО3 каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты. Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнение происходящего совместного гидролиза.

    205. Какие из солей NaBr, Na2S, К2СО3, CoС12 подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?

    206. Какая из двух солей при равных условиях в большей степени подвергается гидролизу: NaCN или NaCIO; MgС12 или ZnCI2? Почему? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

    207. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соли, раствор которой имеет: а) щелочную реакцию; б) кислую реакцию.

    208. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы следующих солей: К3РО4, РЬ(NОз)2, Na2S? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

    209. Какие из солей К2СОз, FеС1з, К24, ZnCI2 подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?

    210. При смешивании растворов AI2(SО4)3 и Na2S каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующего основания и кислоты. Выразите этот совместный гидролиз ионно-молекулярным и молекулярным уравнениями.

    211. Составьте ионно-молекулярное и молекулярное уравнения совместного гидролиза, происходящего при смешивании растворов K2S и СгС1з. Каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты.

    212. К раствору FеС1з добавили следующие вещества: а) НС1; б) КОН;

    в) ZnС12; г) Nа2СОз. В каких случаях гидролиз хлорида железа (Ш) усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. *

    213. Какие из солей А12(SO4)3, К2S, РЬ(NО3)2, КС1 подвергаются гидролизу? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей. Какое значение рН (> 7<) имеют растворы этих солей?

    214. При смешивании растворов FеС1з и Na2СОз каждая из взятых солей гидролизуется необратимо до конца с образованием соответствующих основания и кислоты. Выразите этот совместный гидролиз ионно-молекулярным и молекулярным уравнениями.

    215. К раствору Na2СОз добавили следующие вещества: а) НС1; б) NaOH;

    в) Сu(NО3)2; г) K2S. В каких случаях гидролиз карбоната натрия усилится? Почему? Составьте ионно-молекулярные уравнения гидролиза соответствующих солей.

    216. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы солей Na2S, А1С13, NiS04? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

    217. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей Рb(NО3)2, Na2CO3, Fe2(SO4)3. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей.

    218. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей СН3СООК, ZnSО4, А1(NО3)3. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?

    219. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы солей Na3PO4, K2S, CuSО4? Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза этих солей.

    220. Составьте ионно-молекулярные и молекулярные уравнения гидролиза солей СuС12, Cs2СО3, Сг(NО3)3. Какое значение рН (> 7 <) имеют растворы этих солей?

    КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 2

    ТЕМА: Окислительно-восстановительные реакции

    * Окислительно-восстановительными называются реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ. Под степенью окисления понимают тот условный заряд атома, который вычисляется исходя из предположения, что молекула состоит только из ионов. Иными словами: степень окисления -- это тот условный заряд, который приобрел бы атом элемента, если предположить, что он принял или отдал то или иное число электронов.

    Окисление--восстановление -- это единый, взаимосвязанный процесс. Окисление приводит к повышению степени окисления восстановителя, а восстановление -- к ее понижению у окислителя.

    Повышение или понижение степени окисления атомов отражается в электронных уравнениях; окислитель принимает электроны, а восстановитель их отдает. При этом не имеет значения, переходят ли электроны от одного атома к другому полностью и образуются ионные связи или электроны только оттягиваются к более электроотрицательному атому и возникает полярная связь. О способности того или иного вещества проявлять окислительные, восстановительные или двойственные (как окислительные, так и восстановительные) свойства можно судить по степени окисления атомов окислителя и восстановителя.

    Атом того или иного элемента в своей высшей степени окисления не может ее повысить (отдать электроны) и проявляет только окислительные свойства, а в своей низшей степени окисления не может ее понизить (принять электроны} и проявляет только восстановительные свойства. Атом же элемента, имеющий промежуточную степень окисления, может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

    Например:

    N5+ (HNO3)S6+ (H2SO4)проявляют только окислительные свойства;

    N4+ (NO2)S4+ (SO2)

    N3+ (HNO2)

    N2+ (NO)S2+ (SO)проявляют окислительные и

    N1+ (N2O)восстановительные свойства

    N0 (N2)S0 (S2, S8)

    N1- (NH2OH)S-1 (H2S2)

    N2- (N2H4)

    N3- (NH3)S2- (H2S)проявляют только восстановительные свойства

    При окислительно-восстановительных реакциях валентность атомов может и не меняться. Например, в окислительно-восстановительной реакции Н20 + Cl20 = 2H+ CI- валентность атомов водорода и хлора до и после реакции равна единице. Изменилась их степень окисления. Валентность определяет число связей, образованных данным атомом, и поэтому знака не имеет. Степень же окисления имеет знак плюс или минус.

    Пример 1

    Исходя из степени окисления (n) азота, серы и марганца в соединениях NН3, НNO2, НNО3, Н2S, Н23, H2SO4, МnО2, КMnO4, определите, какие из них могут быть только восстановителями, только окислителями и какие проявляют как окислительные, так и восстановительные свойства.

    Решение. Степень окисления n (N) в указанных соединениях соответственно равна: --3 (низшая), + 3 (промежуточная), +5 (высшая); n (S) соответственно равна: --2 (низшая), +4 (промежуточная), +6 (высшая); n (Мn) соответственно равна: +4 (промежуточная), +7 (высшая). Отсюда: NН3, Н2S -- только восстановители; НNО3, H2SO4, КMnO4 -- только окислители; НNO2, Н23, МnО2 -- окислители и восстановители.

    Пример 2

    Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между следующими веществами: a) Н2S и HI; б) Н2S и Н23; в) Н23 и HCIO4?

    Решение. а) Степень окисления в Н2S n (S) = --2; в HI n (I) =--1. Так как и сера, и йод находятся в своей низшей степени окисления, то оба взятые вещества проявляют только восстановительные свойства и взаимодействовать друг с другом не могут; б) в Н2S n (S) = --2 (низшая); в Н23 n (S) = +4 (промежуточная). Следовательно, взаимодействие этих веществ возможно, причем Н23 является окислителем; в) в Н23 n (S) = +4 (промежуточная); в HCIO4 n (Cl) = +7 (высшая). Взятые вещества могут взаимодействовать. Н23 в этом случае будет проявлять восстановительные свойства.

    Пример 3

    Составьте уравнения окислительно-восстановительной реакции, идущей по схеме.

    Решение. Если в условии задачи даны как исходные вещества, так и продукты их взаимодействия, то написание уравнения реакции сводится, как правило, к нахождению и расстановке коэффициентов. Коэффициенты определяют методом электронного баланса с помощью электронных уравнений. Вычисляем, как изменяют свою степень окисления восстановитель и окислитель, и отражаем это в электронных уравнениях:

    восстановитель5Р3+ - 2 з = Р5+процесс окисления

    окислитель2Mn7+ +5 з = Mn2+процесс восстановления

    Общее число электронов, отданных восстановителем, должно быть равно числу электронов, которое присоединяет окислитель. Общее наименьшее кратное для отданных и принятых электронов десять. Разделив это число на 5, получаем коэффициент 2 для окислителя и продукта его восстановления, а при делении 10 на 2 получаем коэффициент 5 для восстановителя и продукта его окисления. Коэффициент перед веществами, атомы которых не меняют свою степень окисления, находят подбором. Уравнение реакции будет иметь вид

    2KMnO4 + 5H3PO3 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5H3PO4 + K2SO4 + 3H2O

    Пример 4

    Составьте уравнение реакции взаимодействия цинка с концентрированной серной кислотой, учитывая максимальное восстановление последней.

    Решение. Цинк, как любой металл, проявляет только восстановительные свойства. В концентрированной серной кислоте окислительную функцию несет сера (+6). Максимальное восстановление серы означает, что она приобретает минимальную степень окисления. Минимальная степень окисления серы как р-элемента VIA rpyппы равна --2. Цинк как металл II В группы имеет постоянную степень окисления +2. Отражаем сказанное в электронных уравнениях:

    восстановитель4Zn0 - 2 з = Zn2+процесс окисления

    окислитель1S6+ + 8 з = S2-процесс восстановления

    Составляем уравнение реакции:

    4Zn + 5H2SO4 = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O

    Перед H2SO4 стоит коэффициент 5, а не 1, ибо четыре молекулы H2SO4 идут на связывание четырех ионов Zn2+.

    Контрольные вопросы

    221. Исходя из степени окисления хлора в соединениях НС1, НСlO3, HСlO4, определите, какое из них является только окислителем, только восстановителем и какое может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

    KBr + KBrO3 + H2SO4 > Br2 + K2SO4 + H2O

    222. Реакции выражаются схемами:

    P + HIO3 + H2O > H3PO4 + HI

    H2S + Cl2 + H2O > H2SO4 + HCl

    Составьте электронные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, какое -- восстановителем; какое вещество окисляется, какое -- восстанавливается.

    223. См. условие задачи 222.

    HNO3 + Zn > N2O + Zn(NO3)2 + H2O

    FeSO4 + KСlO3 + H2SO4 > Fe2(SO4)3 + KCl + H2O

    224. См. условие задачи 222.

    K2Cr2O7 + HCl > Cl2 + CrCl3 + KCl + H2O

    Au + HNO3 + HCl > AuCl3 + NO + H2O

    225. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами:

    а) NH3 и КМnO4;

    б) НNO2 и HI;

    в) НС1 и H2Se?

    Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

    KMnO4 + KNO2 + H2SO4 > MnSO4 + KNO3 + K2SO4 + H2O

    226. См. условие задачи 222.

    HCl + CrO3 > Cl2 + CrCl3 + H2O

    Cd + KMnO4 + H2SO4 > CdSO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

    227. См. условие задачи 222.

    Cr2O3 + KСlO3 + KOH > K2CrO4 + KCl + H2O

    MnSO4 + PbO2 +HNO3 > HMnO4 + Pb(NO3)2 + PbSO4 + H2O

    228. См. условие задачи 222.

    H2SO3 + HClO3 > H2SO4 + HCl

    FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 > Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

    229. См. условие задачи 222.

    I2 + Cl2 + H2O > HIO3 + HCl

    K2Cr2O7 + H3PO3 + H2SO4 > Cr2(SO4)3 + H3PO4 + K2SO4 + H2O

    230. Могут ли происходить окислительно-восстановительные реакции между веществами:

    а) РН3 и НВг;

    б) K2Cr2O7 и Н3РО3;

    в) НNО3 и H2S?

    Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

    AsH3 + HNO3 > H3AsO4 + NO2 + H2O

    231. См. условие задачи 222.

    P + HClO3 + H2O > H3PO4 + HCl

    H3AsO3 + KMnO4 + H2SO4 > H3AsO4 + MnSO4 + K2SO4 + H2O

    232. См. условие задачи 222

    NaCrO2 + Br2 + NaOH > Na2CrO4 + NaBr + H2O

    FeS + HNO3 >Fe(NO3)2 + S + NO + H2O

    233. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс -- окисление или восстановление -- происходит при следующих превращениях:

    As3- > As5+; N3+ > N3-; S2-> So

    На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

    Na2SO3 + KMnO4 + H2O > Na2SO4 + MnO2 + KOH

    234. Исходя из степени окисления фосфора в соединениях РН3, H3РO4, Н3РО3, определите, какое из них является только окислителем, только восстановителем и какое может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему? На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

    PbS + HNO3 > S + Pb(NO3)2 + NO + H2O

    235. См. условие задачи 222.

    P + HNO3 + H2O > H3PO4 + NO

    KMnO4 + Na2SO3 + KOH > K2MnO4 + Na2SO4 + H2O

    236. Составьте электронные уравнения и укажите, какой процесс -- окисление или восстановление -- происходит при следующих превращениях:

    Mn6+ > Mn2+; Cl5+ > Cl-; N3- > N5+

    На основании электронных уравнений расставьте коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

    Cu2O + HNO3 > Cu(NO3)2 + NO + H2O

    237. См. условие задачи 222.

    HNO3 + Ca > NH4NO3 + Ca(NO3)2 + H2O

    K2S + KMnO4 + H2SO4 > S + K2SO4 + MnSO4 + H2O

    238. Исходя из степени окисления хрома, йода и серы в соединениях K2Cr2O7, КI и Н23, определите, какое из них является только окислителем, только восстановителем и какое может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Почему? На основании электронных уравнений расставьте, коэффициенты в уравнении реакции, идущей по схеме

    NaCrO2 + PbO2 + NaOH > Na2CrO4 + Na2PbO2 + H2O

    239. См. условие задачи 222.

    H2S + Cl2 + H2O > H2SO4 + HCl

    K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 > S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O

    240. См. условие задачи 222.

    KClO3 + Na2SO3 > KCl + Na2SO4

    KMnO4 + HBr > Br2 + KBr + MnBr2 + H2O

    ТЕМА: Электронные потенциалы и электродвижущие силы

    При решении задач этого раздела см. табл. 7.

    Если металлическую пластинку опустить в воду, то катионы металла на ее поверхности гидратируются полярными молекулами воды и переходят в жидкость. При этом электроны, в избытке остающиеся в металле, заряжают его поверхностный слой отрицательно. Возникает электростатическое притяжение между перешедшими в жидкость гидратированными катионами и поверхностью металла. В результате этого в системе устанавливается подвижное равновесие:

    Ме + mH2O - Me(H2O)mn+ + nз

    в растворе на металле

    где n -- число электронов, принимающих участие в процессе. На границе металл -- жидкость возникает двойной электрический слой, характеризующийся определенным скачком потенциала -- электродным потенциалом. Абсолютные значения электродных потенциалов измерить не удается. Электродные потенциалы зависят от ряда факторов (природы металла, концентрации, температуры и др.). Поэтому обычно определяют относительные электродные потенциалы в определенных условиях -- так называемые стандартные электродные потенциалы (Е°).

    Стандартным электродным потенциалом металла называют его электродный потенциал, возникающий при погружении металла в раствор собственного иона с концентрацией (или активностью), равной 1 моль/л, измеренный по сравнению со стандартным водородным электродом, потенциал которого при 25°С условно принимается равным нулю (Е° =0; ?G° = 0).

    Располагая металлы в ряд по мере возрастания их стандартных электродных потенциалов (Е°), получаем так называемый ряд напряжений.

