Файл: Сухарева ч 1.pdf

9

1) взаимодействие простых веществ: металла и неметалла:

Mg + Cl2 → MgCl2

2) взаимодействие кислотного и основного оксида:

CaO + СО2 → CaСО3

3) взаимодействие кислоты и основания:

НCl + NaOH → NaCl+ Н2O.

4) взаимодействие кислоты и основного оксида:

Н2SO4 + CaO → СaSO4↓+ Н2O.

5) взаимодействие основания и кислотного оксида:

Ba(ОН)2 + СО2 → ВaСО3↓ + Н2O.

6) взаимодействие активного металла с кислотой:

Mg + Н2SO4 → MgSO4 + H2↑

7) взаимодействие активного металла с солью, образованной менее активным металлом

Zn + CuSO4 → Cu + ZnSO4

8) взаимодействие двух солей с образованием соли, нерастворимой в воде:

Na2SO4 + Ba(NO3)2 → ВaSO4↓ + 2NaNO3.

9) взаимодействие соли с кислотой:

Ba(NO3)2 + Н2SO4 → ВaSO4↓ + 2НNO3.

10) взаимодействие соли с основанием:

Na2SO4 + Ba(ОН)2 → BaSO4↓ + 2NaОН.

1.1 Вопросы к контрольному заданию

а) Напишите формулы кислоты и основания, названия которых приведены в разделе (а) Вашего варианта. Укажите силу этих электролитов; напишите уравнения их электролитической диссоциации в водном растворе. Составьте формулы средних, кислых и основных солей, которые соответствуют заданным кислоте и основанию; назовите эти соли по систематической номенклатуре. Напишите уравнения электролитической диссоциации этих солей в водном растворе.

10

б) Напишите уравнения реакций получения солей, указанных в разделе (б) Вашего варианта, взаимодействием: основного и кислотного оксидов; основания и кислоты. Изобразите графические формулы этих солей.

Таблица 2 - Задания к разделу: «Основные классы неорганических соединений»

11

1.2 Пример решения контрольного задания (задача №16)

Задание (а)

Напишите формулы ортомышьяковой кислоты и гидроксида магния. Укажите силу этих соединений как электролитов. Напишите уравнения электролитической диссоциации этих соединений в водном растворе. Составьте формулы средних, кислых и основных солей, которые соответствуют ортомышьяковой кислоте и гидроксиду магния. Назовите эти соли по систематической номенклатуре. Напишите уравнения электролитической диссоциации этих солей в водном растворе.

Ответ:

Гидроксид магния как электролит относится к слабым основаниям и диссоциирует в две ступени:

Mg(OH)2 ↔ MgOH+ + OH ;

MgOH+ ↔ Mg2+ + OH .

Ортомышьяковая кислота является слабым электролитом и диссоциирует в три ступени:

H3AsO4 ↔ H2AsO4 + H+;

H2AsO4 ↔ HAsO42 + H+;

HAsO42 ↔ AsO43 + H+.

Гидроксиду магния и ортомышьяковой кислоте соответствует 4 соли:

1)средняя соль - ортоарсенат магния Mg3(AsO4)2;

2)основная соль - ортоарсенат гидроксомагния (MgOH)3AsO4;

3)кислая соль - дигидроортоарсенат магния Mg(H2AsO4)2;

4)кислая соль - гидроортоарсенат магния MgHAsO4

Уравнения электролитической диссоциации солей в водном растворе.

Mg3(AsO4)2 → 3Mg2+ + 2AsO43

(MgOH)3AsO4 → 3MgOH+ + AsO43

MgOH+ ↔ Mg2+ + OH .

Mg (H2AsO4)2→ Mg2+ + H2AsO4

H2AsO4 ↔ HAsO42 + H+;

HAsO42 ↔ AsO43 + H+.

MgHAsO4 → Mg2+ + HAsO42

HAsO42 ↔ AsO43 + H+.

Задание (б)

Напишите уравнения реакций получения ортофосфата кальция и гипохлорита бария взаимодействием:

1)основного и кислотного оксидов;

2)основания и кислоты. Изобразите графические формулы солей.

Ответ:

Ортофосфат кальция (Ca)3(PO4)2 можно получить:

12

1) взаимодействием оксида кальция CaO (основного оксида) и оксида фосфора

(5) P2O5 (кислотного оксида). Степени окисления элементов в оксидах должны соответствовать их степеням окисления в солях.

3CaO + P2O5 → (Ca)3(PO4)2

2) взаимодействием гидроксида марганца (2) и ортофосфорной кислоты:

3Ca (OН)2 + 2Н3PO4 → (Ca)3(PO4)2 + 6Н2О

Сульфит бария ВaSO3 можно получить:

1) взаимодействием оксида бария BaO (основного оксида) и оксида серы (IV) SO2 (кислотного оксида):

BaO + SO2 → ВaSO3

2) взаимодействием гидроксида бария и хлорноватистой кислоты:

Ba (OН)2 + 2НСlO → Ba (ClO)2 + 2Н2О

Графическая формула ортофосфата кальция (Ca)3(PO4)2

Графическая формула гипохлорита бария Ba(ClO)2

2 РАСТВОРЫ. СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ СОСТАВА РАСТВОРОВ

11 Раствором называется гомогенная система переменного состава, состоящая из двух или большего числа компонентов. В истинных растворах вещества находятся в виде молекул, атомов или ионов. В пищевой технологии используются, в основном, водные растворы. