ПРАКТИКУМ З ХІМІЇ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

Р.А.ЯКОВЛЄВА, Т.І.КУРОВА, В.І.ГРИГОР’ЄВА, Н.І.МАЛЬЦЕВА, Р.І.НАЗАРОВА, Т.М.ОБІЖЕНКО, Ю.В.ПОПОВ, Л.С.СУХОРУКОВА, Л.П.СНАГОЩЕНКО

ПРАКТИКУМ З ХІМІЇ

ДЛЯ СТУДЕНТІВ ДЕННОЇ ТА ЗАОЧНОЇ ФОРМ НАВЧАННЯ ВИЩИХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ

СПЕЦІАЛЬНІ РОЗДІЛИ ХІМІЇ

7.1. Хімічні елементи і матеріали, які використовують у будівництві. 7.1.1. Метали підгрупи берилію та їхні сполуки.

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

Основна література

1. Телегус В.С., Бодак О.І., Заречнюк О.С., Кінжибало В.В. Основи загальної хімії.- Львів: Світ,- 2000.- 424 с.

2. Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія.- К.; Ірпінь: ВТФ “Перун”,- 1998.- 480 с.

3. Сухорукова Л.С., Григор’єва В.І., Коновалов О.М., Курова Т.І., Мальцева Н.І. та інш. Основи загальної хімії.- Харків, - 2002.- 153 с.

4. Коровин Н.В. Общая химия.- М.: Высш. шк.,- 1998.- 539 с.

5. Степаненко О.М., Рейтер Л.Т., Ледовських В.М., Іванов С.В. Загальна та неорганічна хімія: В 2ч.- К.: Педагогічна преса,- 2000. –Ч.1.- 520 с.

6. Глинка Н.Л. Общая химия.- Л.: Химия,- 1988.- 702 с.

7. Курс химии. Ч.2, Специальная для стр. институтов и факультетов./ под ред. Киреева В.А.- М.: Высш. шк.,- 1975.- 236 с.

Додаткова література

1. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия.- М.: Химия,- 1993.- 592 с.

2. Общая химия / Под ред. Соколовской Е.М. и Гузея Л.С.- М.: Изд-во МГУ,- 1989.- 640 с.

3. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия.- М.: Высш. шк.,- 2002.- 743 с.

4. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии.- Л.: Химия,- 1986.- 279 с.

5. Каличак Я.М. Кінжибало В.В., Котур Б.Я. та інш. «Хімія», задачі, вправи, тести.- Львів: Світ,- 2001.- 176 с.

6. Гольбрайх З.Е. Сборник задач и упражнений по химии.- М.: Высш. шк.,- 1984.- 224 с.

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ЗАКОНИ ХІМІЇ

ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ

Приклад 1.З 4 г металу утворилось 6,632 г оксиду. Знайти молярну масу еквівалента металу. Розв’язання.У 6,632 г оксиду міститься 4 г металу, а решта – кисень, маса… (г).

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

1. При окисненні 16,74 г двовалентного металу утворилося 21,54 г оксиду. Визначити молярну масу еквівалента металу. Чому дорівнюють молярна і атомна… Відповідь: 27,9 г/моль.

ТЕРМОХІМІЯ ТА ТЕРМОХІМІЧНІ РОЗРАХУНКИ

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ

При виконанні завдань цього розділу див. табл. 4.

Приклад 1.Визначити кількість теплоти, що виділяється при згорянні 112 л (н.у.) сірководню, якщо продуктами реакції є пари води і оксид сірки (1V). Термохімічне рівняння реакції горіння сірководню має вигляд:

Розв’язання. Як видно з термохімічного рівняння, при згорянні 2 моль, тобто 2·22,4 л (взятих за н.у.), сірководню виділяється 1037,18 кДж теплоти. Тому кількість теплоти, що виділяється при згорянні 112 л , може бути розрахована з пропорції:

44,8 л 1037,8 кДж

112 л х кДж

Приклад 2.Визначити об’єм (н.у.) і масу сірководню, необхідного для реакції

якщо при цьому виділяється 2592,95 кДж. теплоти.

Розв’язання. Як видно з термохімічного рівняння, при згорянні 2 моль, тобто 2х22,4 л (взятих за н.у.), сірководню виділяється 1037,18 кДж теплоти. Тому об’єм H₂S, необхідний для виділення 2592,95 кДж теплоти, може бути розрахований з пропорції:

2·22,4 л 1037,8 кДж

х л 2592,95 кДж

(л).

Для знаходження маси H₂S необхідно знати молярну масу = 1· 2+32=34 г/моль.

Маса 1 моль займає об’єм 22,4 л за нормальних умов. Тоді масу H₂S можна розрахувати з пропорції:

34 г 22,4 л

х г 112 л

(г).

Приклад 3.Визначити кількість теплоти, що виділяється при гашенні 100 кг вапна водою, якщо термохімічне рівняння має вигляд:

Розв’язання. Як видно з термохімічного рівняння, при гашенні 1 моль вапна виділяється 65,26 кДж теплоти, а при гашенні 1 кмоль вапна – 65260 кДж. = 56 г/моль = 56 кг/кмоль. Тому кількість теплоти, що виділяється при гашенні 100 кг СаО може бути розрахована з пропорції:

56 кг 65260 кДж

100 кг х кДж

(кДж).

Приклад 4.Визначити масу вапна, необхідну для реакції

якщо при цьому виділяється 116536 кДж теплоти.

Розв’язання. Як видно з термохімічного рівняння, при гашенні 1 моль вапна виділяється 65,26 кДж теплоти. = 56 г/моль. Тому маса СаО, необхідна для виділення 116536 кДж теплоти, може бути розрахована з пропорції:

56 г 65,26 кДж

х г 116536 кДж

(г) = 100 (кг).

Приклад 5.При розчиненні 1 моль безводного сульфату міді в досить великій кількості води виділяється 66,1 кДж теплоти , а при розчиненні 1 моль кристалогідрату поглинається 11,7 кДж теплоти. Розрахувати теплоту гідратації сульфату міді.

Розв’язання. Під теплотою гідратації солі розуміють тепловий ефект реакції утворення 1 моль кристалогідрату з безводної солі

. (1)

Виходячи з умов задачі, можна записати термохімічні рівняння:

; (2)

. (3)

Задача розв’язується на основі закону Гесса: тепловий ефект реакції не залежить від шляху її перебігу, а залежить лише від природи і фізичного стану вихідних речовин та продуктів реакції. З термохімічними рівняннями можна оперувати так само, як і з алгебраїчними. Отже, щоб отримати рівняння (1) необхідно від рівняння (3) відняти рівняння (2) і тоді

Приклад 6.Визначити тепловий ефект реакції:

за відомими величинами стандартних теплот утворення речовин.

Розв’язання.Для цього використовуємо перший наслідок із закону Гесса:

Значення речовин беремо в таблиці 4:

Враховуючи, що теплоти утворення простих речовин умовно прийняті рівними нулю, отримуємо:

Відповідь: 247,36 кДж.

Приклад 7.Знайти теплоту утворення , використовуючи теплоти утворення і тепловий ефект реакції

Розв’язання.Для знаходження теплоти утворення використовуємо перший наслідок із закону Гесса:

Значення речовин беремо в таблиці 4:

Тоді

(кДж/моль).

Відповідь: -426,6 кДж/моль.

Приклад 8.Визначити теплотворну здатність бензолу , якщо теплота згоряння його становить .

Розв’язання.Під теплотворною здатністю розуміють теплоту, що виділяється при згорянні 1 кг твердого та рідкого палива або 1 м³ газоподібного. Виходячи з умов задачі, при згорянні 1 моль або 78 г бензолу виділяється 3267,70 кДж теплоти. Звідси можна скласти пропорцію:

Відповідь: 41893,59 кДж/кг

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

101. Визначити кількість теплоти, що виділиться при згорянні 10 м3 (н.у.) метану, якщо термохімічне рівняння має вигляд: .

Відповідь: 27822,2 кДж/кг

169. Визначити теплотворну здатність сірки на підставі термохімічного рівняння .

Відповідь: 25,12 кДж.