    Положение того или иного металла в ряду напряжений характеризует его, восстановительную способность, а также окислительные свойства его ионов в водных растворах при стандартных условиях. Чем меньше значение Е°, тем большими восстановительными способностями обладает данный металл в виде простого вещества и тем меньшие окислительные способности проявляют его ионы, и наоборот. Электродные потенциалы измеряют в приборах, которые получили название гальванических элементов. Окислительно-восстановительная реакция, которая характеризует работу гальванического элемента, протекает в направлении, в котором ЭДС элемента имеет положительное значение. В этом случае ?G° < 0, так как ?G° = -- nFE°.

    Пример 1

    Стандартный электродный потенциал никеля больше, чем кобальта (табл. 8). Изменится ли это соотношение, если измерить потенциал никеля в растворе его ионов с концентрацией 0,001 моль/л, а потенциал кобальта -- в растворе с концентрацией 0,1 моль/л?

    Решение. Электродный потенциал металла (Е) зависит от концентрации его ионов в растворе. Эта зависимость выражается уравнением Нернста:

    Е = Е° + lg C

    где Е° -- стандартный электродный потенциал; n -- число электронов, принимающих участие в процессе; С -- концентрация (при точных вычислениях -- активность) гидратированных ионов металла в растворе, моль/л; Е° для никеля и кобальта соответственно равны --0,25 и --0,277 В. Определим электродные потенциалы этих металлов при данных в условии концентрациях:

    ENi2+/ Ni ==-0,339 В,

    ECo2+/ Co ==-0,307 В,

    Таким образом, при изменившейся концентрации потенциал кобальта стал больше потенциала никеля.

    Таблица 7

    Стандартные электродные потенциалы (Eo), некоторых металлов (ряд напряжений)

    Электрод

    Eo, В

    Электрод

    Eo, В

    Li+/Li

    -3,045

    Cd2+/Cd

    -0,403

    Rb+/Rb

    -2,925

    Co2+/Co

    -0,277

    K+/K

    -2,924

    Ni2+/Ni

    -0,25

    Cs+/Cs

    -2,923

    Sn2+/Sn

    -0,136

    Ba2+/Ba

    -2,90

    Pb2+/Pb

    -0,127

    Ca2+/Ca

    -2,87

    Fe3+/Fe

    -0,037

    Na+/Na

    -2,714

    2H+/H2

    -0,000

    Mg2+/Mg

    -2,37

    Sb3+/Sb

    +0,20

    Al3+/Al

    -1,70

    Bi3+/Bi

    +0,215

    Ti2+/Ti

    -1,603

    Cu2+/Cu

    +0,34

    Zr4+/Zr

    -1,58

    Cu+/Cu

    +0,52

    Mn2+/Mn

    -1,18

    Hg22+/2Hg

    +0,79

    V2+/V

    -1,18

    Ag+/Ag

    +0,80

    Cr2+/Cr

    -0,913

    Hg2+/Hg

    +0,85

    Zn2+/Zn

    -0,763

    Pt2+/Pt

    +1,19

    Cr+3/Cr

    -0,74

    Au3+/Au

    +1,50

    Fe2+/Fe

    -0,44

    Au+/Au

    +1,70

    Пример 2

    Магниевую пластинку опустили в раствор её соли. При этом электродный потенциал магния оказался равен --2,41 В. Вычислите концентрацию ионов магния (в моль/л).

    Решение. Подобные задачи также решаются на основании уравнения Нернста (см. пример 1):

    -2,41=-2,37+lgC,

    -0,04=0,0295lgC,

    lgC=-1,3559 = - 2,6441

    СMg2+=моль/л

    Пример 3

    Составьте схему гальванического элемента, в котором электродами являются магниевая и цинковая пластинки, опущенные в растворы их ионов с активной концентрацией 1 моль/л. Какой металл является анодом, какой катодом? Напишите уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей в этом гальваническом элементе, и вычислите его ЭДС.

    Решение. Схема данного гальванического элемента

    Вертикальная линейка обозначает поверхность раздела между металлом и раствором, а две линейки - границу раздела двух жидких фаз - пористую перегородку -(или соединительную трубку, заполненную раствором электролита). Магний имеет меньший потенциал (-2,37 В) и является анодом, на котором протекает окислительный процесс:

    (1)

    Цинк, потенциал которого -0,763 В. - катод, т. е. электрод, на котором протекает восстановительный процесс:

    (2)

    Уравнение окислительно-восстановительной реакции, характеризующее работу данного гальванического элемента, можно получить, сложив электронные уравнения анодного (1) и катодного (2) процессов:

    Для определения ЭДС гальванического элемента из потенциала катода следует вычесть потенциал анода. Так как концентрация ионов в растворе равна 1 моль/л, то ЭДС элемента равна разности стандартных потенциалов двух его электродов:

    Контрольные вопросы

    241. При каком условии будет работать гальванический элемент, электроды которого сделаны из одного и того же металла? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, в котором один никелевый электрод находится в 0,001 М растворе, а другой такой же электрод -- в 0,01 М растворе сульфата никеля. Ответ: 0,0295 В.

    242. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из свинцовой и магниевой пластин, опущенных в растворы своих солей с концентрацией [ Рb2+ ] = [Мg2+ ] = 0,01 моль/л. Изменится ли ЭДС этого элемента, если концентрацию каждого из ионов увеличить в одинаковое число раз? Ответ: 2,244 В.

    243. Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых никель является катодом, а в другом -- анодом. Напишите для каждого из этих элементов электронные уравнения реакций, протекающих на катоде и на аноде.

    244. Железная и серебряная пластины соединены внешним проводником и погружены в раствор серной кислоты. Составьте схему данного гальванического элемента и напишите электронные уравнения процессов, происходящих на аноде и на катоде.

    245. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из пластин кадмия и магния, опушенных в растворы своих солей с концентрацией [Mg2+] = [Cd2+] = 1 моль/л. Изменится ли значение ЭДС, если концентрацию каждого из ионов понизить до 0,01 моль/л? Ответ: 1.967 В.

    246. Составьте схему гальванического элемента, состоящего из пластин цинка и железа, погруженных в растворы их солей. Напишите электронные уравнения процессов, протекающих на аноде и на катоде. Какой концентрации надо было бы взять ионы железа (моль/л), чтобы ЭДС элемента стала равной нулю, если [Zn2+] = 0,001 моль/л? Ответ: 7,3·10-15 моль/л.

    247. Составьте схему гальванического элемента, в основе которого лежит реакция, протекающая по уравнению

    Ni + Pb(NO3)2 = Ni(NO3)2 + Pb

    Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элементе, если [Ni2+ ] = 0,01 моль/л, [Pb2+] = 0,0001 моль/л. Ответ: 0,064 В.

    248. Какие химические процессы протекают на электродах при зарядке и разрядке свинцового аккумулятора?

    249. Какие химические процессы протекают на электродах при зарядке и разрядке кадмий-никелевого аккумулятора?

    250. Какие химические процессы протекают на электродах при зарядке и разрядке железо-никелевого аккумулятора?

    251. В два сосуда с голубым раствором медного купороса, поместили в первый цинковую пластинку, а во второй серебряную. В каком сосуде цвет раствора постепенно пропадает? Почему? Составьте электронные и молекулярное уравнения соответствующей реакции.

    252. Увеличится, уменьшится или останется без изменения масса цинковой пластинки при взаимодействии ее с растворами: a) CuSО4; б) MgSО4; в) РЬ(NO3)2? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

    253. При какой концентрации ионов Zn2+ (в моль/л) потенциал цинкового электрода будет на 0,015 В меньше его стандартного электродного потенциала? Ответ: 0,30 моль/л

    254. Увеличится, уменьшится или останется без изменения масса кадмиевой пластинки при взаимодействии ее с растворами:

    а) AgNO3;

    б) ZnSO4;

    в) NiSO4?

    Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

    255. Марганцевый электрод в растворе его соли имеет потенциал --1,23 В. Вычислите концентрацию ионов Мn2+ (в моль/л). Ответ: 1,89 · 10-2 моль/л.

    256. Потенциал серебряного электрода в растворе АgNO3 составил 95% от значения его стандартного электродного потенциала. Чему равна концентрация ионов Аg+ (в моль/л)? Ответ: 0,20 моль/л.

    257. Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС медно-кадмиевого гальванического элемента, в котором [Cd2+] = 0,8 моль/л, а [Сu2+] = 0,01 моль/л. Ответ: 0,68 В.

    258. Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых медь была бы катодом, а в другом -- анодом. Напишите для каждого из этих элементов электронные уравнения реакций, протекающих на катоде и на аноде.

    259. При какой концентрации ионов Сu2+ (моль/л) значение потенциала медного электрода становится равным стандартному потенциалу водородного электрода? Ответ: 1,89 · 10-12 моль/л.

    260. Какой гальванический элемент называется концентрационным? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из серебряных электродов, опущенных: первый в 0,01 н., а второй в 0,1 н. растворы AgNO3. Ответ: 0,059 В.

    ТЕМА: Электролиз

    Пример 1

    Какая масса меди выделится на катоде при электролизе раствора CuSО4 в течение 1 ч при силе тока 4 А?

    Решение. Согласно законам Фарадея

    (1)

    где m - масса вещества, окисленного или восстановленного на электроде, г; Э - эквивалентная масса вещества, г/моль; I - сила тока, A; t - продолжительность электролиза, с. Эквивалентная масса меди в CuSО4 равна 63,54:2 = 31,77 г/моль. Подставив в формулу (1) значения Э = 31,77; I =4 A, t = 60 · 60 =3600 с, получим

    Пример 2

    Вычислите эквивалентную массу металла, зная, что при электролизе раствора хлорида этого металла затрачено 3880 Кл электричества и на катоде выделяется 11,742 г металла.

    Решение. Из формулы (1)

    Э = 11,742 · 96500/3880 = 29,35 г/моль,

    Где m =11,742 г; It = Q =3880 Кл.

    Пример 3. Чему равна сила тока при электролизе раствора в течение 1 ч 40 мин 25 с, если на катоде выделилось 1,4 л водорода (н.у.)?

    Решение. Из формулы (1)

    Так как дан объем водорода, то отношение m/Э заменяем отношением Vн2 /Vэ(н2), где Vн2 - объем водорода, л; Vэ(н2) - эквивалентный объем водорода, л. Тогда

    Эквивалентный объем водорода при н.у. равен половине молярного объема 22,4/2 = 11,2 л. Подставив в приведенную формулу значения Vн2 = 1,4 л, Vэ(н2) = 11,2 л, t = 6025 (1ч 40 мин 25 с = 6025 с), находим

    I = 1,4 · 96500/11,2 · 6025 = 2 А.

    Пример 4

    Какая масса гидроксида калия образовалась у катода при электролизе раствора K24, если на аноде выделилось 11,2 л кислорода (н.у.)?

    Решение. Эквивалентный объем кислорода (н.у.) 22,4/4 = 5,6 л. Следовательно, 11,2 л содержат две эквивалентные массы кислорода. Столько же эквивалентных масс КОН образовалось у катода, или 56,11 · 2 = 112,22 г (56,11 г/моль - мольная и эквивалентная масса КОН).

    Контрольные вопросы

    261. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора АgNO3. Если электролиз проводить с серебряным анодом, тo его масса уменьшается на 5,4 г. Определите расход электричества при всём этом. Ответ: 4830 Кл.

    262. Электролиз раствора CuSО4 проводили в течение 15 мин при силе тока 2,5 А. Выделилось 0,72 г меди. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах в случае медного и угольного анода. Вычислите выход по току (отношение массы выделившегося вещества к теоретически возможной). Ответ: 97,3 %

    263. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах при электролизе расплавов и водных растворов NaCI и КОН. Сколько литров (н.у.) газа выделится на аноде при электролизе гидроксида калия, если электролиз проводить в течение 30 мин при силе тока 0,5 А? Ответ: 0,052 л.

    264. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах при электролизе раствора КВr. Какая масса вещества выделяется на катоде и аноде, если электролиз проводить в течение 1 ч 35 мин при силе тока 15 А? Ответ: 0,886 г; 70,79 г.

    265. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора CuCI2. Вычислите массу меди, выделившейся на катоде, если на аноде выделилось 560 мл газа (н.у.). Ответ: 1,588 г.

    266. При электролизе соли трехвалентного металла при силе тока 1,5 А в течение 30 мин на катоде выделилось 1,071 г металла. Вычислите атомную массу металла. Ответ; 114,82.

    267. При электролизе растворов MgSО4 и ZnCI2, соединенных последовательно с источником тока, на одном из катодов выделилось 0,25 г водорода. Какая масса вещества выделится на другом катоде; на анодах? Ответ: 8,17 г; 2,0 г; 8,86 г.

    268. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора Na24. Вычислите массу вещества, выделяющегося на катоде, если на аноде выделяется 1,12 л газа (н.у.). Какая масса H2SO4 образуется при всём этом возле анода? Ответ: 0,2 г; 9,8 г.

    269. При электролизе раствора соли кадмия израсходовано 3434 Кл электричества. Выделилось 2 г кадмия. Чему равна эквивалентная масса кадмия? Ответ: 56,26 г/моль.

    270. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе раствора КОН. Чему равна сила тока, если в течение 1 ч 15 мин 20 с на аноде выделилось 6,4 г газа? Сколько литров газа (н.у.) выделилось при всём этом на катоде? Ответ: 17,08 А; 8,96 л.

    271. Электролиз раствора K2SO4 проводили при силе тока 5 А в течение 3 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса воды при всём этом разложилась и чему равен объем газов (н.у.), выделившихся на катоде и аноде? Ответ: 5,03 г; 6,266 л; 3,133 л

    272. При электролизе соли некоторого металла в течение 1,5 ч при силе тока 1,8 А на катоде выделилось 1,75 г этого металла. Вычислите эквивалентную массу металла. Ответ: 17,37 г/моль.

    273. При электролизе раствора CuSО4 на аноде выделилось 168 см3 газа (н.у.). Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах, и вычислите, какая масса меди выделилась на катоде. Ответ: 0,953 г.

    274 Электролиз раствора Nа2SO4 проводили в течение 5 ч при силе тока 7 А. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса воды при всём этом разложилась и чему равен объем газов (н.у.), выделившихся на катоде и аноде? Ответ: 11,75 г; 14,62л; 7,31л.

    275. Электролиз раствора нитрата серебра проводили при силе тока 2 А в течение 4 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса серебра выделилась на катоде и каков объем газа (н.у.), выделившегося на аноде? Ответ: 32,20 г; 1,67 л.

