Файл: Методические указания и задания к занятиям семинарского типа, контрольной и самостоятельной работе по дисциплине Неорганическая химия.docx

Смещение химического равновесия

Номер про-бирки	Количество капель (лопаток)						Изменение в системе
	FeCI3 0,0025 M	KNCS 0,0025 M	FeCI3 насы-щен-ный	KNCS насы-щен-ный	KCI кристалличес- кий	Усиление или ослабление окраски		Смещение равновесия вправо (®) или влево (¬)
1	2	3	4	5	6	7		8
1	5	5	1
2	5	5		1
3	5	5			1
4	5	5	Контрольная пробирка

Задания для самостоятельной работы

1. Что понимают под скоростью химической реакции? Какие факторы вызывают ее изменение?

2. В первоначальный момент времени концентрация исходного вещества А была равна 2 моль/л. Определите его концентрацию через одну минуту, если скорость реакции равна 0,01 моль / (л × с).

3. Сформулируйте ЗДМ, приведите его математическое выражение для указанных систем. Вычислите, во сколько раз увеличится скорость каждой реакции при повышении давления в ней в 3 раза.
а) C_(к) + O_{2 (г)} = 2 CO_(г); в) 3 H_{2 (г)} + N_{2 (г)} = 2 NH_{3 (г)};

б) 2 CO_(г) + O_{2 (г)} = 2 CO_{2 (г)}; г) 4 P_(к) + 5 O_{2 (г)} = 2 P₂O_{5 (г).}
4. Сформулируйте правило Вант-Гоффа и приведите его математическое выражение.

5. Раскройте понятия: активные молекулы, энергия активации, температурный коэффициент.

6. Как изменятся скорости химической реакции в некоторой системе при повышении температуры: а) с 30 до 80 ^оС, если g = 3;

б) с 20 до 90 ^оС, если g = 2; в) при Δt = 40

---

^оС и g = 4?

7. Поясните сущность гомогенного и гетерогенного катализа. Приведите соответствующие примеры.

8. Куда сместится равновесие в обратимых равновесных системах при повышении в них температуры, давления и концентрации исходных веществ:
а) 2 Н_{2 (г)} + О_{2 (г)} 2 H₂O_(г), ΔН = - 483,68 кДж;

б) C _(к) + Н₂О _(г) CO _(г) + H_{2 (г)}, ΔН = + 141,24 кДж;

в) 2 SO_{2 (г)} + O_{2 (г)} 2 SO_{3 (г)}, ΔН = - 197,6 кДж?
9. Какие факторы и как следует изменить, чтобы повысить выход хлора в приведенной обратимой системе:
4 HCI _(г) + O_{2 (г)} 2 CI_{2 (г)} + 2 H₂O _(г); ΔН = - 114,48 кДж?
10. Равновесие реакции H₂ + J₂ 2 HJ установилось при следующих концентрациях: [H₂] = 0,3 моль/л, [J₂] = 0,08 моль/л,
[HJ] = 0,35 моль/л. Определите исходные концентрации йода и водорода.

11. Рассчитайте равновесные концентрации всех веществ в системе H_{2 (г)} + SO_{3 (г)} H₂O _(г) + SO_{2 (г)}, если константа равновесия составляет 1,36, а исходные концентрации H₂ и SO₃ соответственно равны 0,65 моль/л и 0,5 моль/л.

---

Тема 11. Химия растворов
Лабораторная работа 6. Приготовление растворов

План занятия

1. Понятие о растворах. Химическая теория растворов
Д.И. Менделеева.

2. Классификация растворов (по природе растворителя, по содержанию растворенного вещества).

3. Понятие о концентрации растворов.

4. Способы выражения концентрации растворов: массовая концентрация, массовая и объемная доля вещества, молярная концентрация, молярная концентрация эквивалентов, моляльная концентрация, титр (расчетные формулы, единицы измерения).

5. Приготовление растворов приблизительной и точной концентрации и правила их хранения.

6. Понятие о плотности растворов, способы ее определения.

7. Способы определения концентрации растворов.

8. Химическая посуда, применяемая для приготовления растворов, ее виды и назначение.
Растворы: H₂O (дист.), HCI, H₂SO₄, HNO₃, NaOH, KOH, Н₂С₂О₄.

Приборы и материалы: весы (технические, аналитические или электронные), бюксы, часовые стекла, набор ареометров; цилиндры вместимостью 20, 50, 100, 200–300 мл; стаканы вместимостью 50, 100, 200 мл; объемные пипетки – 5, 10, 20 мл; мерные колбы вместимостью 50, 100, 200 мл; воронки, стеклянные палочки, капельные пипетки, салфетки, миллиметровая бумага, шпатели; сухие соли: NaCI, KCI, NaNO₃, KNO₃, Na₂SO₄, CuSO₄, AI(NO₃)₃, AI₂(SO₄)₃, ZnCI₂, ZnSO₄, FeSO₄, Cr₂(SO₄)₃, CaCI₂.


Способы выражения концентрации растворов
Концентрация растворов показывает содержание растворенного вещества в определенной массе или объеме раствора или растворителя.

Различают следующие способы выражения концентрации растворов.