174. Визначити теплотворну здатність оксиду вуглецю (II), якщо його теплота згоряння кДж/моль. Відповідь: 12634,4 кДж/м3.

МОЖЛИВІСТЬ ТА НАПРЯМЛЕНІСТЬ ПЕРЕБІГУ РЕАКЦІЙ

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

Ентропія S - міра невпорядкованості системи, функція стану системи. . Розмірність ентропії Дж/моль·К. …

ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ

При виконанні завдань цього розділу див. табл. 4. Приклад 1.Як зміниться ентропія при перетвореннях:

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

181. Не виконуючи розрахунків, встановити знак наступних процесів:

Відповідь: - 91,016 кДж

203. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: -131,58 кДж

204. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: +30,06 кДж

205. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: -1235,18 кДж

206. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: - 35,75 кДж

207. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: - 87,33 кДж

208. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: +347,16 кДж

209. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: +53,88 кДж

210. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: 313,94 кДж

211. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: - 417,4 кДж

212. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: - 780,72 кДж

213. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: 120,59 кДж

214. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: - 2,95 кДж

215. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: -948,5 кДж

216. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливості самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: -236,63 кДж

217. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: - 1082,774 кДж

218. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: 22,5 кДж

219. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: - 50,522 кДж

220. Визначити зміну стандартної енергії Гіббса реакції. Зробити висновок про можливість самочинного перебігу реакції за стандартних умов.

Відповідь: -3284,03 кДж

ХІМІЧНА КІНЕТИКА ТА РІВНОВАГА

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ

Швидкість реакції зросла у

разів. Приклад 3.Визначити в скільки разів збільшиться швидкість реакції з підвищенням температури на 400С, якщо…

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

261. Як зміниться швидкість реакції ,

Відповідь: 2,6.

289. На скільки градусів потрібно підвищити температуру, щоб швидкість реакції зросла у 27 разів? Температурний коефіцієнт швидкості реакції… Відповідь: на 300.

Як зміняться швидкості прямої та зворотної реакцій і в якому напрямку зміститься рівновага при збільшенні об’єму системи вдвічі?

308. Як зміняться швидкості прямої і зворотної реакцій в гетерогенній системі

якщо підвищити тиск у системі в 3 рази? В якому напрямку зміститься рівновага?

309. Чи зміститься хімічна рівновага в гомогенній системі

при зменшенні об’єму в 1,5 рази? Висновок обґрунтувати розрахунками зміни швидкостей прямої та зворотної реакцій.

310. Розрахувати зміну швидкостей прямої та зворотної реакцій в гетерогенній системі

при збільшенні об’єму в 1,5 рази. В якому напрямку зміститься рівновага?

311. Як зміняться швидкості прямої та зворотної реакцій в гомогенній системі

якщо зменшити тиск втричі? В якому напрямку зміститься хімічна рівновага?

312. Чи зміститься хімічна рівновага в гомогенній системі

при зменшенні об’єму вдвічі? Як при цьому зміняться швидкості прямої та зворотної реакцій?

313. В якому напрямку зміститься хімічна рівновага в системі

та як зміняться швидкості прямої та зворотної реакцій при збільшенні тиску в 3 рази?

314. Розрахувати зміну швидкостей прямої та зворотної реакцій в гетерогенній системі

при зменшенні тиску удвічі. В якому напрямку зміститься хімічна рівновага?

315. Як зміняться швидкості прямої та зворотної реакцій в гомогенній системі

якщо зменшити об’єм удвічі? В якому напрямку зміститься хімічна рівновага?

316. Чи зміститься хімічна рівновага в гетерогенній системі

при збільшенні об’єму втричі? Як зміняться при цьому швидкості прямої та зворотної реакцій?

317. В якому напрямку зміститься хімічна рівновага в системі

та як зміняться швидкості прямої та зворотної реакцій при зростанні об’єму системи в 3 рази?

318. Розрахувати зміну швидкостей прямої та зворотної реакцій в гомогенній системі

при зменшенні об’єму системи вдвічі. В якому напрямку зміститься хімічна рівновага?

319. Як зміняться швидкості прямої та зворотної реакцій в гетерогенній системі

якщо збільшити об’єм системи в 2 рази? В якому напрямку зміститься хімічна рівновага?

320. Розрахувати зміну швидкостей прямої та зворотної реакцій в гетерогенній системі

при підвищенні тиску в 3 рази? В якому напрямку зміститься хімічна рівновага?

321. В якому напрямку відбудеться зміщення хімічної рівноваги при збільшенні а) температури, б) тиску в системах:

322. В якому напрямку відбудеться зміщення хімічної рівноваги при збільшенні а) об’єму, б) температури в системах:

323. За яких умов рівновага реакції

буде зміщуватися в бік утворення хлору?

324. Як впливатиме підвищення а) температури, б) тиску на стан рівноваги в таких системах:

325. За яких умов рівновага реакції

зміщується праворуч?

326. Як максимально підвищити вихід (змістити рівновагу праворуч) у системі:

327. За яких умов рівновага реакції

зміщується ліворуч?

328. Як максимально підвищити вихід (змістити рівновагу праворуч) в системі:

329. В якому напрямку відбудеться зміщення хімічної рівноваги в системі

якщо: а) підвищити температуру, б) зменшити об’єм ?

330. В який бік зміститься рівновага в системі

якщо: а) збільшити тиск, б) зменшити концентрації реагуючих речовин, в) підвищити температуру?

331. За яких умов рівновага в системі

зміститься ліворуч?

332. Як максимально підвищити вихід HJ (змістити рівновагу праворуч)

333. В якому напрямку відбудеться зміщення рівноваги при підвищенні температури в системах:

334. В якому напрямку відбудеться зміщення рівноваги при підвищенні концентрації реагуючих речовин у системах:

335.Як впливатиме на рівновагу реакції

а) збільшення концентрації

б) збільшення концентрації

в) підвищення тиску;

г) збільшення об’єму реакційної посудини?

336. В якому напрямку відбудеться зміщення рівноваги в системах:

якщо: а) підвищити тиск; б) зменшити об’єм газової суміші?

337. Як впливатиме на рівновагу реакції

а) підвищення температури;

б) підвищення тиску;

в) зниження концентрації

338. В якому напрямку відбудеться зміщення рівноваги в системах:

якщо: а) зменшити тиск, б) збільшити об’єм реакційної посудини, в) підвищити температуру?

339. В якому напрямку відбудуться зміщення рівноваги в системах:

якщо: а) зменшити концентрації і ; б) підвищити температуру; в) збільшити об’єм газової суміші?

340. В якому напрямку відбудеться зміщення рівноваги в системах:

якщо: а) збільшити концентрації ; б) підвищити температуру; в) зменшити тиск?

РОЗЧИНИ

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ

Розв’язання. Виходячи з того, що речовини взаємодіють між собою в еквівалентних кількостях, об’єми розчинів реагуючих речовин обернено пропорційні…

Рішення.

б) Моляльність розчину визначаємо за формулою

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

341. Знайти масу нітрату натрію, необхідну для приготування 300 мл 0,2 М розчину. Відповідь: 5,1 г.

ВЛАСТИВОСТІ РОЗЧИНІВ НЕЕЛЕКТРОЛІТІВ

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ І ВИЗНАЧЕННЯ

ПРИКЛАДИ РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ

Розв’язання.За законом Вант-Гоффа осмотичний тиск розчину визначається рівнянням: або . Оскільки , то

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

Відповідь: 8,25%. 362. Визначити температуру замерзання 2%-го розчину етилового спирту . Кріоскопічна стала води 1,860С.

РОЗЧИНИ ЕЛЕКТРОЛІТІВ

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ

Розв’язання.Константа дисоціації і ступінь дисоціації слабкого електроліту зв’язані між собою співвідношенням (закон розведення Оствальда): ,

У результаті гідролізу в розчині виникає надлишок іонів , які зумовлюють лужне середовище ().

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

381. Визначити ступінь дисоціації сірководневої кислоти в 0,1 М розчині, якщо константа дисоціації для цього ступеня дисоціації дорівнює 1,1·10… Відповідь: 1,05·10 -3.