    276 Электролиз раствора сульфата некоторого металла проводили при силе тока 6 А в течение 45 мин, в результате чего на катоде выделилось 5,49 г металла. Вычислите эквивалентную массу металла. Ответ: 32,7 г/моль.

    277. Насколько уменьшится масса серебряного анода, если электролиз раствора AgNO3 проводить при силе тока 2 А в течение 38 мин 20 с? Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах. Ответ: 4,47 г.

    278. Электролиз раствора сульфата цинка проводили в течение 5 ч, в результате чего выделилось 6 л кислорода (н.у.). Составьте уравнения электродных процессов и вычислите силу тока. Ответ: 5,74 А.

    279. Электролиз раствора CuSО4 проводили с медным анодом в течение 4 ч при силе тока 50 А. При этом выделилось 224 г меди. Вычислите выход по току (отношение массы выделившегося вещества к теоретически возможной). Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах в случае медного и угольного анода. Ответ: 94,48 %.

    280. Электролиз раствора NaI проводили при силе тока 6 А в течение 2,5 ч. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах, и вычислите массу вещества, выделившегося на катоде и аноде? Ответ: 0,56 г; 71,0 г.

    ТЕМА: Коррозия металлов

    При решении задач этого раздела см. табл. 7.

    Коррозия -- это самопроизвольно протекающий процесс разрушения металлов, в результате химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой.

    При электрохимической коррозии на поверхности металла одновременно протекают два процесса:

    анодный - окисление металла

    и катодный -- восстановление ионов водорода

    или молекул кислорода, растворенного в воде,

    Ионы или молекулы, которые восстанавливаются на катоде, называются деполяризаторами. При атмосферной коррозии -- коррозии во влажном воздухе при комнатной температуре -- деполяризатором является кислород.

    Пример 1

    Как происходит коррозии цинка, находящегося в контакте с кадмием в нейтральном и кислом растворах. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

    Решение. Цинк имеет более отрицательный потенциал (--0,763 В), чем кадмий (--0,403 В), поэтому он является анодом, а кадмий катодом.

    Анодный процесс: *

    катодный процесс:

    в кислой среде

    в нейтральной среде

    Так как ионы Zn2+ с гидроксильной группой образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Zn(OH)2.

    Контрольные вопросы

    281. Железное изделие покрыли кадмием. Какое это покрытие -- анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в хлороводородной (соляной) кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

    282. Железное изделие покрыли свинцом. Какое это покрытие -- анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в хлороводородной (соляной) кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

    283. Две железные пластинки, частично покрытые одна оловом, другая медью, находятся во влажном воздухе. На какой из этих пластинок быстрее образуется ржавчина? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этих пластинок. Каков состав продуктов коррозии железа?

    284. Какой металл целесообразней выбрать для протекторной защиты от коррозии свинцовой оболочки кабеля: цинк, магний или хром? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии. Какой состав продуктов коррозии?

    285. Если опустить в разбавленную серную кислоту пластинку из чистого железа, то выделение на ней водорода идет медленно и со временем почти прекращается. Однако если цинковой палочной прикоснуться к железной пластинке, то на последней начинается бурное выделение водорода. Почему? Какой металл при всём этом растворяется? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

    286. Цинковую и железную пластинки опустили в раствор сульфата меди. Составьте электронные и ионно-молекулярные уравнения реакций, происходящих на каждой из этих пластинок. Какие процессы будут проходить на пластинках, если наружные концы их соединить проводником?

    287. Как влияет рН среды на скорость коррозии железа и цинка? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии этих металлов.

    288. В раствор электролита, содержащего растворенный кислород, опустили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка проходит интенсивнее? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

    289. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов с кислородной и водородной деполяризацией при коррозии пары алюминий -- железо. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

    290. Как протекает атмосферная коррозия железа, покрытого слоем никеля, если покрытие нарушено? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

    291. Как происходит атмосферная коррозия луженого и оцинкованного железа при нарушении покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

    292. Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот. Почему? Однако если к медной пластинке, опущенной в кислоту, прикоснуться цинковой, то на меди начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнение протекающей химической реакции.

    293. Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

    294. Если пластинку из чистого цинка опустить в разбавленную кислоту, то начинающееся выделение водорода вскоре почти прекращается. Однако при прикосновении к цинку медной палочкой на последней начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнение протекающей химической реакции.

    295. В чем сущность протекторной защиты металлов от коррозии? Приведите пример протекторной защиты железа в электролите, содержащем растворенный кислород. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

    296. Железное изделие покрыли никелем. Какое это покрытие -- анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в хлороводородной (соляной) кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

    297. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов с кислородной и водородной деполяризацией при коррозии пары магний -- никель. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

    298. В раствор хлороводородной (соляной) кислоты поместили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка происходит интенсивнее? Ответ мотивируйте, составив электронные уравнения соответствующих процессов.

    299. Почему химически чистое железо более стойко против коррозии, чем техническое железо? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии технического железа во влажном воздухе и в кислой среде.

    300. Какое покрытие металла называется анодным, и какое -- катодным? Назовите несколько металлов, которые могут служить для анодного и катодного покрытия железа. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии железа, покрытого медью, во влажном воздухе и в кислой среде.

    ТЕМА: Коллоидные растворы

    Коллоиды относятся к микрогетерогенным системам. В зависимости от отсутствия или наличия взаимодействия между частицами дисперсной фазы и дисперсной среды различают свободнодисперсные коллоиды - золи и связнодисперсные - гели.

    В золях дисперсная фаза образована частицами, называемыми мицеллами, которые практически нерастворимы в дисперсной среде.

    Строение мицеллы можно рассмотреть на примере обменной реакции, которая наблюдается в разбавленных растворах при небольшом избытке одного из реагентов:

    Пример 1

    Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия КI с избытком AgNO3?

    Решение. Запишем уравнение взаимодействия указанных веществ в молекулярном и ионно-молекулярном виде:

    AgNO3 + KI AgI + KNO3

    избыток

    Ag+ + NO3- + K+ + I- AgI + K+ + NO3-

    Мицелла состоит из ядра, имеющего кристаллическую или аморфную структуру: m[AgI]

    Образовавшееся ядро коллоидной степени дисперсности является носителем свободной поверхностной энергии, поэтому на его поверхности идет адсорбционный процесс. Обычно адсорбируется ион, входящий в состав ядра и находящийся в избытке. В данном примере ионы серебра - Ag+ достраивают структуру ядра, образуя адсорбционный слой, и придают ядру соответственно положительный заряд m[AgI]nAg+, поэтому их называют потенциалопределяющими ионами.

    В растворе остаются ионы, заряд которых противоположный заряду потенциалопределяющих ионов - противоионы. В данном примере противоионами являются анионы NO3-, которые электростатически притягиваются потенциалопределяющими ионами адсорбционного слоя. Часть противоионов (n - x)NO3- прочно связывается электрическими и адсорбционными силами и входит в адсорбционный слой. Ядро с адсорбционным слоем называется гранулой:

    {m[AgI]nAg+ (n-x)NO3- }x+

    Гранула имеет заряд потенциалопределяющих ионов, величина которого зависит от числа ионов, вошедших в адсорбционный слой. Оставшаяся часть противоионов образует диффузионный слой. Ядро с адсорбционным и диффузионным слоями называется мицеллой:

    {m[AgI]nAg+ (n-x)NO3- }x+ xNO3-

    Если получать золь йодистого серебра при избытке йодида калия, т.е. при избытке I-, то коллоидная частица, благодаря адсорбции ионов nI- на поверхности ядра, получит отрицательный заряд: mAgInI-

    гранула

    {m[AgI]nI-(n-x)K+ }х-xK+

    мицелла

    Числа m, n, x в зависимости от условий приготовления золей могут изменяться в широких пределах, т.е. мицелла не имеет строго определенного состава.

    Наличие одноименного заряда у всех гранул является важным фактором его устойчивости. Заряд препятствует слипанию и укрупнению коллоидных частиц. Если такой процесс наблюдается, то это происходит, в основном, вследствие уменьшения свободной поверхностной энергии, и называется он коагуляцией. Достигнув определенных размеров за счет укрупнения, частицы под действием силы тяжести оседают, наблюдается явление седиментации.

    Реагент, который находится в избытке, выполняет функции стабилизатора коллоидной системы, а ядро - дисперсной фазы.

    Установлено, что коагуляцию можно вызвать повышением температуры, механическим воздействием, высокочастотными колебаниями и т.д., а также введением специальных растворов электролитов. В последнем случае введенные ионы десольватируют ионы диффузионного слоя, способствуют переходу их в адсорбционный слой, при всём этом достигается полная электрическая нейтрализация гранул - изоэлектрическое состояние системы, и происходит сжатие диффузионного слоя и уменьшение сил электрического отталкивания, а силы межмолекулярного сцепления растут, что способствует слипанию и укрупнению частиц.

    Кроме перечисленного выше, коагуляцию можно вызвать добавлением к одному золю другого с противоположным зарядом гранулы: происходит взаимная коагуляция и выпадают в осадок оба золя.

    Начальная стадия коагуляции протекает незаметно и называется скрытой коагуляцией. Наименьшее количество электролита, которое вызывает начало явной (заметной) коагуляции, определяет порог коагуляции золя.

    Коагулирующая способность электролитов (ионов) неодинакова и может быть определена как величина, обратная порогу коагуляции:

    КС = 1/ ПК,

    (5.1)

    где КС - коагулирующая способность электролитов;

    ПК - порог коагуляции, ммоль/л.

    Согласно правилу Шульца-Гарди: чем выше заряд коагулирующего иона, тем больше выражена его коагулирующая способность, тем ниже порог коагуляции.

    Коагулирующим действием обладает лишь тот ион электролита, который несет заряд, противоположный заряду гранулы.

    Часто наблюдается процесс, обратный коагуляции - переход коагулята в золь, называемый пептизацией или дезагрегацией.

    Связнодисперсные системы - гели - твердообразны. Они возникают при контакте частиц дисперсной фазы, приводящем к образованию структуры в виде каркаса или сетки. Такую систему можно рассматривать как дисперсную среду в дисперсной фазе. Подобные структуры ограничивают текучесть дисперсной системы и придают ей способность сохранять форму.

    Переход золя в гель, происходящий в результате понижения устойчивости золя, называется гелеобразованием.

    Пример 2

    Мицелла золя гидроксида меди (II) имеет вид:

    {m[Cu(OH)2]·nOH-·(n-x)Na+}x-·xNa+.

    Из приведенных ниже ионов составьте ряд ионов-коагуляторов для этой коллоидной системы: Fe3+; SiO32?; РО43-; Сl-; К+; Сa2+; NО3-. Для какого из ионов порог коагуляции наименьший?

    Решение. Согласно правилу Шульца-Гарди коагулирующей способностью для данной коллоидной системы обладают ионы Fe3+; К+; Сa2+, так как их заряды противоположны заряду гранулы. Если расположить данные ионы в порядке снижения коагулирующей способности, то этот ряд будет выглядеть следующим образом: Fe3+; Сa2+; К+. Соответственно, наименьший порог коагуляции имеет ион Fe3+.

    Контрольные вопросы

    301. Как представить условной химической формулой строение мицеллы, если: коллоидно-дисперсная фаза [FeS]m, ионный стабилизатор K2S > 2K+ + S2?. Указать какой из приведенных ниже ионов наиболее эффективный коагулятор для этой коллоидной системы: Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Ответ обоснуйте.

    302. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия К2S c избытком ZnSO4? Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для этой коллоидной системы: Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    303. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия AgNO3 c избытком КBr? Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для этой коллоидной системы: Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    304. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия NaBr c избытком AgNO3? Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для этой коллоидной системы: Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    305. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия FeCl3 c избытком KОН? Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для этой коллоидной системы: Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    306. Условная формула мицеллы золя кремниевой кислоты имеет вид:

    {m[H2SiO3]·nSiO32-·2(n-x)K+}2x-·2xK+. Из приведенных ниже ионов составьте ряд ионов-коагуляторов для этой коллоидной системы: Fe3+; SiO32?; РО43-; Сl-; К+; Сa2+; NО3-. Для какого из ионов порог коагуляции наименьший? Ответ обоснуйте.

    307. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия FeCl3 c избытком К2S? Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для этой коллоидной системы: Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    308. Условная формула мицеллы золя сульфата бария имеет вид:

    {m[BaSO4]·nBa2+·2(n-x)Cl-}2x+·2xCl-.

    Какой золь из тех, чьи условные формулы приведены ниже, нужно добавить к данному золю, чтобы вызвать взаимную коагуляцию:

    {m[H2SiO3]·nSiO32-·2(n-x)K+}2x-·2xK+;

    {m[Fe(OH)3]·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-.

    Ответ обоснуйте. Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для золя сульфата бария: Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    309. Условная формула мицеллы золя кремниевой кислоты имеет вид:

    {m[H2SiO3]·nSiO32-·2(n-x)K+}2x-·2xK+

    Какой золь из тех, чьи условные формулы приведены ниже, нужно добавить к данному золю, чтобы вызвать взаимную коагуляцию:

    {m[Cu(OH)2]·nOH-·(n-x)Na+}x-·xNa+;

    {m[Fe(OH)3]·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-.

    Ответ обоснуйте. Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для золя кремниевой кислоты: Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    310. Условная формула мицеллы золя гидроксида меди (II) имеет вид:

    {m[Cu(OH)2]·nOH-·(n-x)Na+}x-·xNa+

    Какой золь из тех, чьи условные формулы приведены ниже, нужно добавить к данному золю, чтобы вызвать взаимную коагуляцию:

    {m[BaSO4]·nBa2+·2(n-x)Cl-}2x+·2xCl-;

    {m[Fe(OH)3]·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-.

    Ответ обоснуйте. Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для золя гидроксида меди (II): Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    311.Какое строение будет иметь мицелла золя полученного в результате взаимодействия Na2SiO3 с избытком НС1? Какой из указанных ионов: C1-, Na+, А13+, Н+, SiO32- будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы? Почему?

    312.Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, если коллоидно-дисперсная фаза [Fe(OH)3]m , а ионный стабилизатор

    FeOCl > FeO+ + Cl-?

    Какой из приведенных ионов будет наиболее подходящим коагулятором для этой коллоидной системы: Cl?, SO42?, Na+, Fe2+, Fe3+? Ответ обоснуйте.