1. Массовая концентрация вещества В (символ - g (В), единица измерения – г/л) равна массе растворенного вещества В в определенном объеме раствора. Рассчитывается g (В) по формуле
(1)
где m (В) – масса растворенного вещества В, г;

V – объем раствора, л.
2. Массовая доля вещества В (символ - w (В), безразмерная величина) равна отношению массы растворенного вещества В к массе раствора. Выражается w (В) в долях единицы или в процентах и рассчитывается по формулам:

---

; (2)
где m (В) - масса растворенного вещества В, г (мг, кг);

m_р-ра - масса раствора, г (мг, кг);

m_р-ля - масса растворителя, г (мг, кг);

r - плотность раствора, г/мл (г/см³);

V - объем раствора, мл.
Примечание 1. Масса раствора, его плотность и объем связаны друг с другом соотношением m_р-ра = r · V_р-ра.
3. Молярная концентрация вещества В (символ – С (В), единица измерения – моль/л) равна количеству вещества В, содержащегося в одном литре раствора. Рассчитывается С (В) по формуле
(3)

где n (В) - количество растворенного вещества В, моль;

m (В) - масса растворенного вещества В, г;

М (В) - молярная масса вещества В, г/моль;

V - объем раствора, л (мл).
Примечание 2. Молярная масса вещества В равна сумме атомных масс входящих в его состав элементов с учетом их количества.

Примечание 3. Молярная концентрация растворов, используемых в опытах данного лабораторного практикума, обозначается буквой М: 1М, 2М - одно-, двумолярный раствор; 0,1М - децимолярный; 0,01М - сантимолярный; 0,001 - миллимолярный.
4. Молярная концентрация эквивалентов вещества В (символ – С_эк(В), единица измерения – моль/л) равна количеству эквивалентов вещества В, содержащегося в одном литре раствора. С_эк(В) рассчитывается по формуле
(4)
где n_эк (В) – количество эквивалентов вещества В, моль;

m (В) - масса растворенного вещества В, г;

М_эк (В) - молярная масса эквивалентов вещества В, г/моль;

V - объем раствора, л (мл).
Примечание 4. Молярная масса эквивалентов вещества В равно отношение молярной массы вещества В к его эквивалентному числу в данной реакции:
(5)
где М (В) – молярная масса вещества В, г/моль;

Z (В) – эквивалентное число.
Значения Z (В) в обменных реакциях определяют по величине стехиометрических коэффициентов каждой конкретной реакции.

Так, в реакции H₂SO₄ + 2 KOH = K₂SO₄ + 2 H₂O эквивалентное число серной кислоты равно двум [Z (H₂SO₄) = 2], поскольку два иона H⁺ обмениваются на два иона K ⁺.

В окислительно-восстановительных реакциях Z

---

(В) определяется числом принятых или отданных электронов.

Так, для КМnО₄ в зависимости от рН раствора эквивалентное число может быть равно 1, 3, 5 [Z (КMnО₄) = 1, 3, 5].

При вычислении молярных масс эквивалентов кислот, оснований или солей, используемых для приготовления растворов этих веществ, их эквивалентные числа соответственно определяются:

Z кислоты – числом ионов Н⁺: Z (H₂SO₄) = 2;

Z основания – числом ионов ОН ^-: Z [Ba(OH)₂] = 2;

Z соли – суммарным зарядом всех катионов данной соли:

Z [Al₂(SO₄)₃] = 2 · 3 = 6.
Примечание 5. Молярная концентрация эквивалентов растворов, используемых в опытах данного лабораторного практикума, обозначается буквой н: 1н, 2н - одно-, двунормальный; 0,1н - децинормальный; 0,01н - сантинормальный; 0,001 - миллинормальный.
5. Моляльная концентрация вещества В (символ – С_m (В), единица измерения – моль/кг) равна количеству вещества в одном килограмме растворителя. Рассчитывается С_m (В) по формуле
(6)

где n (B) – количество вещества В, моль;

m (B) – масса вещества В, г;

m_р-ля – масса растворителя, кг (г);

М (В) – молярная масса вещества В, г/моль.
6. Титр (символ – Т(В), единица измерения – г/мл) равен массе растворенного вещества в одном миллилитре раствора, рассчитывается по формуле
(7)
где m (В) - масса растворенного вещества В, г;

V - объем раствора, мл.
Примечание 6. Молярная концентрация и молярная концентрация эквивалентов растворов вычисляются с точностью до 0,0001 моль/л,
а титр - с точностью до 0,0001 г/мл.
Опыт 1. Приготовление раствора
приблизительной концентрации

Получите у преподавателя задание (значение массы навески вещества и значение его массовой доли в растворе, который предстоит приготовить).

Взвесьте на технических весах навеску указанного вещества с точностью до 0,1 г и перенесите в стакан вместимостью 100-200 мл.

Зная массовую долю раствора, который предстоит приготовить, рассчитайте по формуле (2) массу раствора и затем массу воды, необходимую для приготовления данного раствора. Вычислите объем воды, приняв ее плотность при данной температуре за единицу.

Отмерьте рассчитанное количество воды цилиндром, перелейте воду в стакан с веществом и тщательно размешайте стеклянной палочкой до полного растворения вещества.

---