ПРИКЛАДИ РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ

Розв’язання.Електронна формула атома – це умовне зображення розподілу електронів по орбіталях на енергетичних рівнях і підрівнях. Для складання електронних формул слід використовувати чотири правила за якими… Загальна кількість електронів в атомі чисельно дорівнює порядковому номеру елемента в періодичній системі. Оскільки…

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

462. Написати електронні формули атомів фосфору та ванадію.

ПРИКЛАДИ РОЗВ’ЯЗАННЯ ЗАДАЧ

Розв’язання.Електронна оболонка атома з порядковим номером 23 має вигляд: . Елемент з порядковим номером 23 знаходиться в IV періоді, бо містить 4… d-підрівень; у п’ятій групі, оскільки для d-елементів номер групи визначається числом електронів на зовнішньому…

ХІМІЧНИЙ ЗВ’ЯЗОК

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ

Приклад 1.Користуючись даними таблиці 6 визначити види хімічних зв’язків у молекулах . Відповідь.До складу молекули входять атоми елементів, відносні… Схематично цей процес можна представити так:

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

502. Користуючись значеннями ВЕН, проаналізувати, як змінюється характер…

ОКИCНО-ВІДНОВНІ РЕАКЦІЇ

ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ Приклад 1.Виходячи зі ступенів окиснення азоту і марганцю в сполуках: -… Відповідь.В окисно-відновних реакціях відновник віддає електрони (окиснюється ), а окисник приєднує електрони…

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

522. Виходячи зі ступеня окиснення елемента, однакового для даних сполук, визначити, які з них є тільки окисниками,…

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ

Приклад 1.Гальванічний елемент складається з пластини цинку, зануреної в 0,1 М розчин нітрату цинку та пластини свинцю, зануреної в 0,02 М розчин нітрату свинцю. Записати схему гальванічного елемента, скласти рівняння електродних процесів і окисно-відновної реакції та розрахувати ЕРС елемента.

Розв’язання. Схема даного гальванічного елемента

Вертикальна риска позначає поверхню поділу між металом і розчином, а дві риски – межу поділу двох рідких фаз – пористу перетинку, або з’єднувальну трубку, заповнену розчином електроліту.

Оскільки цинк має менший стандартний електродний потенціал (-0,76 В) (див. табл. 7) він є анодом, на якому відбувається процес окиснення:

Свинець, стандартний потенціал якого -0,13 В - катод, на якому відбувається відновний процес:

Рівняння окисно-відновної реакції, що забезпечує роботу даного гальванічного елемента, одержуємо склавши електронні рівняння анодного і катодного процесів:

Для визначення ЕРС гальванічного елемента необхідно розрахувати електродні потенціали металів, виходячи з рівняння Нернста:

де n – число електронів, які приймають участь у процесі.

Знаходимо ЕРС гальванічного елемента:

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

[Pb2+] = [Mg2+] = 0,01 моль/л. Відповідь: 2,244 В.

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

Корозія	- самочинний процес руйнування металів і сплавів внаслідок фізико-хімічної взаємодії їх з навколишнім середовищем.
Хімічна корозія	- руйнування металу внаслідок взаємодії з середовищем без виникнення в системі електричного струму.
Електрохімічна корозія	- процес руйнування металу в середовищі електроліту, який супроводжується виникненням електрорушійної сили на поверхні поділу фаз і електричного струму всередині системи.

ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ

Розв’язання. Під час електрохімічної корозії на металі відбуваються одночасно два процеси: окиснення металу, тобто його розчинення (анодний процес):

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

562. Як відбувається атмосферна корозія лудженого і оцинкованого заліза при…

ЕЛЕКТРОЛІЗ

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ

Приклад 1.Скласти рівняння катодного і анодного процесів, які відбуваються при електролізі водного розчину хлориду міді (II) з графітовими… Відповідь. У водному розчині хлориду міді (II) відбуваються процеси…

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

Відповідь: 5,03 г; 6,266 л; 3,133л.

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

602. Як змінюються металічні властивості елементів за періодами і групами…

ПРИКЛАДИ ВИКОНАННЯ ЗАВДАНЬ

Розв’язання. Оскільки твердість води показує число ммоль еквівалентів солей в 1 л її, розрахуємо твердість води за формулою: або ,

Приклад 3 Визначити масу фосфату натрію, необхідну для пом’якшення 1м3 води з загальною твердістю 8 ммоль е/л.

Виходячи з твердості води , моль е.

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

Відповідь: 5 ммоль е/л. 662. Знайти скільки грамів - іонів міститься в 50 л води, якщо твердість води дорівнює 6 ммоль е/л?

Відповідь: 8 ммоль е/л

685. До 100 л твердої води додали 12,95 г гідроксиду кальцію. На скільки зменшилася карбонатна твердість? Відповідь: на 3,5 ммоль е/л.

НЕОРГАНІЧНІ В’ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

Неорганічні в’яжучі речовини

- речовини, які після замішування з водою або водними розчинами солей та кислот, перетворюються в пластичну в’язку масу, здатну самовільно тверднути з утворенням міцного каменеподібного тіла.

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

701. Дати визначення неорганічних в’яжучих речовин, класифікацію їх за умовами твердіння. Навести приклади. 702. У чому проявляється гідрофільність неорганічних в’яжучих речовин? Яку роль відіграє дисперсність в’яжучих речовин…

ЕЛЕМЕНТИ ОРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ. ОРГАНІЧНІ

ПОЛІМЕРНІ МАТЕРІАЛИ

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТА ВИЗНАЧЕННЯ

КОНТРОЛЬНІ ЗАВДАННЯ

722. Основні положення теорії будови органічних сполук О.М.Бутлерова. В чому причина різноманітності органічних сполук? 723. На чому заснована класифікація органічних сполук? Основні класи… 724. Ізомерія органічних сполук. Види ізомерії. Чим обумовлена ізомерія насичених і ненасичених вуглеводнів? Написати…

ПРАВИЛА ТЕХНІКИ БЕЗПЕКИ ТА ПЕРША ДОПОМОГА

В НЕЩАСНИХ ВИПАДКАХ

1. Не можна брати речовини руками та куштувати їх на смак. Для визначення запаху речовин склянку слід тримати на відстані і спрямовувати рухом руки… 2. Досліди з концентрованими кислотами та лугами, отруйними та леткими… 3. При додаванні реактивів не можна нахилятися над отвором посудини, щоб уникнути попадання бризок на обличчя та…

Деякі основи та їхні залишки

Кислотами (кислотними гідроксидами)називають сполуки, що містять у молекулах атоми водню, здатні заміщуватися на атоми металів з утворенням солей. … З точки зору теорії електролітичної дисоціації кислоти – це сполуки, які під… Негативні іони, які утворюються в результаті відриву від молекули кислоти одного або кількох іонів водню, називаються…

Таблиця 1.2

Деякі кислоти та їхні залишки

Характерними властивостями кислот є їхня здатність взаємодіяти з основами і…

Порядок виконання роботи

Дослід 1. Змінення забарвлення індикаторів у розчинах кислот і лугів.

Налити в три пробірки дистильовану воду і по краплях добавити розчин лакмусу до появи помітного забарвлення. В першу пробірку добавити кілька крапель кислоти, в другу – лугу, третя пробірка – контрольна. Спостерігати змінення забарвлення індикатора лакмусу.

Такий самий дослід провести з індикаторами метилоранжем, фенолфталеїном.

Заповнити таблицю:

Індикатор	Забарвлення індикатора
у воді	у кислоті	у лузі
Лакмус Метилоранж Фенолфталеїн

Дослід 2. Одержання і властивості кислот.

1. Взаємодія кислоти з сіллю. У пробірку насипати невелику кількість сухого ацетату натрію і змочити розбавленим розчином сірчаної кислоти. За запахом визначити, яка речовина утворилась. В отвір пробірки, не торкаючись до стінок, внести лакмусовий папірець. Що при цьому спостерігається?

2. Взаємодія кислот з металами. У три пробірки налити розчини сірчаної, соляної та оцтової кислот. У кожну пробірку опустити по кілька гранул цинку. Спостерігати виділення газу.

Дослід 3. Одержання і властивості основ.