    313.Как представить условной химической формулой строение мицеллы, если: коллоидно-дисперсная фаза [H2SiO3]m, ионный стабилизатор K2SiO3 > 2K+ + SiO32?. Указать какой из приведенных ниже ионов наиболее эффективный коагулятор для этой коллоидной системы: Al3+, Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Ответ обоснуйте.

    314.Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия Na2SiO3 c избытком Са(ОН)2?

    Какой из этих ионов будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы: Al3+, Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    315. Мицелла золя гидроксида железа (III) имеет вид:

    {m[Fe(OH)3]·nFeO+·(n-x)Cl-}x+·xCl-

    Из приведенных ниже ионов составьте ряд ионов-коагуляторов для этой коллоидной системы: Fe3+; SiO32?; РО43-; Сl-; К+; Сa2+; Cu2+. Для какого из ионов порог коагуляции наименьший? Ответ обоснуйте.

    316. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия Li2SiO3 c избытком HCl? Какой из приведенных ионов будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы: Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    317. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия HCl c избытком AgNO3? Какой из приведенных ионов будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы: Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    318. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия KОН c избытком Cu(NO3)2? Какой из приведенных ионов будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы: Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    319. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия Na2S c избытком СuCl2? Какой из приведенных ионов будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы: Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    320. Как представить условной химической формулой строение мицеллы золя, полученного в результате взаимодействия Bа(ОН)2 c избытком К2SO4? Какой из этих ионов будет наиболее эффективным коагулятором для этой коллоидной системы: Al3+, РО43-; Са2+, SiO32?, ОН?, Na+. Почему?

    ТЕМА: s-Элементы (…ns1-2)

    Контрольные вопросы

    321. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) бериллия с раствором щелочи; б) магния с концентрированной серной кислотой, учитывая, что окислитель приобретает низшую степень окисления.

    322. При сплавлении оксид бериллия взаимодействует с диоксидом кремния и с оксидом натрия. Напишите уравнения соответствующих реакций. О каких свойствах ВеО говорят эти реакции?

    323. Какие соединения магния и кальция применяются в качестве вяжущих строительных материалов? Чем обусловлены их вяжущие свойства?

    324. Как можно получить карбид кальция? Что образуется при его взаимодействии с водой? Напишите уравнения соответствующих реакций.

    325. Как можно получить гидроксиды щелочных металлов? Почему едкие щелочи необходимо хранить в хорошо закрытой посуде? Составьте уравнения реакций, происходящих при насыщении гидроксида натрия а) хлором; б) оксидом серы SO3, в) сероводородом.

    326. Чем можно объяснить большую восстановительную способность щелочных металлов. При сплавлении гидроксида натрия с металлическим натрием последний восстанавливает водород щелочи в гидрид-ион. Составьте электронные и молекулярное уравнения этой реакции.

    327. Какое свойство кальция позволяет применять его в металлотермии для получения некоторых металлов из их соединений? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций кальция: а) с V205; б) с CaSO4,. В каждой из этих реакций окислитель восстанавливается максимально, приобретая низшую степень окисления.

    328. Какие соединения называют негашеной и гашеной известью? Составьте уравнения реакций их получения. Какое соединение образуется при прокаливании негашеной извести с углем? Что является окислителем и восстановителем в последней реакции? Составьте электронные и молекулярные уравнения.

    329. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) кальция с водой; б) магния с азотной кислотой, учитывая, что окислитель приобретает низшую степень окисления.

    330. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

    Ca > CaH2 > Ca(OH)2 > CaCO3 > Ca(HCO3)2

    331. Какую степень окисления может проявлять водород в своих соединениях? Приведите примеры реакций, в которых газообразный водород играет роль окислителя и в которых -- восстановителя.

    332. Напишите уравнения реакций натрия с водородом, кислородом, азотом и серой. Какую степень окисления приобретают атомы окислителя в каждой из этих реакций?

    333. Напишите уравнения реакций с водой следующих соединений натрия: Na2О2, Na2S, NaH, Na3N.

    334. Как получают металлический натрий? Составьте электронные уравнения процессов, проходящих на электродах при электролизе расплава NaOH.

    335. Какие свойства может проявлять пероксид водорода в окислительно-восстановительных реакциях? Почему? На основании электронных уравнений напишите уравнения реакций Н202 : а) с Аg2О; б) с К1.

    336. Почему пероксид водорода способен диспропорционировать (самоокисляться--самовосстанавливаться)? Составьте электронные и молекулярные уравнения процесса разложения Н2О2.

    337. Как можно получить гидрид и нитрид кальция? Напишите уравнения реакций этих соединений с водой. К окислительно-восстановительным реакциям составьте электронные уравнения.

    338. Назовите три изотопа водорода. Укажите состав их ядер. Что такое тяжелая вода? Как она получается и каковы ее свойства?

    339. Гидроксид какого из s-элементов проявляет амфотерные свойства? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций этого гидроксида: а) с кислотой, б) со щелочью.

    340. При пропускании диоксида углерода через известковую воду [раствор Са(ОН)2] образуется осадок, который при дальнейшем пропускании СО2 растворяется. Дайте объяснение этому явлению. Составьте уравнения реакций.

    ТЕМА: Жесткость воды и методы ее устранения

    Жесткость воды выражается суммой миллиэквивалентов ионов Са2+ и Мg2+, содержащихся в 1 л воды (мэкв/л). Один миллиэквивалент жесткости отвечает содержанию 20,04 мг/л Са2+ или 12,16 мг/л Мg2+.

    Пример 1

    Вычислите жесткость воды, зная, что в 500 л ее содержится 202,5 г Са(НСО3)2.

    Решение. В 1 л воды содержится 202,5 : 500 = 0,405 г Са(НСО3)2, что составляет 0,405 : 81 == 0,005 эквивалентных масс или 5 мэкв/л [81 г/моль -- эквивалентная масса Са(НСО3)2]. Следовательно, жесткость воды 5 мэкв.

    Пример 2

    Сколько граммов CaSO4, содержится в 1 м3 воды, если жесткость, обусловленная присутствием этой соли, равна 4 мэкв?

    Решение. Мольная масса CaSO4 равна 136,14 г/моль; эквивалентная масса равна 136,14 :2 = 68,07 г/моль. В 1 м3 воды жесткостью 4 мэкв содержится 4 · 1000 = 4000 мэкв, или 4000 · 68,07 = 272280 мг = 272,280 г CaSO4.

    Пример 3

    Какую массу соды надо добавить к 500 л воды, чтобы устранить ее жесткость, равную 5 мэкв/л?

    Решение. В 500 л воды содержится 500 · 5 = 2500 мэкв солей, обусловливающих жесткость воды. Для устранения жесткости следует прибавить 2500 · 53 = 132500 мг = 132,5 г соды (53 г/моль - эквивалентная масса Na2СО3).

    Пример 4

    Вычислите карбонатную жесткость воды, зная, что на титрование 100 см3 этой воды, содержащей гидрокарбонат кальция, потребовалось 6,25 см3 0,08 н. раствора HCI.

    Решение. Вычисляем нормальность раствора гидрокарбоната кальция. Обозначив число эквивалентов растворенного вещества в 1 л раствора, т.е. нормальность, через х, составляем пропорцию:

    , =0,005н.

    Таким образом, в 1 л исследуемой воды содержится 0,005 · 1000 = 5 мэкв гидрокарбоната кальция или 5 мэка Са2+-ионов. Карбонатная жесткость воды 5 мэкв.

    Приведенные примеры решают, применяя формулу

    Ж = m/ЭV,

    где m - масса вещества, обусловливающего жесткость воды или применяемого для устранения жесткости воды, мг; Э - эквивалентная масса этого вещества; V - объем воды, л.

    Решение примера 1. Ж = т/ЭV = 202500/81 · 500 = 5 мэкв/л (81 г/моль - эквивалентная масса Са(НСО3)2, равная половине его мольной массы).

    Решение примера 2. Из формулы

    Ж = т/ЭV, т = 4 · 68,07 · 1000 = 272280 мг =272,280 г CaSO4.

    Контрольные вопросы

    341. Вода, содержащая только гидрокарбонат магния, имеет жесткость 3,5 мэкв. Какая масса гидрокарбоната магния содержится в 200 л этой воды? Ответ: 51,1 г.

    342. К 1 м3 жесткой воды прибавили 132,5 г карбоната натрия. Насколько понизилась жесткость? Ответ: на 2 мэкв/л.

    343. Чему равна жесткость воды, если для ее устранения к 50 л воды потребовалось прибавить 21,2 г карбоната натрия? Ответ: 8 мэкв/л.

    344. Какая масса CaSО4 содержится в 200 л воды, если жесткость, обусловливаемая этой солью, равна 8 мэкв/л? Ответ: 108,9 г.

    345. Вода, содержащая только гидрокарбонат кальция, имеет жесткость 9 мэкв/л. Какая масса гидрокарбоната кальция содержится в 500 л воды? Ответ: 364,5 г.

    346. Какие ионы надо удалить из природной воды, чтобы сделать ее мягкой? ВВЕДЕНИЕм каких ионов можно умягчить воду? Составьте уравнения соответствующих реакций. Какую массу Са(ОН)2 надо прибавить к 2,5 л воды, чтобы устранить ее жесткость, равную 4,43 мэкв/л? Ответ: 0,406 г.

    347. Какую массу карбоната натрия надо прибавить к 0,1 м3 воды, чтобы устранить жесткость, равную 4 мэкв/л? Ответ: 21,2 г.

    348. К 100 л жесткой воды прибавили 12,95 г гидроксида кальция. Насколько понизилась карбонатная жесткость? Ответ: на 3,5 мэкв/л.

    349. Чему равна карбонатная жесткость воды, если в 1 л ее содержится 0,292 г гидрокарбоната магния и 0,2025 г гидрокарбоната кальция? Ответ: 6,5 мэкв/л.

    350. Какую массу гидроксида кальция надо прибавить к 275 л воды чтобы устранить ее карбонатную жесткость, равную 5,5 мэкв/л? Ответ: 56,06 г.

    351. Какую массу Na3PO4, надо прибавить к 500 л воды, чтобы устранить ее карбонатную жесткость, равную 5 мэкв/л? Ответ: 136,6 г.

    352. Какие соли обусловливают жесткость природной воды? Какую жесткость называют карбонатной, некарбонатной? Как можно устранить карбонатную, некарбонатную жесткость? Напишите уравнения соответствующих реакций. Чему равна жесткость воды, в 100 л которой содержится 14,632 г гидрокарбоната магния? Ответ: 2 мэкв/л.

    353. Вычислите карбонатную жесткость воды, зная, что для реакции с гидрокарбонатом кальция, содержащимся в 200 см3 воды, требуется 15 см3 0,08 н раствора HCl. Ответ: 6 мэкв/л. ,

    354. В 1 л воды содержится ионов магния 36,47 мг и ионов кальция 50,1 мг. Чему равна жесткость этой воды? Ответ: 5,5 мэкв/л.

    355. Какую массу карбоната натрия надо прибавить к 400 л воды, чтобы устранить жесткость, равную 3 мэкв/л. Ответ: 63,6 г.

    356. Вода, содержащая только сульфат магния, имеет жесткость 7 мэкв. Какая масса сульфата магния содержится в 300 л этой воды? Ответ: 126,3 г.

    357. Вычислите жесткость воды, зная, что в 600 л ее содержится 65,7 г гидрокарбонате магния и 61,2 сульфата кальция. Ответ: 3,2 мэкв/л.

    358. В 220 л воды содержится 11 г сульфата магния. Чему равна жесткость этой воды? Ответ: 0,83 мэкв/л.

    359.Жесткость воды, в которой растворен только гидрокарбонат кальция, равна 4 мэкв. Какой объем 0,1 н раствора HCl потребуется для реакции с гидрокарбонатом кальция, содержащимся в 75 см3 этой воды? Ответ: 3 см3.

    360. В 1 м3 воды содержится 140 г сульфата магния. Вычислите жесткость этой воды. Ответ: 2,33 мэкв/л.

    ТЕМА: р- Элементы (…ns2np1-6)

    Контрольные вопросы

    361. В каком газообразном соединении азот проявляет свою низшую степень окисления? Напишите уравнения реакций получения этого соединения: а) при взаимодействии хлорида аммония с гидроксидом кальция; б) разложением нитрида магния водой.

    362. Почему фосфористая кислота способна к реакциям самоокисления -- самовосстановления (диспропорционирования)? На основании электронных уравнений составьте уравнение процесса разложения H3PO3, учитывая, что при всём этом фосфор приобретает низшую и высшую степени окисления.

    363. В каком газообразном соединении фосфор проявляет свою низшую степень окисления? Напишите уравнения реакций:

    а) получения этого соединения при взаимодействии фосфида кальция с хлороводородной (соляной) кислотой;

    б) горения его в кислороде.

    364. Какую степень окисления проявляют мышьяк, сурьма и висмут? Какая степень окисления является более характерной для каждого из них? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций:

    а) мышьяка с концентрированной азотной кислотой;

    б) висмута с концентрированной серной кислотой.

    365. Как изменяются окислительные свойства галогенов при переходе от фтора к йоду и восстановительные свойства их отрицательно заряженных ионов? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций:

    а) С12 + Ш2 + Р2Щ =ж б) ЛШ + Вк2

    Укажите окислитель и восстановитель.

    366. Составьте электронные и молекулярное уравнения реакции, происходящей при пропускании хлора через горячий раствор гидроксида калия. К какому типу окислительно-восстановительных процессов относится данная реакция?

    367. Какие реакции нужно провести для осуществления следующих превращений:

    NaCl > HCl > Cl2 > KСlO3

    Уравнения окислительно-восстановительных реакций составьте на основании электронных уравнений.

    368. К раствору, содержащему SbCl3 и BiCl3, добавили избыток раствора гидроксида калия. Напишите молекулярные и ионно-молекулярные уравнения происходящих реакций. Какое вещество находится в осадке?

    369. Чем существенно отличается действие разбавленной азотной кислоты на металлы от действия хлороводородной (соляной) и разбавленной серной кислот? Что является окислителем в первом случае, что -- в двух других? Приведите примеры.

    370. Напишите формулы и назовите кислородные кислоты хлора, укажите степень окисления хлора в каждой из них. Какая из кислот более сильный окислитель? На основании электронных уравнений закончите уравнение реакции:

    KI + NaOCl + H2SO4 > I2 + ...

    Хлор приобретает низшую степень окисления.

    371. Какие реакции нужно провести, имея азот и воду, чтобы получить нитрат аммония? Составьте уравнения соответствующих реакций.

    372. Какую степень окисления может проявлять кремний в своих соединениях? Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

    Mg2Si > SiH4 > SiO2 > K2SiO3 > H2SiO3

    При каком превращении происходит окислительно-восстановительная реакция?

    373. Какое применение находит кремний? Составьте уравнения реакций, которые надо провести для осуществления следующих превращений:

    SiO2 > Si > K2SiO3 > H2SiO3

    Окислительно-восстановительные реакции напишите на основании электронных уравнений.

    374. Как получают диоксид углерода в промышленности и в лаборатории? Напишите уравнения соответствующих реакций и реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:

    NaHCO3 > CO2 > CaCO3 > Ca(HCO3)2

    375. Какие из солей угольной кислоты имеют наибольшее промышленное применение? Как получить соду, исходя из металлического натрия, хлороводородной (соляной) кислоты, мрамора и воды? Почему в растворе соды лакмус приобретает синий цвет? Ответ подтвердите составлением уравнений соответствующих реакций.

    376. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

    Al > Al2(SO4)3 > Na[Al(OH)4] > Al(NO3)3

    377. Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций: а) алюминия с раствором щелочи; б) бора с концентрированной азотной кислотой.

    378. Какой процесс называется алюминотермией? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакции, на которой основано применение термита (смесь Аl и Fe3O4).

    379. Составьте уравнения реакций, которые нужно провести для осуществления следующих превращений:

    B > H3BO3 > Na2B4O7 > H3BO3

    Уравнение окислительно-восстановительной реакции составьте на основании электронных уравнений.

    380. Какая степень окисления наиболее характерна для олова и какая для свинца? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций олова и свинца с концентрированной азотной кислотой.

    381. Чем можно объяснить восстановительные свойства соединений олова (II) и окислительные свинца (IV)? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций:

    a) SnCl2 с HgCl2;

    б) РЬО2 с НС1 конц.

    382. Какие оксиды и гидроксиды образуют олово и свинец? Как изменяются их кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства в зависимости от степени окисления элементов? Составьте молекулярные и ионно-молекулярные уравнения реакций взаимодействия раствора гидрoксида натрия:

    а) с оловом;

    б) с гидроксидом свинца (II).

    383. Какие соединения называются карбидами и силицидами? Напишите уравнения реакций:

    а) карбида алюминия с водой;

    б) силицида магния с хлороводородной (соляной) кислотой.

    Являются ли эти реакции окислительно-восстановительными? Почему?

    384. На основании электронных уравнений составьте уравнение реакции фосфора с азотной кислотой, учитывая, что фосфор приобретает высшую, а aзот - степень окисления + 4.

    385. Почему атомы большинства р-элементов способны к реакциям диспропорционироваиия (самоокисления -- самовосстановления)? На основании электронных уравнений напишите уравнение реакции растворения серы в концентрированном растворе щелочи. Один из продуктов содержит серу в степени окисления +4.

    386. Почему сернистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций H2SO3: а) с сероводородом; б) с хлором.

    387. Как проявляет себя сероводород в окислительно-восстановительных реакциях? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения реакций взаимодействия раствора сероводорода:

    а) с хлором;

    б) с кислородом.

    388. Почему азотистая кислота может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства? На основании электронных уравнений составьте уравнения реакций НNO3:

    а) с бромной водой;

    б) с HI.

    389. Почему диоксид азота способен к реакциям самоокисления -- самовосстановления (диспропорционирования)? На основании электронных уравнений напишете уравнение реакции растворения N02 в гидроксиде натрия.

    390. Какие свойства в окислительно-восстановительных реакциях проявляет серная кислота? Напишите уравнения реакций взаимодействия разбавленной серной кислоты с магнием и концентрированной -- с медью. Укажите окислитель и восстановитель.

    ТЕМА: Минеральные вяжущие

    Вяжущими материалами называются порошкообразные вещества, которые при затворении водой приобретают пластичные свойства, образуя постепенно твердеющее тесто, способное связывать отдельные куски или массу твердых пород в монолит.

    Вяжущие материалы подразделяются на воздушные (при смешении с водой они затвердевают и длительное время сохраняют прочность только на воздухе) и гидравлические (могут затвердевать на воздухе и в воде). Поэтому воздушные вяжущие применяются в надземных сооружениях, а гидравлические - как в надземных, так и в подземных гидротехнических сооружениях.

    Сырьем для производства вяжущих материалов служат природные горные породы: известково-глинистые (мергели), магнезиальные, карбонаты, кремнеземистые, гипс и другие, а также отходы некоторых производств: доменные шлаки, золы, фосфогипс и др.

    Гипсовые вяжущие материалы

    сырьем для производства является природный двуводный гипс СаSO4•2Н2О, природный ангидрит СаSO4 и отход производства фосфорной кислоты - фосфогипс.

    Получение строительного гипса основано на химической реакции 170-180°

    СаSО4•2Н2О > СаSО4•0,5Н2О + 1,5 Н2О

    При твердении протекает реакция

    СаSО4•0,5Н2О + 1,5 Н2О > СаSО4•2Н2О

    При t = 600-700°С образуется обожженный гипс, ангидритовый цемент.

    При 800-1000°С получают высокообожженный гипс - эстрихгипс, который твердеет при затворении водой без катализатора, так как в нем присутствует примесь СаО, образовавшаяся в результате частичного разложения СаSО4.

    В строительной технике гипсовые вяжущие широко применяются для изготовления блоков, панелей, перегородок, гипсобетона, сухой штукатурки, легковесных теплоизоляционных изделий. Заполнителями служат известь, шлак, пемза, мел, опилки и т.д. Все строительные изделия из гипса неводостойки и поэтому их применяют во внутренних элементах сооружений. Водостойкость повышают органические и минеральные добавки, а также водоотталкивающие обмазки.

    Воздушная известь

    Воздушную известь получают путем обжига известняков, мела, доломитовых известняков, содержащих не более 8% примесей

    900-1000°С

    СаСО3 > СаО + СО2

    Негашеную известь (СаО) - кипелку измельчают. При действии воды образуется известь гашеная СаО + Н2О > Са(ОН)2. Реакция сопровождается выделением тепла.

    Известковое тесто, смешанное с песком, измельченным шлаком и т.п. применяют в виде строительных растворов при кладке стен и для штукатурки.

    Известковый раствор на воздухе постепенно отвердевает под влиянием двух одновременно действующих факторов: удаления свободной воды и действия СО2. Удаление воды приводит к выделению и кристаллизации Са(ОН)2. В результате действия СО2 образуется карбонат кальция

    Са(ОН)2 + СО2 > СаСО3 + Н2О

    Кристаллы срастаются между собой и с зернами наполнителя, образуя искусственный камень. Твердение воздушных известковых растворов протекает медленно и связано с протеканием реакции

    Са(ОН)2 + SіО2 > СаО•SіО2•Н2О

    компоненты которой находятся в твердой фазе. Для ускорения этого процесса к извести добавляют цемент, гидравлические добавки или гипс.

    Гидравлическая известь

    Гидравлическая известь, в отличие от воздушной, начав твердеть на воздухе, может продолжать твердение в воде. Способность гидравлической извести сохранять и увеличивать прочность в воде объясняется наличием в ее составе, кроме свободной СаО, силикатов, алюминатов и ферритов кальция, которые образуются при обжиге за счет реакций между глиной и известняком. Эти реакции, если глинистых примесей 6-20%, приводят к получению извести с гидравлическими свойствами. Гидравлическая известь оценивается по основному (гидравлическому) модулю

    m =

    Для слабогидравлической извести он равен 4,5 - 9,0, сильногидравлической - 1,7 - 4,5, романцемента - 1,7.

    Портландский цемент

    Наибольшее значение как вяжущий материал в строительстве имеет портландцемент - продукт помола клинкера, полученного обжигом до спекания смесей из известняков и глин, встречающихся в природе (мергели) или искусственно составленных. При помоле к клинкеру добавляется гипс (до 2%) для замедления схватывания и гидравлические добавки (до 15%), увеличивающие стойкость портландцемента к разрушающему действию природных вод. Химический состав портландцемента следующий: СаО - 62-67%, SiО2 - 20-24%, Al2О3 - 4-7%, Fe2О3 - 2,5%, MgO, SO3 и прочих 1,5-3%. Состав портландцемента выражают при помощи модулей основного, или гидравлического - Г, силикатного - n и глиноземистого - Р, соответственно определяемых:

    Г = = 1,9 2,4;

    n =

    Р = .

    Оксиды связаны в клинкере в следующие минералы

    3СаО•SiO2 (C3S) - алит, 37 - 60%

    2СаО•SiO2 (C2S) - белит, 15 - 37%

    3CaO•Al2О33А) - трехкальциевый алюминат, 7 - 15%

    4CaO•Al2О3•Fe2О3 (C4AF) - четырехкальциевый алюмоферрит, 10 - 18%

    эти соединения реагируют при затворении цемента водой и дают различные гидраты, выделяющиеся в виде студней-гелей; они образуют пластичное тесто, которое затем схватывается и упрочняется в цементый камень

    3СаО•SiO2 + (n+1)H2O > 2 СаО•SiO2· nH2O + Ca(OH)2

    2СаО•SiO2 + n H2O > 2 СаО•SiO2 ·nH2O

    3CaO•Al2О3 + 6 H2O > 3CaO•Al2О3•6 H2O

    4CaO•Al2О3•Fe2О3 + (m + 6)H2O > 3CaO•Al2О3•6 H2O + CaO•Fe2О3•mH2O

    Ca(OH)2

    3(4)CaO•Fe2О3•xH2O

    Глиноземистый цемент

    Глиноземистый цемент представляет собой продукт тонкого помола обожженной до плавления или до спекания сырьевой смеси, состоящей из боксита и известняка. Химический состав глиноземистого цемента следующий: около 40% СаО, около 40% Al2О3, остальное - примеси Fe2О3 (нежелательные) и др. оксиды СаО и Al2О3 находятся в глиноземистом цементе главным образом в виде минерала - однокальциевого алюмината СаО•Al2О3. глиноземистый цемент быстро твердеет

    2(СаО•Al2О3) + 11Н2О > 2 Al(ОН)3 + 2СаО•Al2О3•8Н2О.

    Уже на третий день твердения прочность его приближается к максимальной. Сооружения из глиноземистого цемента стойки к сульфатной коррозии, но не стойки в щелочных средах, в которых идет разрушение камня в результате взаимодействия Al2О3 и Al(ОН)3 со щелочами.

    Магнезиальные цементы

    Активным началом магнезиальных цементов является оксид магния. Сырьем служат природный магнезит MgСО3 и доломит СаСО3•MgСО3. В соответствии с этим различают два вида магнезиальных цементов - каустический магнезит, получаемый обжигом до полного удаления СО2 при 800-1000° С, и каустический доломит. В отличие от других вяжущих магнезиальные цементы затворяются не водой, а растворами солей MgCl2 или MgSO4, в некоторых случаях - серной или соляной кислотой. При твердении магнезиальных цементов происходит образование Mg(ОН)2 сначала в коллоидном, а затем в кристаллическом состоянии; частично образуется оксихлорид магния

    mMgO + MgCl2 + pH2O > (MgO)m•(MgCl2)•(H2O)p.

    Магнезиальное вяжущее находит применение в производстве ксилолита, фибролита (термоизоляционного, конструктивного и фибролитовой фанеры), пено- и газомагнезита, оснований под чистые полы и других строительных деталей.

    Коррозия бетонов

    Камневидное тело портландцемента подвержено коррозии в водах, богатых углекислотой, солями постоянной жесткости СаSО4, MgSО4 и др.

    Са(ОН)2 + СО2 > СаСО3 + Н2О углекислотная

    коррозия

    сульфатная коррозия сопровождается образованием сульфоалюминатов, вызывающих местные напряжения за счет увеличения в объеме изделий, в объеме структуры последних.

    3CaO•Al2О3•6 H2O + 3 СаSО4 + 25Н2О > 3CaO•Al2О3•3СаSО4•31Н2О.

    Для сооружений, соприкасающихся с морской водой, характерна магнезиальная коррозия

    3CaO•Al2О3•6H2O + 3MgSО4 > 3СаSО4 + 2Al(ОН)3 + 3Mg(ОН)2

    при углекислотной коррозии известь, содержащаяся в камне, переводится в легкорастворимый гидрокарбонат кальция и вымывается водой; при сульфатной коррозии образуется цементная бацилла (гидросульфоалюминат), приводящая к растрескиванию бетонного сооружения. При магнезиальной коррозии идет разрушение трехкальциевого гексагидроалюмината с образованием сульфата кальция (образует бациллу) и рыхлой структуры Mg(ОН)2 и Al(ОН)3. Сульфат магния может также взаимодействовать с Са(ОН)2 с увеличением объема

    ЬпЫО4 + Са(ОН)2 + 2Н2О > СфЫЩ4•2Р2Щ + Ьп(ЩР)2ю

    Образование гипса сопровождается увеличением в объеме, что также приводит к возникновению напряжений в бетоне и его разрушению.

    Повысить коррозионную стойкость можно применением добавки к клинкеру кремнеземистого компонента с большой удельной поверхностью. Это объясняется более полным связыванием исходных компонентов в гидросиликаты кальция.

    Контрольные вопросы

    391. Перечислить общие физико-химические свойства вяжущих веществ. Дать их краткую характеристику.

    392. Составить уравнения реакций, которые имеют место при получении вяжущих веществ на основе извести. Привести состав воздушной извести.

    393. Описать химические процессы, происходящие при получении портландцементного клинкера.

    394. Составить уравнения реакций при взаимодействии с водой минералов портландцементного клинкера.

    395. Объясните, почему воздушная известь способна твердеть только на воздухе, в то время как гидравлическая - на воздухе и в воде.

    396. Назовите, сколько основных компонентов входят в состав клинкера портландцемента и какой из минералов содержится в наибольшем количестве.

    397. Составить уравнения реакций и указать условия полного гидролиза 3СаО•SiO2.

    398. Повышенное содержание каких минералов приводит к ускорению твердения портландцемента? Назвать их. Составить уравнения реакции их взаимодействия с водой.