1. Взаємодія гідроксидів з солями. У три пробірки налити невеликі кількості розчинів сульфату міді (П), хлориду заліза (Ш) і сульфату заліза (П). До розчинів добавити такі самі об’єми 10%-го розчину гідроксиду натрію. Відмітити забарвлення осадів, що при цьому утворились.

2. Реакція гідроксиду міді (П). Гідроксид міді (П) з попереднього досліду вмістити у дві пробірки. В одну з них долити розчин сірчаної кислоти і перемішати, а іншу пробірку нагрівати до появи чорного осаду.

Оформлення результатів роботи

Дослід 1. Написати рівняння електролітичної дисоціації кислоти і лугу. Які іони зумовлюють зміну забарвлення індикатора?

Досліди 2,3. Написати рівняння реакцій.

Питання для самоперевірки

1. Визначити характер оксидів:

Які з них будуть взаємодіяти між собою? Написати рівняння відповідних реакцій.

2. Скласти формули вищих оксидів сірки, алюмінію, марганцю, азоту, кремнію. Назвати ці оксиди.

3. Як одержати, виходячи з соляної кислоти: а) хлорид натрію, б) хлорид магнію, в) хлорид гідроксокальцію, г) хлорид дигідроксоалюмінію? Написати рівняння реакцій.

4. З якими з перелічених речовин взаємодіє : оксид кальцію, оксид сірки (IV), сірчана кислота, оксид алюмінію? Написати рівняння відповідних реакцій.

5.Написати рівняння реакцій таких перетворень: .

Лабораторна робота № 2

ВИЗНАЧЕННЯ МОЛЯРНОЇ МАСИ ЕКВІВАЛЕНТА СКЛАДНОЇ

РЕЧОВИНИ

Мета роботи - визначення молярної маси еквівалента карбонату кальцію.

Загальні вказівки

При виконанні даної роботи необхідно знати, що хімічним еквівалентом (Е) називається реальна або умовна частинка речовини, що може заміщувати,… Так, наприклад, у сполуках формули еквівалентів хлору, сірки, азоту мають… Для того, щоб визначити склад еквівалента речовини і вірно записати його хімічну формулу, необхідно виходити з…

Порядок виконання роботи

Для визначення молярної маси еквівалента карбонату кальцію використовують реакцію взаємодії його з соляною кислотою

Вуглекислий газ, що утворюється при цьому збирають і вимірюють його об’єм.

З цією метою в роботі використовується прилад для визначення об’єму газу (рис. 2).

Рис. 2 Прилад для визначення молярної маси еквівалента

1 - Колба Вюрца; 2 - краплинна лійка, 3 – хімічна лійка, 4 – бюретка

Помістити наважку мармуру в колбу Вюрца 1, закрити колбу пробкою з краплинною лійкою 2 і перевірити на герметичність. Для цього відкрити кран краплинної лійки і підняти хімічну лійку 3 з водою на деяку висоту. Закрити кран краплинної лійки, укріпити хімічну лійку 3 в штативі і слідкувати за рівнем рідини. Якщо прилад герметичний, то в перший момент при опусканні лійки рівень води в бюретці 4 трохи знизиться, а потім залишиться постійним.

Якщо рівень води в бюретці буде безперервно знижуватися, то прилад не герметичний. Необхідно усунути причини, що викликають негерметичність.

Якщо прилад герметичний, то треба ще раз відкрити кран краплинної лійки і пересуваючи хімічну лійку вгору, установити рівень води в бюретці на нульовій позначці або трохи нижче. Після цього закрити кран краплинної лійки і опустити хімічну лійку.

Відмірявши циліндром 10 мл розведеної соляної кислоти, помістити її в краплинну лійку і далі вилити кислоту в колбу Вюрца, де знаходиться мармур. Кран краплинної лійки перекрити в ту мить, коли в ній ще є декілька крапель кислоти, щоб не з’єднати колбу Вюрца з зовнішньою атмосферою. Під тиском газу, що утворився в результаті хімічної реакції, рідина з бюретки переходить у лійку. Після закінчення реакції і охолодження колби до кімнатної температури привести рідину в бюретці і лійці до одного рівня, тобто створити в бюретці тиск, що дорівнює атмосферному. Для цього лійку опустити вниз, записати новий рівень рідини в бюретці і показання термометра та барометра під час досліду.

Оформлення результатів роботи

Записати в журнал результати досліду: - маса мармуру, , г; - об’єм соляної кислоти залитий у колбу Вюрца, , мл;

Питання для самоперевірки

1. Що називається еквівалентом речовини?

2. Які елементи мають змінні значення еквівалентів?

3. Як обчислюється молярна маса еквівалента елемента та складних речовин? У яких одиницях вона виражається?

4. Чи однакові еквівалентні маси заліза в сполуках та хрому в сполуках ?

5. Як формулюється закон еквівалентів? Його математичний вираз.

6. На чому базується метод визначення молярної маси еквівалента карбонату кальцію?

7. Обчислити молярну масу еквівалента міді, якщо відомо, що 3,18 г міді повністю сполучилися с 0,8 г кисню, утворивши оксид міді (II).

Лабораторна робота № 3

ВИЗНАЧЕННЯ ТЕПЛОВИХ ЕФЕКТІВ ХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ

Мета роботи - визначення теплоти гідратації солі на основі калори-метричних вимірювань.

Загальні вказівки

Під теплотою гідратації солі слід розуміти тепловий ефект реакції утворення кристалогідрату з безводної солі, віднесений до одного молю речовини. … Оскільки в хімії часто відбуваються процеси при сталому тиску і сталій…

Порядок виконання роботи

Дослід проводиться у спрощеному калориметрі (рис. 3). У внутрішню посудину налити 25 мл дистильованої води. Опустити у воду термометр і заміряти… Дослід повторити, взявши наважку кристалогідрату. При проведенні досліду слід… Оформлення результатів роботи

Питання для самоперевірки

1. Чим визначається тепловий ефект хімічної реакції? У яких одиницях він вимірюється?

2. Що називається теплотою утворення речовин?

3. Теплоти утворення яких речовин дорівнюють нулю?

4. Який закон лежить в основі термохімічних розрахунків? Сформулювати цей закон.

5. Що називається теплотою гідратації солі? Як можна розрахувати теплоту гідратації солі?

Лабораторна робота № 4

ХІМІЧНА КІНЕТИКА

Мета роботи - вивчення впливу концентрації реагуючих речовин на швидкість хімічної реакції.

Загальні вказівки

При виконанні даної роботи необхідно знати, що швидкість хімічної реакції визначається зміною концентрацій речовин, які вступають в реакцію або… ,

Порядок виконання роботи

Залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин вивчають на прикладі взаємодії тіосульфату натрію з сірчаною кислотою:

Оформлення результатів роботи

Результати спостережень записати в таблицю: Номер пробір-ки Об’єм , мл Відносна …

Питання для самоперевірки

1. Чим вимірюється швидкість хімічної реакції?

2. Від яких факторів залежить швидкість хімічних реакцій?

3. Який закон виражає залежність швидкості реакції від концентрації реагуючих речовин? Сформулювати цей закон.

4. Що таке константа швидкості реакції?

Лабораторна робота № 5

ХІМІЧНА РІВНОВАГА

Мета роботи - вивчення впливу концентрації реагуючих речовин на стан хімічної рівноваги.

Загальні вказівки

Слід мати на увазі, що хімічна рівновага можлива лише для оборотних реакцій. Стан системи, за якого швидкості прямої та зворотної реакцій стають… Величина, яка дорівнює відношенню добутку рівноважних концентрацій продуктів…

Порядок виконання роботи

У даній роботі розглядається оборотна реакція взаємодії хлориду заліза(Ш) з роданідом калію. Роданід заліза надає розчину червоного кольору. За зміною інтенсивності кольору можна судити про зміну його концентрації, тобто про зміщення рівноваги в той чи інший бік.

Для цього необхідно змішати в склянці 10 мл розведеного розчину хлориду заліза і 10 мл розчину роданіду калію . Розлити приготовлений розчин порівну в чотири пробірки, одну з яких залишити як контрольну. В першу пробірку додати 1 мл концентрованого розчину хлориду заліза, в другу – невелику кількість кристалічного роданіду калію, в третю – кристалічний хлорид калію. Розчини в усіх пробірках розмішати. Відзначити зміну інтенсивності забарвлення розчину, порівнюючи його з розчином у контрольній пробірці.