    399. Напишите уравнение реакции с водой соответствующего минерала клинкера портландцемента, повышенное содержание которого замедляет процесс твердения. Назовите этот минерал.

    400. Объясните, почему камневидное тело затвердевшего глиноземистого цемента нестойко в щелочных и сильнокислых средах. Напишите соответствующие уравнения реакций.

    401. Дать классификацию видов коррозии бетона по механизму протекания коррозии.

    402. Укажите виды коррозии бетона по характеру его разрушения. Приведите уравнения происходящих реакций.

    403. Составить уравнения реакции, протекающие при углекислотной коррозии, какой компонент цемента является причиной этого вида коррозии?

    404. Где имеет место углекислотная коррозия? Что из окружающей среды является её причиной? Составить уравнение реакции.

    405. Какие воды вызывают магнезиальную коррозию бетона? Составить уравнение реакции магнезиальной коррозии бетона.

    406. Назовите основной минерал глиноземистого цемента, напишите уравнение реакции его взаимодействия с водой.

    407. Назовите минерал цементного камня, который подвергается коррозии. Составьте уравнение реакции, которая протекает при всём этом.

    408. Какой вид коррозии бетона приводит к образованию «цементной бациллы»? Составить уравнение реакции её образования.

    409. Одним из выражения состава гидравлических вяжущих является указание гидравлического модуля. Как он определяется?

    410. Гидравлический модуль для гидравлической извести равен 4,5-9,0. Определите тип этой извести.

    411. Охарактеризовать физические и химические свойства диоксида кремния, его отношение к воде, кислотам и щелочам.

    412. Какая масса природного известняка, содержащего 90% (масса) СаСО3, потребуется для получения 7,0 т негашеной извести? Ответ: 13,8 т

    413. При разложении СаСО3 выделилось 11,2 л СО2. Чему равна масса КОН, необходимая для связывания выделяющегося газа в карбонат? Ответ: 56 г.

    414. Сколько природного магнезита необходимо для получения 100 кг MgO? Ответ: 210 кг.

    415. Перечислить гипсовые вяжущие. Сколько хлористого магния необходимо взять для получения 1 т цемента Сореля? Ответ: 1,2 т.

    416. Составьте уравнения реакции гашения извести. Сколько воды выделится при взаимодействии гашеной извести с 1 кг песка при её твердении?

    417. Что такое эстрих-гипс? Как его получают? Где используют?

    418. Чем каустический магнезит отличается от каустического доломита? Где они используются в строительстве?

    419. Составить уравнения реакции взаимодействия алюминиевой пудры с водным раствором извести. Какое газообразное вещество при всём этом образуется? Где используется эта реакция при производстве строительных материалов?

    420. Составить уравнение реакций, протекающих при контакте силикатного стекла с плавиковой кислотой. Объясните причину появления матовости стекла.

    421. Составить уравнения реакций, протекающих при кипячении растворов щелочи в емкостях из силикатного стекла. Как называется этот процесс?

    422. Укажите состав воздушной извести. Составьте уравнения реакций получения, гашения и твердения воздушной извести, указав основные продукты.

    423. Укажите состав магнезиального вяжущего (цемент Сореля). Составьте уравнение реакции, протекающей при его затворении. Какому эмпирическому составу химического соединения соответствует продукт.

    424. Составить уравнение реакции, протекающей при схватывании и твердении строительного гипса. Объясните, почему он относится к быстро схватывающимся вяжущим.

    425. Какие вещества называются вяжущими? Приведите их классификацию.

    426. Какая известь называется воздушной? Приведите её качественный и количественный состав. Напишите уравнения реакций её получения, гашения.

    427. Приведите минералогический состав портландцемента. Какие добавки замедляют схватывание и твердение цемента. Почему?

    428. Приведите качественный и количественный состав портландцементного клинкера. ВВЕДЕНИЕ каких добавок ускоряет схватывание и твердение цемента. Почему?

    429.Что такое гидравлические добавки к цементам? Какие гидравлические добавки вам известны?

    430. Какие гипсовые вяжущие вам известны? Составьте уравнения реакций получения и твердения строительного гипса.

    ТЕМА: Химия высокомолекулярных соединений

    Высокомолекулярные соединения (ВМС) -- это химические вещества с большой молекулярной массой и обладающие особыми свойствами. Химия ВМС изучает вещества, молекулы которых состоят из огромного числа атомов, соединенных между собой обычными ковалентными связями. Такие молекулы называются макромолекулами; например, макромолекулы полиэтилена [С2Н4]n, целлюлозы [С6Н1005]n, натурального каучука [С5Н8]n, полихлорвинила [С2Н3С1]n и др.

    Высокомолекулярные соединения часто называют просто полимерами (от греч. ро1у -- много, meros-- часть).

    Число элементарных звеньев в макромолекуле (n), является одной из главных характеристик полимера и называется степенью полимеризации (Р) полимера. Между этой величиной и молекулярной массой полимера имеется следующее соотношение: Р = М/т, где т -- молекулярная масса элементарного звена. Отсюда молекулярная масса полимера равна M = Рm. Полимеры с высокой степенью полимеризации называются высокополимерами, а с небольшой -- олигомерами.

    Молекулярная масса полимеров -- совершенно новое понятие. Если для обычных соединений молекулярная масса -- величина постоянная, которая строго характеризует индивидуальность химического вещества, то для полимерных соединений молекулярная масса -- величина среднестатистическая. Это связано с тем, что полимерные соединения обычно состоят из смеси макромолекул, имеющих различные размеры и массу, -- полимергомологов. Поэтому для полимеров пользуются понятием средней молекулярной массы. Однако при одинаковой средней молекулярной массе образцы полимера могут отличаться по соотношению имеющихся в них различных полимергомологов. Для количественной оценки такого соотношения используют понятие степени полидисперсности, или молекулярно-массового распределения.

    Классификация ВМС

    По методам получения все высокомолекулярные соединения можно разделить на три группы: природные (например, белки, нуклеиновые кислоты, целлюлоза, натуральный каучук), синтетические (полиэтилен, поливинилхлорид и др.) и искусственные, которые получены путем химической модификации природных полимеров (эфиры целлюлозы).

    По химическому составу основной макромолекулярной цепи высокомолекулярные соединения делятся на два больших класса: гомоцепные, цепи которых построены из одинаковых атомов, и гетероцепные, макромолекулярная цепь которых содержит атомы различных элементов. Среди гомоцепных высокомолекулярных соединений наиболее важны те, макромолекулярные цепи которых состоят только из атомов углерода. Такие высокомолекулярные соединения называются карбоцепными.

    Схема 1. Примеры карбоцепных полимеров

    Гетероцепные полимеры можно разделить на две группы. В первую группу входят полимеры, содержащие в основной цепи, как атомы углерода, так и атомы других элементов, например:

    Вторая группа включает гетероцепные полимеры с главной неорганической цепью и органическими боковыми группами:

    полисилоксаны полиалюмоксаны

    Большое значение имеют высокомолекулярные соединения с сопряженной системой кратных связей, например:

    Номенклатура ВМС

    Названия карбоцепных полимеров составляются из названий исходного мономера и приставки поли-. Гетероцепные полимеры называются по названию класса соединений с приставкой поли-, например полиэфиры, полиуретаны и т. д.

    Отличительные особенности ВМС

    Несмотря на формальное сходство между высокомолекулярными и низкомолекулярными соединениями, у полимеров есть свои отличительные особенности. Полимерные соединения растворяются гораздо медленнее, чем обычные вещества. Растворителями для них, как правило, служат низкомолекулярные продукты. На первой стадии растворения идет процесс набухания, при котором полимер, многократно изменяя объем, сохраняет, однако, свою форму. Вязкость растворов высокомолекулярных соединений во много раз превышает вязкость концентрированных растворов низкомолекулярных соединений. При добавлении значительного количества растворителя достигается достаточная текучесть полимера в широком диапазоне температур. Это наблюдается, например, у лаков и клеев на основе полимерных материалов.

    Физические состояния полимеров

    В отличие от низкомолекулярных веществ высокомолекулярные соединения могут находиться только в двух агрегатных состояниях: твердом и жидком. По характеру поведения полимерных материалов под воздействием механических нагрузок (при комнатной температуре) все высокомолекулярные соединения делятся на три большие группы.

    1. Текучие полимеры, имеющие аморфное строение, необратимо изменяющие свою форму под действием даже незначительных механических нагрузок (например, низкомолекулярный полиизобутилен, резолы -фенолоформальдегидные полимеры).

    2. Высокоэластичные полимеры (эластомеры), имеющие в ненапряженном состоянии аморфное строение (например, каучуки и резины) и обратимо деформируемые под воздействием относительно небольших нагрузок. При нагревании многие твердые полимеры становятся высокоэластичными (полистирол, поливинилхлорид и др.).

    3. Твердые полимеры, имеющие аморфное или кристаллическое строение, мало изменяют свою форму даже при больших механических нагрузках. После устранения действия механических нагрузках они способны восстанавливать свою первоначальную форму. Твердые аморфные полимеры, не успевшие при охлаждении закристаллизоваться, но потерявшие текучесть, называются стеклообразными полимерами.

    Таким образом, аморфные полимеры могут пребывать в трех физических состояниях: твердом, или стеклообразном, высокоэластичном и вязкотекучем. Следует отметить, что высокоэластичное состояние характерно только для высокополимеров.

    При нагревании или охлаждении один и тот же полимер может переходить из одного физического состояния в другое. Например, полиизобутилен при комнатной температуре находится в высокоэластичном состоянии, но при нагревании может быть переведен в вязкотекучее, а при охлаждении -- в стеклообразное.

    По отношению к воздействию тепла высокомолекулярные соединения делят на термопластичные и термореактивные. Термопластичные полимеры способны размягчаться при нагревании и вновь затвердевать при охлаждении, сохраняя все свои свойства: растворимость, плавкость и т. д. Термореактивные полимеры при повышении температуры сначала становятся пластичными, но затем, затвердевая (под влиянием катализаторов или отвердителей), переходят в неплавкое и нерастворимое состояние.

    Способы получения синтетических полимеров

    Существуют два основных способа получения высокомолекулярных соединений: полимеризация и поликонденсация.

    1. Реакция соединения молекул мономера, протекающая за счет разрыва кратных связей и не сопровождающаяся выделением побочных низкомолекулярных продуктов, т. е. не приводящая к изменению элементного состава мономера, называется полимеризацией.

    В цепную полимеризацию вступают в основном ненасыщенные мономеры (алкены), у которых двойная связь находится между углеродными атомами:

    Пример 1. Схема реакции полимеризации производных алкенов:

    п СН2 = СН > - [-СН2 = СН-]п-RR

    Где: R = Н, С1, СН3 и т.д.

    Радикальная полимеризация -- один из распространенных способов синтеза полимеров. Активным центром такой полимеризации является свободный радикал. Если в радикальной полимеризации активным центром является радикал, то в ионной -- ионы.

    Ионная полимеризация, как и радикальная, -- цепной процесс. Однако растущая макромолекула при ионной полимеризации в отличие от радикальной представляет собой не свободный радикал, а ион -- катион или анион. В зависимости от этого различают катионную (карбониевую) и анионную (карбанионную) полимеризацию.

    Сополимеризация -- процесс образования сополимеров совместной полимеризацией двух или нескольких различных по природе мономеров. Этим методом получают высокомолекулярные соединения с широким диапазоном физических и химических свойств. Например, в результате сополимеризации бутадиена с акрилонитрилом образуется бутадиеннитрильный каучук (СКН), обладающий высокой стойкостью к маслам и бензинам. Из него изготовляют уплотнительные прокладки для деталей, соприкасающихся с маслами и растворителями.

    Пример 2

    Схема сополимеризации бутадиен-1,3 и акрилонитрила:

    2. Поликонденсация -- процесс образования полимеров путем химического взаимодействия молекул мономеров, сопровождающийся выделением низкомолекулярных веществ (воды, хлороводорода, аммиака, спирта и др.).

    В процессе поликонденсации происходит взаимодействие между собой функциональных групп, содержащихся в молекулах мономеров (--ОН, --NН2, --СООН, галогены, подвижный водород и др.). Мономеры, вступающие в реакцию поликонденсации, должны содержать не менее двух функциональных групп.

    Пример 3. Схема поликонденсации аминокислот с образованием полиамидов:

    Реакция между двухосновными кислотами и двухатомными спиртами приводит к получению полиэфиров, из которых наибольшее значение имеют полиэфиры на основе ароматических и непредельных двухосновных кислот.

    Строение полимеров

    ВМС, которые содержат в макромолекулярной цепи одинаковые элементарные звенья (например, А), называются гомополимерами:

    --А--А--А--А--А--А--А--А--А--А--А--А-…

    Иногда макромолекулярные цепи бывают построены из разных элементарных звеньев (например, сополимеры). При этом, если различные элементарные звенья (А, В, С) расположены в главной цепи без видимого порядка, то сополимеры называются нерегулярными:

    … --А--В--В--А--С--В--А--А--В--А--С--В-…

    При строгой последовательности звеньев в макромолекулярной цепи сополимеры называют регулярными и они могут иметь такой вид:

    ... --а--В--С--А--В--С---А--В--С--А--В--С-- …

    Полимеры, содержащие асимметричные атомы углерода, и пространственно упорядоченные, называются стереорегулярными.

    Регулярные и стереорегулярные полимеры имеют более высокие физико-химические показатели. Более высокие температуры плавления и большая механическая прочность регулярных полимеров по сравнению с нерегулярными объясняется более плотной упаковкой макромолекулярных цепей. Часто в состав сополимеров входят целые «блоки», построенные из элементарных звеньев только одного вида:

    ... --А--А--А--А--В--В--В--В--С--С--С--С-- …

    Такие сополимеры называются блок-сополимерами.

    В зависимости от формы макромолекул высокомолекулярные соединения бывают не только линейными, т. е. состоящими из практически неразветвленных цепных макромолекул, но и разветвленными и пространственными (трехмерными).

    Линейные макромолекулы можно представить в виде длинных нитей, поперечный размер которых ничтожно мал по сравнению с ее длиной. Например, длина макроцепи полимера, имеющего молекулярную массу 350000, в шесть тысяч раз превышает ее диаметр.

    Из природных полимеров линейное строение имеют целлюлоза, амилоза (составная часть крахмала), натуральный каучук, а из синтетических -- полиэтилен, поливинилхлорид, капрон и многие другие полимеры.

    Разветвленные полимеры имеют длинные цепи с боковыми ответвлениями:

    А--А--А--А--А---... --А-- А-- А-- А-- А-- А-- А-- А-- А-- А--

    А-- …А--А--А--А----.

    К таким полимерам относятся амилопектин крахмала, некоторые синтетические полимеры и привитые сополимеры:

    в--в--В--В--В--..

    ... --А-- А-- А--А-- А-- А-- А-- А-- А-- А-- А-- А--

    В--В--В--В--В--В--В-- …

    Пространственные (трехмерные) полимеры построены из соединенных между собой макромолекулярных цепей. В качестве таких «мостиков», осуществляющих поперечную химическую связь, могут выступать отдельные атомы или группы:

    В

    ... _А--А--А--А--А--А--А--А--А--...

    В

    а--а--А--А--А--А--А--А--А-- -

    В

    Такие полимеры называют сетчатыми. К ним относятся, прежде всего, фенолоформальдегидные и мочевиноформальдегидные полимеры, а также резина, макромолекулы которой «сшиты» между собой атомами серы.

    В случае пространственных полимеров понятие «молекула» теряет свой обычный смысл и приобретает некоторую условность. Это связано с большими размерами и громоздкостью этих молекул. Форма макромолекул во многом определяет свойства полимеров. Полимерные соединения часто применяются в качестве связующего компонента. Если в полимерные соединения ввести наполнители, красители, пластификаторы, а также добавки, препятствующие преждевременному разрушению данного полимера, то такие композиции называются пластмассами.

    При выполнении задания по химии ВМС пользуйтесь схемами использования алкенов и алкинов в промышленности:

    Схема 3. Промышленное использование ацетилена

    Контрольные вопросы

    431. Каковы различия в составах алканов (предельных) и алкенов (непредельных) углеводородов? Составьте схему образования бутадиенстирольного каучука из бутадиена-1,3 и стирола. Что такое вулканизация?

    432. Какие соединения называют аминокислотами? Напишите формулу простейшей аминокислоты. Составьте схему поликонденсации аминокапроновой кислоты. Как называют образующийся при всём этом полимер?

    433. Какие соединения называют альдегидами? Напишите формулу метаналя (формальдегида). Составьте схему получения новолачной фенолоформальдегидной смолы. Полученный полимер относится к термопластичным или термореактивным полимерам?.

    434. Как называют углеводороды, представителем которых является 2-метил-1,3-бутадиен (изопрен)? Составьте схему сополимеризации 2-метил-1,3-бутадиена и 2-метил-1-пропена (изобутилена).

    435. Основой многих лакокрасочных материалов являются глифталевые (полиэфирные) смолы ГФ. Напишите уравнение реакции получения этих смол поликонденсацией глицерина и терефталевой кислоты.

    436. Какая общая формула выражает состав алкинов (ацетиленовых углеводородов)? Как из этина (ацетилена) получить бутен-1-ин-3 (винилацетилен), а из него 2-хлор-1,3-бутадиен (хлорпрен)?

    437. Напишите уравнение реакции дегидратации пропанол-1. Составьте схему полимеризации полученного углеводорода.

    438. Какие полимеры называют регулярными? Чем объясняется более высокая температура плавления и большая механическая прочность регулярных полимеров по сравнению с нерегулярными полимерами?

    439. Как получают в промышленности стирол? Приведите схему его полимеризации. Изобразите с помощью схем линейную и трехмерную структуры полимеров.

    440. Какие полимеры называются термопластичными, термореактивными? Укажите три состояния полимеров. Чем характеризуется переход из одного состояния в другое?

    441. Напишите структурную формулу пропеновой (акриловой) - простейшей непредельной одноосновной карбоновой кислоты и уравнение реакции взаимодействия этой кислоты с метанолом. Составьте схему полимеризации образовавшегося продукта. Как называется образовавшийся полимер.

    442. Как из карбида кальция и воды, применив реакцию Кучерова, получить этаналь (уксусный альдегид), а затем винилацетат. Напишите уравнений соответствующих реакций. Составьте схему полимеризации винилацетата с получением поливинилацетата (ПВА).

    443. Какие соединения называют аминами? Составьте схему поликонденсации гександиовой (адипиновой) кислоты и гексаметилендиамина. Назовите образовавшийся полимер.

    444. Как можно получить винилхлорид, имея карбид кальция, хлорид натрия, серную кислоту и воду? Напишите уравнения соответствующих реакций. Составьте схему полимеризации хлорэтена (винилхлорида) Полученный полимер относится к термопластичным или термореактивным полимерам?.

    445. Напишите структурную формулу непредельного углеводорода, который является мономером для получения натурального каучука? Как называют процесс превращения каучука в резину? Чем по строению и свойствам различаются каучук и резина?

    446. Напишите уравнение реакции образования акрилонитрила из этина (ацетилена). Составьте схему полимеризации акрилонитрила. Назовите образовавшийся полимер.

    447. Напишите структурную формулу 2-метилпропеновой (метакриловой) кислоты. Какое соединение получается при взаимодействии ее с метанолом? Напишите уравнение реакции. Составьте схему полимеризации образующегося продукта. Назовите образовавшийся полимер.

    448. Какие углеводороды называют диеновыми (алкадиенами). Приведите пример. Какая общая формула выражает состав этих углеводородов? Составьте схему полимеризации бутадиена-1,3 (дивинила). Как называется полученный продукт?

    449. Какие углеводороды называют алкенами? Приведите пример. Какая общая формула выражает состав этих углеводородов? Составьте схему получения полиэтилена. Полученный полимер относится к термопластичным или термореактивным?.

    450. Какие химические реакции наиболее характерны для алкинов? Что такое полимеризация, поликонденсация? Чем отличаются друг от друга эти реакции?