Оформлення результатів роботи

Записати рівняння реакції між і . Зробити висновок щодо напрямку зміщення рівноваги при додаванні: хлориду заліза, роданіду калію, хлориду калію.

Пояснити зміни кольору, керуючись принципом Ле Шательє, записати вирази закону дії мас для прямої і зворотної реакції, а також константи рівноваги для даної системи.

Питання для самоперевірки

1. Який стан називається станом хімічної рівноваги? Для яких реакцій він характерний?

2. Що таке константа рівноваги?

3. Від яких факторів залежить константа рівноваги?

4. Які фактори впливають на стан хімічної рівноваги?

5. Який принцип визначає напрям зміщення рівноваги? Сформулювати цей принцип.

Лабораторна робота № 6

ПРИГОТУВАННЯ РОЗЧИНУ ДАНОЇ КОНЦЕНТРАЦІЇ

І ВСТАНОВЛЕННЯ ЙОГО ТИТРУ

Мета роботи - набуття навичок приготування розбавленого розчину з більш концентрованого.

Загальні вказівки

Склад розчину виражається концентрацією або часткою розчиненої речовини. Молярна концентрація (СМ) визначається відношенням кількості речовини до…

Порядок виконання роботи

Дослід 1. Приготування 0,1 н розчину з більш концентрованого розчину.

1 л 0,1 н розчину вміщує 0,1 моль еквівалента . Молярна маса еквівалента дорівнює молярній масі. Тому в 100 мл 0,1 н розчину вміщується 0,365 г . … Потім необхідно розрахувати, в якому об’ємі концентрованої соляної кислоти… у 100 г розчину міститься 12,2 г ;

Дослід 2. Встановлення концентрації (титру) приготовленого розчину.

Титрування провести таким чином. Бюретку вище нульової позначки наповнити 0,1 н розчином . Потім, підставивши під неї колбу або склянку і відкривши… У конічну колбу перенести піпеткою 10 мл приготовленого розчину кислоти і…

Оформлення результатів роботи

Дослід 1. Занести в графу “розрахунки” дані, які необхідні для приготування 100 мл 0,1 н розчину . Дослід 2. Результати титрування записати в таблицю: Номер проби Об’єм кислоти, мл Об’єм лугу, мл Нормальність лугу, моль/л …

Питання для самоперевірки

1. Чим виражається склад розчину?

2. Скільки грамів міститься в 100 мл 0,1 н розчину ?

3. Визначити молярну і нормальну концентрації 30%-ного розчину сірчаної кислоти.

4. Що таке титр розчину? Які розчини називаються титрованими?

5. У чому полягає процес титрування?

Лабораторна робота № 7

ЕЛЕКТРОЛІТИЧНА ДИСОЦІАЦІЯ. РЕАКЦІЇ В РОЗЧИНАХ

ЕЛЕКТРОЛІТІВ

Мета роботи - вивчення хімічної рівноваги та можливості перебігу реакцій в розчинах електролітів.

Загальні вказівки

При виконанні лабораторної роботи студенти повинні знати, що електроліти – це речовини, які розпадаються в розчинах або розплавах на позитивно… До сильних електролітів належать майже всі солі, деякі мінеральні кислоти () і… До слабких електролітів належать вода, практично всі органічні кислоти, деякі мінеральні кислоти (), а також основи,…

Порядок виконання роботи

Дослід 1. Хімічна рівновага в розчинах електролітів.

2. Налити в дві пробірки по 5 мл дистильованої води і додати в кожну з них по 2 краплі фенолфталеїну. Одну з пробірок залишити як контрольну для… Розлити вміст другої пробірки навпіл і до однієї частини додати трохи…

Дослід 2. Реакції в розчинах електролітів.

1. У пробірку налити 2-3 мл розчину нітрату калію і додати туди стільки ж розчину хлориду натрію. Відзначити, що відбувається.

2. Налити в одну пробірку 2 мл розчину сульфату магнію, в другу стільки ж розчину сульфату хрому, в третю – сірчаної кислоти. У кожну з пробірок додати по 3 мл хлориду барію. Відзначити, що відбувається.

3. Налити в одну пробірку 2 мл розчину сульфату хрому, в другу стільки ж розчину хромату калію і додати в кожну з них по кілька крапель розчину гідроксиду калію. Відзначити, що відбувається в кожній пробірці.

4. Налити в пробірку 2 мл розчину карбонату натрію і додати туди стільки ж розчину соляної кислоти. Відзначити, що відбувається.

Оформлення результатів роботи

Дослід 1. Написати рівняння дисоціації оцтової кислоти і гідроксиду амонію, вираз швидкостей прямої і зворотної реакцій, а також констант дисоціації для вказаних рівноважних систем. Записати рівняння дисоціації ацетату натрію і хлориду амонію.

Зробити висновок щодо причини зміни забарвлення розчинів.

Зробити загальний висновок про вплив додання однойменного іону на дисоціацію слабкого електроліту.

Дослід 2.Написати рівняння реакцій в молекулярній та іонній формах.

На якій основі можна зробити висновок про те, що реакції в розчинах електролітів відбуваються між іонами, а не між молекулами? Пояснити, в яких випадках відбуваються реакції в розчинах електролітів.

Питання для самоперевірки

1. Що таке електроліти та неелектроліти?

2. Який процес називається електролітичною дисоціацією?

3. Що таке ступінь та константа дисоціації? Від яких факторів вони залежать?

4. За якою ознакою електроліти поділяють на слабкі та сильні?

5. В яких випадках можуть відбуватися реакції в розчинах електролітів?

6. Написати рівняння ступінчатої дисоціації сірководневої кислоти і вираз для констант дисоціації.

Лабораторна робота № 8

ГІДРОЛІЗ СОЛЕЙ

Мета роботи - вивчення реакції середовища в розчинах різних солей а також факторів, які впливають на перебіг гідролізу.

Методичні вказівки

Гідроліз є реакцією обмінної взаємодії іонів розчиненої солі з водою, в результаті якої утворюються малодисоційовані сполуки (молекули слабких… Щоб зрозуміти суть гідролізу, треба знати, що усі солі є сильними… Солі, утворені сильною основою і сильною кислотою, не гідролізують, тому що їхні іони не можуть утворити з водою…

Порядок виконання роботи

Дослід 1. Визначення характеру середовища.

У п’ять пробірок налити нейтральний розчин лакмусу на чверть об’єму пробірки. Одну пробірку залишити для порівняння, а в останні додати на кінчику шпателя кристали солей: у першу – карбонату натрію, у другу – хлориду алюмінію, у третю – хлориду калію, у четверту – ацетату амонію. Розмішувати розчин у кожній пробірці треба окремою паличкою. Порівняти колір розчинів у пробірках з кольором розчину в контрольній пробірці.

Дослід 2. Вплив температури на ступінь гідролізу солі.

Налити в пробірку на чверть її об’єму дистильовану воду, внести на кінчику шпателя ацетат натрію, розмішати, додати 1-2 краплі фенолфталеїну. Пробірку обережно нагріти до кипіння, а потім охолодити. Звернути увагу на зміну кольору при нагріванні і при охолодженні.

Дослід 3. Повний (необоротний) гідроліз солей.

До 1-3 мл розчину сульфату алюмінію додати такий самий об’єм розчину соди . Відзначити, що відбувається.

Оформлення результатів роботи

Дослід 1.За зміною кольору лакмусу зробити висновок про реакцію середовища в розчині кожної солі. Одержані результати записати в таблицю: … Написати молекулярні та іонні рівняння реакцій гідролізу. Дослід 2. Написати молекулярне та іонне рівняння гідролізу ацетату натрію. Зробити висновок про зміну концентрації…

Питання для самоперевірки

1. Чим визначається реакція середовища? Якою величиною можна кількісно охарактеризувати реакцію середовища?

2. Що таке іонний добуток води? Чому він дорівнює?

3. Що таке гідроліз солей?

4. Від яких факторів залежить гідроліз солей?