    ТАБЛИЦА ВАРИАНТОВ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАНИЙ

    Номер варианта

    Номера контрольного задания

    Номера задач, относящихся к данному заданию

    01

    І

    ІІ

    1, 21, 41, 61, 81, 101, 121, 141, 161, 181, 201

    221, 241,261, 281, 301, 321, 341, 361, 391, 411, 431

    02

    І

    ІІ

    2, 22, 42, 62, 82, 102, 122, 142, 162, 182, 202

    222, 242, 262, 282, 302, 322, 342, 362, 392, 412, 432

    03

    І

    ІІ

    3, 23, 43, 63, 83, 103, 123, 143, 163, 183, 203

    223, 243, 263, 283, 303, 323, 343, 363, 393, 413, 433

    04

    І

    ІІ

    4, 24, 44, 64, 84,104, 124, 144, 164, 184, 204

    224, 244, 264, 284,304, 324, 344, 364, 394, 414, 434

    05

    І

    ІІ

    5, 25, 45, 65, 85, 105, 125, 145, 165, 185, 205

    225, 245, 265, 285, 305, 325, 345, 365, 395, 415, 435

    06

    І

    ІІ

    6, 26, 46, 66, 86, 106, 126, 146, 166, 186, 206

    226, 246, 266, 286, 306, 326, 346, 366, 396, 416, 436

    07

    І

    ІІ

    7, 27, 47, 67, 87,107,127, 147,167, 187, 207

    227, 247, 267, 287, 307, 327, 347, 367, 397, 417, 437

    08

    І

    ІІ

    8, 28, 48, 68, 88, 108, 128, 148, 168, 188, 208

    228, 248, 268, 288, 308, 328, 348, 368, 398,418, 438

    09

    І

    ІІ

    9, 29, 49, 69, 89, 109, 129, 149, 169, 189, 209

    229, 249, 269, 289, 309, 329, 349, 369, 399, 419, 439

    10

    І

    ІІ

    10, 30, 50, 70, 90, 110, 130, 150, 170, 190, 210

    230, 250, 270, 290, 310, 330, 350, 370, 400, 420, 440

    11

    І

    ІІ

    11, 31, 51, 71, 91, 111, 131, 151, 171, 191, 211

    231, 251, 271, 291, 311, 331, 351, 371, 401, 421, 441

    12

    І

    ІІ

    12, 32, 52, 72, 92, 112, 132, 152, 172, 192, 212

    232, 252, 272, 292, 312, 332, 352, 372, 402, 422, 442

    13

    І

    ІІ

    13, 33, 53, 73, 93, 113, 133, 153, 173, 193, 213

    233, 253, 273, 293, 313, 333, 353, 373, 403, 423, 443

    14

    І

    ІІ

    14, 34, 54, 74, 94, 114, 134, 154, 174, 194, 214

    234, 254, 274, 294, 314, 334, 354, 374, 404, 424, 444

    15

    І

    ІІ

    15, 35, 55, 75, 95, 115, 135, 155, 175, 195, 215

    235, 255, 275, 295, 315, 335, 355, 375, 405, 425, 445

    16

    І

    ІІ

    16, 36, 56, 76, 96, 116, 136, 156, 176, 196, 216

    236, 256, 276, 296, 316, 336, 356, 376, 406, 426, 446

    17

    І

    ІІ

    17, 37, 57, 77, 97, 117, 137, 157, 177, 197, 217

    237, 257, 277, 297, 317, 337, 357, 377, 407, 427, 447

    18

    І

    ІІ

    18, 38, 58, 78, 98, 118, 138, 158, 178, 198, 218

    238, 258, 278, 298, 318, 338, 358, 378, 403, 428, 448

    19

    І

    ІІ

    19, 39, 59, 79, 99, 119, 139, 159, 179, 199, 219

    239, 259, 279, 299, 319, 339, 359, 379, 409, 429, 449

    20

    І

    ІІ

    20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 220

    240, 260, 280, 300, 320, 340, 360, 380, 410, 430, 450

    21

    І

    ІІ

    1, 22, 43, 64, 85, 106, 127, 148, 169, 190, 211

    222, 243, 264, 285, 306, 327, 348, 381, 391, 412, 433

    22

    І

    ІІ

    2, 23, 44, 65, 86, 107, 128, 149, 170, 191, 212

    223, 244, 265, 286, 307, 328, 349, 382, 392, 413, 434

    23

    І

    ІІ

    3, 24, 45, 66, 87, 108, 129, 150, 171, 192, 213

    224, 245, 266, 287, 308, 329, 350, 383, 393, 414, 435

    24

    І

    ІІ

    4, 25, 46, 67, 88, 109, 130, 151, 172, 193, 214

    225, 246, 267, 288, 309, 330, 351, 384, 394, 415, 436

    25

    І

    ІІ

    5, 26, 47, 68, 89, 110, 131, 152, 173, 194, 215

    226, 247, 268, 289, 310, 331, 352, 385, 395, 416, 437

    26

    І

    ІІ

    6, 27, 48, 69, 90, 111, 132, 153, 174, 195, 216

    227, 248, 269, 290, 311, 332, 353, 386, 396, 417, 438

    27

    І

    ІІ

    7, 28, 49, 70, 91, 112, 133, 154, 175, 196, 217

    228, 249, 270, 291, 312, 333, 354, 387, 397, 418, 439

    28

    І

    ІІ

    8, 29, 50, 71, 92, 113, 134, 155, 176, 197, 218

    229, 250, 271, 292, 313, 334, 355, 388, 398, 419, 440

    29

    І

    ІІ

    9,30,51, 72, 93, 114, 135, 156, 177, 198, 219

    230, 251, 272, 293, 314, 335, 356, 389, 399, 420, 441

    30

    І

    ІІ

    10, 31, 52, 73, 94, 115, 136, 157, 178, 199, 220

    231, 252, 273, 294, 315, 336, 357, 390, 400, 421, 442

    31

    І

    ІІ

    11, 32, 53, 74, 95, 116, 137, 158, 179, 200, 201

    232, 253, 274, 295, 316, 337, 358, 361, 401, 422, 443

    32

    І

    ІІ

    12, 33, 54, 75, 96, 117, 138, 159, 180, 181, 202

    233, 254, 275, 296, 317, 338, 359, 362, 402, 423, 444

    33

    І

    ІІ

    13, 34, 55, 76, 97, 118, 139, 160, 161, 182, 203

    234, 255, 276, 297, 318, 339, 360, 363, 403, 424, 445

    34

    І

    ІІ

    14, 35, 56, 77, 98, 119, 140, 141, 162, 183, 204

    235, 256, 277, 298, 319, 340, 347, 364, 404, 425, 446

    35

    І

    ІІ

    15, 36, 57, 78, 99, 120, 121, 142, 163, 184, 205

    236, 257, 278, 299, 320, 322, 346, 365, 405, 426, 447

    36

    І

    ІІ

    16, 37, 58, 79, 100, 101, 122, 143, 164, 185, 206

    237, 258, 279, 300, 301, 323, 345, 366, 406, 427, 448

    37

    І

    ІІ

    17, 38, 59, 80, 81, 102, 123, 144, 165, 186, 207

    238, 259, 280, 281, 302, 324, 344, 367, 407, 428, 449

    38

    І

    ІІ

    18, 39, 60, 65, 86, 107, 128, 145, 166, 187, 208

    239, 260, 261, 282, 303, 325, 343, 368, 408, 429, 450

    39

    І

    ІІ

    19, 40, 44, 66, 87, 108, 129, 146, 167, 188, 209

    240, 241, 262, 283, 304, 326, 342, 369, 409, 430, 432

    40

    І

    ІІ

    20, 23, 45, 67, 88, 109, 130, 147, 168, 189, 210

    221, 242, 263, 284, 305, 327, 341, 370, 410, 411, 431

    41

    І

    ІІ

    2, 24, 46, 68, 89, 110, 131, 148, 170, 190, 201

    223, 241, 265, 281, 306, 328, 341, 371, 391, 411, 431

    42

    І

    ІІ

    3, 25, 47, 69, 90, 111, 132, 149, 171, 191, 202

    224, 242, 266, 282, 307, 329, 342, 372, 392, 412, 432

    43

    І

    ІІ

    4, 26, 48, 70, 91, 112, 133, 150, 172, 192, 203

    225, 243, 267, 283, 308, 330, 343, 373, 393, 413, 433

    44

    І

    ІІ

    5, 27, 49, 71, 92, 113, 134, 151, 173, 193, 204

    226, 244, 268, 284, 309, 331, 344, 374, 394, 414, 434

    45

    І

    ІІ

    6, 28, 50, 72, 93, 114, 135, 152, 174, 194, 205

    227, 245, 269, 285, 310, 332, 345, 375, 395, 415, 435

    46

    І

    ІІ

    7, 29, 51, 73, 94, 115, 136, 153, 175, 195, 206

    228, 246, 270, 286, 311, 333, 346, 376, 396, 416, 436

    47

    І

    ІІ

    8, 30, 52, 74, 95, 116, 137, 154, 176, 196, 207

    229, 247, 271, 287, 312, 334, 347, 377, 397, 417, 437

    48

    І

    ІІ

    9, 31, 53, 75, 96, 117, 138, 155, 177, 197, 208

    230, 248, 272, 288, 313, 335, 348, 378, 398, 418, 438

    49

    І

    ІІ

    10, 32, 54, 76, 97, 118, 139, 156, 178, 198, 209

    231, 249, 2736, 289, 314, 336, 349, 379, 399, 419, 439

    50

    І

    ІІ

    11, 33, 55, 77, 98, 119, 140, 157, 179, 199, 210

    232, 250, 274, 290, 315, 337, 350, 380, 400, 420, 440

    51

    І

    ІІ

    12, 34, 56, 78, 99, 120, 122, 158, 180, 200, 211

    233, 251, 275, 291, 316, 321, 351, 381, 401, 411, 433

    52

    І

    ІІ

    13, 35, 57, 79, 100, 103, 121, 159, 169, 182, 212

    234, 252, 276, 292, 317, 325, 352, 382, 402, 412, 432

    53

    І

    ІІ

    14, 36, 58, 80, 85, 104, 123, 160, 161, 183, 213

    235, 253, 277, 293, 318, 324, 353, 383, 403, 413, 431

    54

    І

    ІІ

    15, 37, 59, 61, 84, 105, 124, 141, 162, 184, 214

    236, 254, 278, 294, 319, 323, 354, 384, 404, 414, 434

    55

    І

    ІІ

    16, 38, 60, 62, 83, 106, 125, 143, 163, 185, 215

    237, 255, 279, 295, 320, 322, 355, 385, 405, 415, 435

    56

    І

    ІІ

    17, 33, 41, 63, 82, 101, 126, 142, 164, 186, 216

    238, 256, 280, 296, 301, 321, 356, 386, 406, 416, 436

    57

    І

    ІІ

    18, 40, 42, 61, 81, 102, 127, 144, 165, 187, 217

    239, 257, 271, 297, 302, 326, 357, 387, 407, 417, 437

    58

    І

    ІІ

    19, 21, 43, 62, 87, 103, 128, 145, 166, 188, 218

    240, 258, 272, 298, 303, 327, 358, 388, 408, 418, 438

    59

    І

    ІІ

    20, 22, 41, 63, 88, 104, 129, 146, 167, 189, 219

    223, 259, 273, 299, 304, 328, 359, 389, 409, 419, 433

    60

    І

    ІІ

    1, 24, 42, 64, 89, 105, 130, 147, 168, 190, 220

    222, 260, 274, 300, 305, 329, 360, 390, 410, 420, 440

    61

    І

    ІІ

    3, 25, 43, 65, 90, 106, 131, 148, 169, 191, 201

    221, 250, 275, 281, 301, 330, 341, 361, 392, 421, 441

    62

    І

    ІІ

    4, 26, 44, 66, 91, 107, 132, 149, 170, 192, 202

    222, 251, 276, 282, 302, 331, 342, 362, 393, 422, 442

    63

    І

    ІІ

    5, 27, 45, 67, 92, 108, 133, 150, 171, 193, 203

    223, 252, 277, 283, 303, 332, 343, 363, 394, 423, 443

    64

    І

    ІІ

    6, 28, 46, 68, 93, 109, 134, 151, 172, 194, 204

    224, 253, 278, 284, 304, 333, 344, 364, 395, 424, 444

    65

    І

    ІІ

    7, 29, 47, 69, 94, 110, 135, 152, 173, 195, 205

    225, 254, 279, 285, 305, 334, 345, 365, 396, 425, 445

    66

    І

    ІІ

    8, 30, 48, 70, 95, 111, 136, 153, 174, 196, 206

    226, 255, 280, 286, 306, 335, 346, 366, 397, 426, 446

    67

    І

    ІІ

    9, 31, 49, 71, 96, 112, 137, 154, 175, 197, 207

    227, 256, 261, 287, 307, 336, 347, 367, 398, 427, 446

    68

    І

    ІІ

    10, 32, 50, 72, 97, 113, 138, 155, 176, 198, 208

    228, 257, 262, 288, 308, 337, 348, 368, 399, 428, 447

    69

    І

    ІІ

    11, 33, 51, 73, 98, 114, 139, 156, 177, 199, 209

    229, 258, 263, 289, 309, 338, 349, 369, 400, 429, 448

    70

    І

    ІІ

    12, 34, 52, 74, 99, 115, 140, 157, 178, 200, 210

    230, 259, 264, 290, 310, 339, 350, 370, 391, 430, 449

    71

    І

    ІІ

    13, 35, 53, 75, 100, 116, 121, 158, 179, 181, 211

    231, 260, 265, 291, 311, 340, 351, 371, 404, 411, 450

    72

    І

    ІІ

    14, 36, 54, 76, 86, 117, 122, 159, 180, 182, 212

    232, 241, 266, 292, 312, 321, 352, 372, 401, 417, 431

    73

    І

    ІІ

    15, 37, 55, 77, 85, 118, 123, 160, 162, 183, 213

    233, 242, 267, 293, 313, 322, 353, 373, 402, 413, 432

    74

    І

    ІІ

    16, 38, 56, 78, 84, 119, 124, 142, 161, 184, 214

    234, 243, 268, 294, 314, 323, 354, 374, 403, 414, 433

    75

    І

    ІІ

    17, 39, 57, 79, 83, 120, 125, 141, 163, 185, 215

    235, 244, 269, 295, 315, 324, 355, 375, 406, 415, 434

    76

    І

    ІІ

    18, 40, 58, 80, 82, 101, 126, 143, 164, 186, 216

    236, 245, 270, 296, 316, 325, 356, 376, 407, 416, 435

    77

    І

    ІІ

    19, 23, 59, 61, 81, 102, 127, 144, 165, 187, 217

    237, 246, 271, 297, 317, 326, 357, 377, 408, 417, 436

    78

    І

    ІІ

    20, 21, 60, 62, 100, 103, 128, 145, 166, 188, 218

    238, 247, 272, 298, 318, 327, 358, 378, 409, 418, 437

    79

    І

    ІІ

    4, 22, 51, 63, 99, 104, 129, 146, 167, 189, 219

    239, 248, 273, 300, 319, 328, 359, 379, 410, 419, 438

    80

    І

    ІІ

    5, 23, 52, 64, 98, 105, 130, 147, 168, 190, 220

    240, 249, 274, 281, 320, 329, 360, 380, 391, 420, 439

    81

    І

    ІІ

    6, 24, 53, 65, 97, 106, 131, 148, 169, 191, 211

    231, 250, 275, 282, 301, 330, 351, 381, 392, 421, 440

    82

    І

    ІІ

    7, 25, 54, 66, 96, 107, 132, 149, 170, 192, 212

    232, 251, 276, 283, 302, 334, 352, 382, 393, 422, 441

    83

    І

    ІІ

    8, 26, 55, 67, 95, 108, 133, 150, 171, 193, 213

    233, 252, 277, 284, 303, 335, 353, 383, 394, 423, 442

    84

    І

    ІІ

    9, 27, 56, 68, 94, 109, 134, 151, 172, 194, 214

    234, 253, 278, 285, 304, 336, 354, 384, 395, 424, 443

    85

    І

    ІІ

    10, 28, 57, 69, 93, 110, 135, 152, 173, 195, 215

    235, 254, 279, 286, 305, 337, 355, 385, 396, 425, 444

    86

    І

    ІІ

    11, 29, 58, 70, 92, 111, 136, 153, 174, 196, 216

    236, 255, 280, 287, 306, 338, 356, 386, 397, 426, 446

    87

    І

    ІІ

    12, 30, 59, 71, 91, 112, 137, 154, 175, 197, 217

    237, 256, 264, 288, 307, 339, 357, 387, 398, 427, 445

    88

    І

    ІІ

    13, 31, 60, 72, 90, 113, 138, 155, 176, 198, 218

    238, 257, 265, 289, 308, 340, 358, 388, 399, 428, 447

    89

    І

    ІІ

    14, 32, 41, 73, 89, 114, 139, 156, 177, 199, 219

    239, 258, 266, 290, 309, 331, 359, 389, 400, 429, 448

    90

    І

    ІІ

    15, 33, 42, 74, 88, 115, 140, 157, 178, 200, 220

    240, 259, 267, 291, 310, 332, 360, 390, 401, 430, 449

    91

    І

    ІІ

    16, 34, 43, 75, 87, 116, 131, 158, 179, 181, 201

    221, 260, 268, 292, 311, 333, 341, 365, 402, 416, 450

    92

    І

    ІІ

    17, 35, 44, 76, 86, 117, 132, 159, 180, 182, 202

    222, 241, 269, 293, 312, 321, 342, 367, 403, 417, 431

    93

    І

    ІІ

    18, 36, 45, 77, 85, 118, 133, 160, 161, 183, 203

    223, 242, 270, 294, 313, 322, 343, 369, 404, 418, 432

    94

    І

    ІІ

    19, 37, 46, 78, 84, 119, 134, 141, 162, 184, 204

    224, 243, 261, 295, 314, 323, 344, 371, 405, 419, 433

    95

    І

    ІІ

    20, 38, 47, 79, 83, 120, 135, 142, 163, 185, 205

    225, 244, 262, 296, 315, 324, 345, 375, 406, 420, 434

    96

    І

    ІІ

    1, 39, 48, 80, 82, 110, 136, 143, 164, 186, 206

    226, 245, 263, 297, 316, 325, 346, 377, 407, 421, 435

    97

    І

    ІІ

    2, 40, 49, 61, 81, 111, 137, 144, 165, 187, 207

    227, 246, 271, 298, 317, 326, 347, 380, 408, 422, 436

    98

    І

    ІІ

    3, 24, 50, 62, 100, 112, 138, 145, 166, 188, 208

    228, 247, 272, 299, 318, 327, 348, 383, 409, 423, 437

    99

    І

    ІІ

    4, 25, 51, 63, 99, 113, 139, 146, 167, 189, 209

    229, 248, 273, 300, 319, 328, 349, 384, 410, 424, 438

    00

    І

    ІІ

    5, 26, 52, 64, 98, 114, 140, 147, 168, 190, 210

    230, 249, 274, 281, 320, 329, 350, 385, 391, 425, 450

    ПРИЛОЖЕНИЯ

    Константы и степени диссоциации некоторых слабых электролитов

    Электролиты

    Формула

    Числовые значения констант диссоциации

    Степень диссоциации в 0,1 н. растворе, %

    Азотистая кислота

    HNO2

    К = 4,0•10-4

    6,4

    Аммиак

    NH4OH

    К = 1,8•10-5

    1,3

    Муравьиная кислота

    HCOOH

    К = 1,76•10-4

    4,2

    Ортоборная кислота

    H3BO3

    К1 = 5,8•10-10

    0,007

    К2 = 1,8•10-13

    К3 = 1,6•10-14

    Ортофосфорная кислота

    H3PO4

    К1 = 7,7•10-3

    27

    К2 = 6,2•10-8

    К3 = 2,2•10-13

    Сернистая кислота

    H2SO3

    К1 = 1,7•10-2

    20,0

    К2 = 6,2•10-8

    Сероводородная кислота

    H2S

    К1 = 5,7•10-8

    0,07

    К2 = 1,2•10-15

    Синильная кислота

    HCN

    К = 7,2•10-10

    0,009

    Угольная кислота

    H2CO3

    К1 = 4,3•10-7

    0,17

    К2 = 5,6•10-11

    Уксусная кислота

    CH3COOH

    К = 1,75•10-5

    1,3

    Фтороводородная кислота

    HF

    К = 7,2•10-4

    8,5

    Хлорноватистая кислота

    HClO

    К = 3,0•10-8

    0,05

    Растворимость солей и оснований в воде

    (Р - растворимое, М - малорастворимое, Н - практически нерастворимое вещество; прочерк означает, что вещество не существует или разлагается водой)

    Анионы

    Катионы

    Li+

    Na+,K+

    NH4+

    Cu2+

    Ag+

    Mg2+

    Ca2+

    Sr2+

    Ba2+

    Zn2+

    Hg2+

    Al3+

    Sn2+

    Pb2+

    Bi3+

    Cr3+

    Mn2+

    Fe3+

    Fe2+

    Cl-

    Р

    Р

    Р

    Р

    Н

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    М

    -

    Р

    Р

    Р

    Р

    Br-

    Р

    Р

    Р

    Р

    Н

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    М

    Р

    Р

    М

    -

    Р

    Р

    Р

    Р

    I-

    Р

    Р

    Р

    -

    Н

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Н

    Р

    Р

    Н

    -

    Р

    Р

    -

    Р

    NO3-

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    -

    Р

    Р

    Р

    -

    Р

    Р

    CH3COO-

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    Р

    -

    Р

    -

    -

    Р

    -

    Р

    S2-

    Р

    Р

    Р

    Н

    Н

    -

    Р

    Р

    Р

    Н

    Н

    -

    Н

    Н

    Н

    -

    Н

    Н

    Н

    SO32-

    Р

    Р

    Р

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    -

    -

    Н

    Н

    -

    Н

    -

    Н

    SO42-

    Р

    Р

    Р

    Р

    М

    Р

    М

    Н

    Н

    Р

    -

    Р

    Р

    Н

    -

    Р

    Р

    Р

    Р

    CO32-

    Р

    Р

    Р

    -

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    -

    -

    -

    Н

    Н

    -

    Н

    -

    Н

    SiO32-

    Р

    Р

    -

    -

    -

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    -

    Н

    -

    Н

    -

    -

    Н

    Н

    Н

    CrO42-

    Р

    Р

    Р

    Н

    Н

    Р

    М

    М

    Н

    Н

    Н

    -

    -

    Н

    Н

    Р

    Н

    -

    -

    PO43-

    Н

    Р

    Р

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    OH-

    Р

    Р

    Р

    Н

    -

    Н

    М

    М

    Р

    Н

    -

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Н

    Скачать работу: Решение типовых задач и контрольные задания

    Перейти в список рефератов, курсовых, контрольных и дипломов по
             дисциплине Химия