5. Які з солей гідролізують? Скласти молекулярні та іонні рівняння реакцій гідролізу відповідних солей. Яке значення мають розчини цих солей?

Лабораторна робота № 9

ЕЛЕКТРОМЕТРИЧНЕ ВИЗНАЧЕННЯ рН РОЗЧИНІВ

ЕЛЕКТРОЛІТІВ

Мета роботи - ознайомлення з електрометричним визначенням рН розчинів електролітів.

Загальні вказівки

Електрометричне визначення рН розчинів засноване на вимірюванні електрорушійної сили (ЕРС) гальванічного ланцюга, який складається з двох…

Порядок виконання роботи

Дослід 1. Перевірка водневої функції скляного електрода.

Ретельно промити електроди дистильованою водою і просушити фільтрувальним папером. У склянку ємністю 100-150 мл налити 50-70 мл одного з буферних розчинів, починаючи з меншого значення рН. Занурити в нього електроди і виміряти значення ЕРС ланцюга за допомогою рН - метра .

Вміст склянки вилити, промити електроди дистильованою водою, просушити фільтрувальним папером і виміряти ЕРС ланцюга в інших буферних розчинах. Результати вимірювань записати в таблицю:

№ пп	рН буферного розчину	ЕРС

Дослід 2. Визначення рН розчинів електролітів.

У три склянки налити розчини

Заміряти рН розчинів за допомогою рН–метра та універсального індикаторного паперу.

Результати вимірювань записати в таблицю:

№ пп	Сіль	рН за прибором	рН за універсальним індикаторним папером

Оформлення результатів роботи

1. Розрахувати тангенс кута нахилу прямої ЕРС ― рН. Порівняти його значення з теоретичною величиною Зробити висновок щодо можливості використання скляного електрода для роботи.

2. Записати рівняння реакцій гідролізу солей. Зробити висновок щодо реакції середовища.

Питання для самоперевірки

1. Чому дорівнює рН розчину з концентрацією ОН ^- - іонів 10^-1 моль/л?

2. Визначити рН та рОН 0,01 молярних розчинів

3. Визначити концентрацію Н⁺- іонів у розчині з рН = 9.

4. У розчинах яких солей рН > 7: ?

Лабораторна робота № 10

АДСОРБЦІЯ

Мета роботи - вивчення залежності величини адсорбції від рівноважної концентрації адсорбата.

Загальні вказівки

Адсорбція – зміна концентрації речовини поблизу поверхні поділу фаз (поглинання на поверхні). Речовини, на поверхні яких відбувається поглинання,… Явище адсорбції пов’язане з тим, що частинки поверхневого шару твердого тіла… Кількісно адсорбцію вимірюють у молях адсорбата на одиницю площі поверхні адсорбента (моль/м2) або в молях адсорбата…

Дослід 1. Адсорбція метилоранжу активованим вугіллям.

1. Одержати у лаборанта вихідний розчин метилоранжу визначеної концентрації. Послідовним розведенням у два рази приготувати з вихідного розчину два більш розведених. Налити в три пробірки по 10 мл одержаних розчинів. Порівняти інтенсивність кольору розчинів з еталонною шкалою та визначити їхню концентрацію (С_ВИХ).

2. У кожну пробірку насипати по 0,5 г активованого вугілля. Розчини з активованим вугіллям ретельно перемішати, витримати розчини в контакті з вугіллям на протязі 10 хвилин (час від часу перемішувати).

3. Розчини відфільтрувати (фільтри зберегти). За еталонною шкалою визначити їхні концентрації (С_РІВН_.).

Дослід 2. Десорбція метилоранжу

1. Налити в три пробірки по 10 мл дистильованої води, скляною паличкою обережно зняти активоване вугілля з фільтрів, які залишилися в досліді 1, помістити їх в ці пробірки, перемішати вміст пробірок.

2. Через 10 хвилин розчини з десорбованим метилоранжем відфільтрувати в чисті пробірки. За еталонною шкалою визначити концентрації розчинів після десорбції.

Оформлення результатів роботи

Дослід 1. Дані досліду занести в таблицю: Номер вихідного розчину Концентрація вихідного …

Питання для самоперевірки

1. Що таке адсорбція? З чим пов’язане явище адсорбції?

2. Від чого залежить адсорбційна здатність адсорбента?

3. В яких одиницях вимірюється адсорбція?

4. Що таке ізотерма адсорбції?

Лабораторна робота № 11

ДИСПЕРСНІ СИСТЕМИ

Мета роботи - одержання дисперсних систем (емульсія, суспензія, золь) і вивчення їхніх властивостей.

Загальні вказівки

При виконанні роботи треба знати, що до дисперсних систем належать гетерогенні системи з сильно розвиненою поверхнею поділу фаз. Залежно від розміру… При дослідженні властивостей дисперсних систем необхідно враховувати, що… Розглянемо будову колоїдної частинки на прикладі золю йодиду срібла, який утворюється при зливанні розведених розчинів…

Порядок виконання роботи

Дослід 1. Приготування суспензії крейди у воді.

Налити в дві пробірки дистильованої води до половини об’єму. В одну з них додати 1 мл 0,5%-ного розчину желатину. Потім внести в обидві пробірки по одному мікрошпателю розтертої в порошок крейди й інтенсивно перемішати. Відзначити відносну швидкість розшарування суспензії в обох пробірках.

Дослід 2. Приготування емульсії олії у воді.

Налити в дві пробірки по 5 мл води і по 5 мл олії. В одну з пробірок додати 5 крапель 2%-ного розчину мила. Закрити пробірки пробками й енергійно перемішати. Відзначити, в якій пробірці розшарування емульсії відбувається швидше.

Дослід 3. Одержання золю гідроксиду заліза (Ш) реакцією повного гідролізу хлориду заліза (Ш).

Нагріти до кипіння в склянці 20-30 мл дистильованої води. У киплячу воду по краплях додати 2%-ного розчину хлориду заліза (Ш) до утворення золю кольору настою міцного чаю. Одержаний розчин зберегти для наступного досліду.

Дослід 4. Коагуляція золю гідроксиду заліза (Ш), одержаного в попередньому досліді.

У три пробірки налити по 2 мл золю гідроксиду заліза (Ш). У першу пробірку додати декілька крапель розчину фосфату натрію, в другу – декілька крапель розчину хлориду натрію, третю залишити для порівняння. Відзначити зміни, які відбуваються.

Оформлення результатів роботи

Дослід 1 і 2. Зробити висновок про стійкість суспензій та емульсій. Що в цих системах є дисперсною фазою, а що – дисперсійним середовищем? До якого виду дисперсних систем вони належать? Як впливають мило і желатин на стійкість даних дисперсних систем? Як називаються такі речовини?

Дослід 3. Написати рівняння реакції повного гідролізу хлориду заліза, що відбувається при нагріванні, до утворення гідроксиду заліза. Скласти схему будови міцели золю гідроксиду заліза, враховуючи, що потенціал- визначальними іонами є іони заліза.

Дослід 4. Зробити висновок щодо іонів, які викликають коагуляцію. Як впливає заряд коагулюючого іону на швидкість коагуляції?

Питання для самоперевірки

1. Які системи називаються дисперсними? З чого вони складаються? 2. Чим відрізняються поняття істинний розчин і колоїдний розчин? 3. У чому проявляється кінетична та агрегативна стійкість золів? Чим вона пояснюється?

ГАЛЬВАНІЧНІ ЕЛЕМЕНТИ

Мета роботи - ознайомлення з роботою гальванічного елемента (ГЕ) і вивчення впливу природи електродів на величину ЕРС гальванічного елемента.

Загальні вказівки

Гальванічний елемент – це прилад, що служить для перетворення хімічної енергії окисно-відновної реакції на електричну, причому електрони переходять… Рис. 4 Рис. 5 Схема гальванічного елемента Схема подвійного електричного…

Величину можна знайти в довідкових таблицях (“ряд стандартних електродних потенціалів”). Положення металу в ньому характеризує його відновну здатність, а також окисні властивості його іонів у водних розчинах. Чим менше значення , тим активніший метал, тим сильніші відновні властивості виявляє він у вигляді простої речовини. Так, метал, який стоїть у ряду попереду, здатний витиснути із сполук метали, які стоять за ним.

При складанні ГЕ треба знати, що більш активний метал завжди є анодом, а менш активний – катодом. При цьому необхідно пам’ятати, що на аноді відбуваються процеси окиснення (віддачі електронів), а на катоді – процеси відновлення (приєднання електронів).

Роботу ГЕ розглянемо на прикладі мідно-цинкового ГЕ (див. рис. 4). На межі поділу фаз виникає різниця потенціалів і встановлюється рівновага:

Потенціал цинкового електрода має більш негативне значення, ніж потенціал мідного, тому при замиканні зовнішнього ланцюга і при з’єднанні цинку з міддю металевим провідником електрони будуть переходити з цинкової пластини на мідну. У результаті цього рівновага на цинковому електроді зміститься праворуч, тому в розчин перейде додаткова кількість іонів цинку, в той же час рівновага на мідному електроді зміститься ліворуч і на ньому відбудеться осідання іонів міді з розчину у вигляді атомів.

Таким чином, цинковий електрод буде анодом, на ньому відбувається процес окиснення цинку, а мідний електрод буде катодом, на ньому відбувається процес відновлення іонів міді:

На внутрішній ділянці ланцюга аніони переміщуються від мідного електрода до цинкового, а катіони і в зворотному напрямку.

Сумарний процес виражається рівнянням

Електрохімічні системи ГЕ зображують у вигляді схем, наприклад,

Ознайомившись з роботою гальванічного елемента, необхідно розрахувати його ЕРС за формулою:

ЕРС = ,

де і - потенціал відповідно катода і анода.

Порядок виконання роботи

Зібрати мідно-цинковий, залізо-цинковий і залізо-мідний ГЕ. Для цього налити в склянки 0,01М розчини , занурити в них електроди з відповідного металу і з’єднати попарно розчини - подібною трубкою, наповненою насиченим розчином у суміші з агар-агаром. З’єднати електроди зібраного ГЕ з вольтметром. Замкнути ланцюг і відзначити напрямок струму (див. рис. 4). Зняти показання за шкалою вольтметра.

Оформлення результатів роботи

1. Скласти схеми ГЕ. Вказати напрямок переміщення електронів по зовнішньому ланцюгу. Записати рівняння електродних процесів, скласти загальне рівняння реакції, що відображає роботу кожного ГЕ.

2. Розрахувати теоретичну величину ЕРС кожного з досліджених елементів, використовуючи рівняння Нернста.

3. Порівняти теоретичне значення ЕРС з експериментальним.

4. Зробити висновок щодо впливу природи електродів на величину ЕРС гальванічного елемента.

Питання для самоперевірки

1. Обчислити потенціал цинкового електрода, зануреного в 0,01 М розчин сульфату цинку; потенціал водневого електрода, зануреного в чисту воду при 25… 2. Скласти схеми роботи двох ГЕ, в одному з яких мідь була б анодом, а в… 3. Користуючись таблицею стандартних електродних потенціалів, відзначити, який з наведених нижче атомів та іонів…

Загальні вказівки

Необхідно чітко уявляти, що суть електролізу пов’язана з окисно-відновними процесами, що відбуваються на електродах при проходженні електричного… При розгляданні електролізу водних розчинів треба знати, що, крім іонів… Катодні процеси. Послідовність розрядження іонів залежить від значень електродних потенціалів. Чим менша величина…

Порядок виконання роботи

Дослід. Електроліз водного розчину йодиду калію.

Налити в U-подібну трубку 5% розчин йодиду калію. Занурити в розчин вугільні електроди і підключити їх до джерела постійного струму. Додати в катодний простір декілька крапель фенолфталеїну, а в анодний – декілька крапель розчину крохмалю. Відзначити зміну кольору розчину біля кожного з електродів.

Оформлення результатів роботи

Скласти рівняння реакцій, що відбуваються біля електродів, визначити продукти, які утворюються в білякатодному і біляанодному просторі після завершення процесу електролізу.

Питання для самоперевірки

1. У воді розчинені солі алюмінію, цинку і міді. Визначити послідовність реакцій на катоді.

2. Скласти електронні рівняння процесів, що відбуваються на електродах під час електролізу водних розчинів :

а) у випадку вугільного анода;

б) у випадку мідного анода.

3. Скласти електронні рівняння процесів, які відбуваються на електродах при електролізі розчинів .

Лабораторна робота № 15

ВЛАСТИВОСТІ АЛЮМІНІЮ ТА ЗАЛІЗА

Мета роботи – дослідження взаємодії та Fe з кислотами та лугами.

Загальні вказівки

Характерною властивістю металів є їхня здатність лише віддавати електрони й утворювати позитивно заряджені іони. Отже, метали можуть бути тільки… Активні метали взаємодіють з водою за кімнатної температури, середньої… Метали взаємодіють з кислотами з утворенням солей. У залежності від активності металу, природи та концентрації кислоти…

Порядок виконання роботи

Дослід 1. Дія кислот на алюміній.

У три пробірки покласти по шматочку алюмінію і додати 5-10 крапель: у першу – 2 н розчину соляної кислоти, в другу – 2 н розчину сірчаної кислоти, у… Порівняти активність взаємодії алюмінію з соляною та сірчаною кислотами за… Обережно нагріти пробірку. Спостерігати помутніння розчину (виділяється вільна сірка).

Дослід 2. Взаємодія алюмінію з лугом.

У чистій воді за звичайної температури алюміній практично не розчиняється, тому що під дією води його поверхня швидко пасивується, покриваючись… Реакція відбувається за схемою:

Оформлення результатів роботи

Скласти рівняння окисно-відновних реакцій взаємодії металів з кислотами, використовуючи метод електронного балансу. Зробити висновок щодо впливу активності металу, концентрації кислот та температури на глибину окисно-відновного процесу.

Питання для самоперевірки

1. Як змінюються металічні властивості в групах і періодах періодичної системи елементів?

2. Які метали називаються - елементами? Де вони знаходяться в періодичній системі?

3. Чим відрізняється дія на метали соляної і розведеної сірчаної кислот від дії концентрованої сірчаної і азотної кислот?

Лабораторна робота № 16

КОМПЛЕКСНІ СПОЛУКИ

Мета роботи - вивчення явища комплексоутворення, міцності комплексних іонів, а також поведінки комплексних сполук у хімічних реакціях.

Загальні вказівки.

Комплексні сполуки - це сполуки, здатні утворювати в твердому стані кристалічні решітки, у вузлах яких розміщуються комплексні іони, здатні існувати… Комплексними іонами називаються складні іони, що утворені з різних іонів і… Атом (іон) металу (або неметалу), який приєднує до себе протилежно заряджені іони або молекули, утворюючи комплексний…

Порядок виконання роботи

Дослід 1. Утворення сполуки з комплексним катіоном.

Дослід 2. Утворення сполуки, що містить комплексний катіон та комплексний аніон. Помістити в пробірку 1 мл розчину гексаціано(II)ферату калію та 2 мл розчину…

Оформлення результатів роботи

Дослід 1. Написати рівняння реакції одержання комплексної сполуки та її координаційну формулу, зважаючи на те, що координаційне число нікелю 6. Вказати, яка основа є більш сильним електролітом: дигідроксид нікелю чи відповідна комплексна основа.

Дослід 2. Написати рівняння відповідних реакцій.

Дослід 3. Написати рівняння реакцій, враховуючи, що координаційне число міді дорівнює 4. Скласти рівняння дисоціації комплексної солі міді та її комплексного іона.

Питання для самоперевірки

1. Описати зовнішні ознаки комплексоутворення.

2.Написати вираз константи нестійкості комплексної сполуки .

3. Написати хімічні формули таких комплексних сполук: дихлоротетраамін кобальту (III), гексаціанокобальтат(III) натрію, гексафтороферат(III) калію.

Лабораторна робота № 17

КОРОЗІЯ МЕТАЛІВ

Мета роботи - ознайомлення з корозією металів і засобами захисту від неї.

Загальні вказівки

Необхідно чітко уявляти, що корозія металів є гетерогенним процесом, в якому хімічні та електрохімічні процеси відбуваються на межі поділу двох фаз… Особливу увагу необхідно звернути на електрохімічну корозію, яка відбувається… Дуже важливо зрозуміти, що при електрохімічній корозії руйнування металу відбувається внаслідок роботи багатьох…

Порядок виконання роботи

Дослід 1. Вплив контакту металів на розчинення їх у кислотах.

1. Налити в пробірку 5-6 мл 10% розчину сірчаної кислоти, вкинути туди шматочок гранульованого цинку (чистого). Відзначити, як швидко відбувається взаємодія цинку з кислотою (за швидкістю виділення бульбашок водню). Занурити в розчин мідну дротинку, доторкнутися нею до цинку. Спостерігати, як змінюється швидкість виділення водню. На якому з металів у даному випадку виділяється водень?

Дослід 2. Електрохімічна корозія оцинкованого і лудженого заліза.

У результаті електрохімічної корозії заліза в розчин переходять іони , які можна виявити за допомогою гексаціаноферату(III) калію , який утворює з… Налити в пробірку декілька мл розведеного розчину і додати декілька крапель… 2. У дві пробірки налити по 2-3 мл розбавленої сірчаної кислоти і додати по 2-3 краплі гексаціаноферату(III) калію.…

Оформлення результатів роботи

Дослід 1. Скласти рівняння реакції взаємодії цинку з розчином сірчаної кислоти в молекулярній та іонній формі, скласти схему гальванопари цинк – мідь в сірчаній кислоті, яка утворюється при їхньому контакті, вказати катод та анод і написати рівняння реакцій, які відображають суть катодного й анодного процесів. Зробити висновок щодо впливу на швидкість корозії цинку його контакту з міддю.

Дослід 2. Скласти схеми електрохімічної корозії лудженого і оцинкованого заліза. Зробити висновок про те, де проходить швидше корозія заліза. Чому? У якому випадку при руйнуванні захисного покриття (цинку або олова) корозія заліза буде проходити швидше?

Дослід 3. Зробити висновок щодо впливу уротропіну на швидкість корозії цинку.

Питання для самоперевірки

1. Що таке корозія металів?

2. Які існують основні типи корозії?

3. Як впливає на швидкість корозії цинку його контакт з міддю?

4. У чому полягає механізм електрохімічної корозії?

5. Що буде відбуватися при пошкодженні захисного покриття олова на залізному виробі, якщо виріб знаходиться у воді? Скласти рівняння катодного та анодного процесів.

6. При контакті з яким з двох металів – міддю чи свинцем – залізо буде руйнуватися швидше? Чому?

Лабораторна робота № 18

ВИЗНАЧЕННЯ КАРБОНАТНОЇ ТВЕРДОСТІ ВОДИ

Мета роботи – освоєння методики визначення тимчасової твердості води.

Загальні вказівки

Починаючи виконувати роботу, необхідно знати, що однією з найважливіших характеристик природних вод є їхня твердість, яка обумовлена вмістом у них… Залежно від того, до складу яких солей входять іони і , розрізняють твердість… При розрахунках, пов’язаних з твердістю води, необхідно враховувати, що

Порядок виконання роботи

У конічну колбу за допомогою циліндра відміряти 100 мл води, що досліджується, додати 1–2 краплі метилоранжу. Приготовану пробу відтитрувати 0,1н розчином соляної кислоти до переходу жовтого кольору індикатора в рожевий. Визначити об’єм кислоти, який пішов на титрування. Титрування повторити три рази (результати титрування не повинні розбігатися більш як на 0,1 мл). Знайти середнє значення об’єму розчину кислоти, яка пішла на титрування води.

Оформлення результатів роботи

Результати титрування записати в таблицю:

Номер проби

Об’єм води, мл

Об’єм кислоти, мл

Нормальність кислоти

Розрахувати твердість води () за формулою:

де - середній об’єм розчину соляної кислоти, який пішов на титрування,

мл;

- нормальність розчину соляної кислоти, моль/л;

- об’єм води, який взяли для титрування.

Питання для самоперевірки

1. Наявність яких сполук обумовлює твердість води?

2. Які солі обумовлюють карбонатну, а які некарбонатну твердість води?

3. У яких одиницях вимірюється твердість води?

4. У чому полягає метод визначення карбонатної твердості води?

5. Чому вода, що містить солі карбонатної твердості, має лужне середовище?

6. Якими засобами можна усунути твердість води?

Лабораторна робота № 19

ВИЗНАЧЕННЯ АГРЕСИВНОГО ДІОКСИДУ ВУГЛЕЦЮ

Мета роботи - визначення кількості вільного і зв’язаного діоксиду вуглецю в пробах води і розрахування (на основі одержаних результатів) кількості агресивного діоксиду вуглецю у воді.

Загальні вказівки

Треба знати, що діоксид вуглецю, звичайно, присутній в усіх природних водах у двох формах: вільний діоксид вуглецю розчинений у воді і зв’язаний… Саме наявність діоксиду вуглецю у воді в основному зумовлює корозійні…

Порядок виконання роботи

Дослід 1. Визначення вільного діоксиду вуглецю.

Відібрати піпеткою 100 мл води і перенести в конічну колбу, додати 2-3 краплі фенолфталеїну та відтитрувати 0,1 н розчином їдкого натру при постійному перемішуванні до появи блідо-рожевого забарвлення, яке не зникає на протязі 1 хв. Визначити об’єм лугу, витраченого на титрування. Титрування повторити тричі.

Дослід 2. Визначення зв’язаного діоксиду вуглецю.

Відібрати піпеткою 100 мл води і перенести в конічну колбу. Додати 2-3 краплі метилоранжу і відтитрувати 0,1 н розчином соляної кислоти при постійному перемішуванні до переходу блідо-жовтого забарвлення в блідо-рожеве. Визначити об’єм кислоти, витраченої на титрування. Титрування повторити тричі.

Оформлення результатів роботи

Дослід 1. Результати, одержані при титруванні, записати в таблицю: Номер проби Об’єм води, мл Об’єм , мл Нормальність

Питання для самоперевірки

1. У яких формах присутній в природних водах діоксид вуглецю?

2. Що таке карбонатна рівновага?

3. Який діоксид вуглецю називається рівноважним, а який агресивним?

4. Який діоксид вуглецю спричиняє вуглекислотну корозію бетону?

5. У чому полягає метод визначення агресивного діоксиду вуглецю?

Лабораторна робота № 20

ВИЗНАЧЕННЯ ПРОЦЕНТНОГО ВМІСТУ ОКСИДІВ КАЛЬЦІЮ ТА МАГНІЮ У ВАПНІ

Мета роботи - освоєння стандартного методу визначення у будівельному вапні.

Загальні вказівки

Одним з показників якості вапна є вміст у ньому і . Як відомо, будівельне вапно одержують випалом вапняку (900 0С):

Питання для самоперевірки

1. Чому процентний вміст в негашеному вапні визначає його якість?

2. Яка реакція відбувається при титруванні вапна соляною кислотою?

3. Обчислити процентній вміст в негашеному вапні, якщо на титрування 0,7 г вапна було витрачено 14 мл 0,9 н розчину соляної кислоти.

Лабораторна робота № 21

КРЕМНІЙ ТА ЙОГО СПОЛУКИ

Мета роботи - ознайомлення з хімічними властивостями деяких сполук кремнію.

Загальні вказівки

Оскільки у воді за звичайних умов практично не розчиняється і хімічно з нею не взаємодіє, кремнієві кислоти одержують непрямим шляхом. Наприклад,…

Порядок виконання роботи

Дослід 1. Одержання золю і гелю кремнієвої кислоти.

забарвлює вміст пробірки в малиновий колір. Чому? Дослід 2. Витіснення кремнієвої кислоти з її солі. Налити в пробірку 4-5 мл силікату натрію і пропустити крізь нього вуглекислий газ із апарата Кіппа. Спостерігати…

Оформлення результатів роботи

Дослід 1. Написати рівняння реакції утворення кремнієвої кислоти. Скласти схему будови міцели золю кремнієвої кислоти.

Дослід 2,3,4. Написати рівняння відповідних реакцій.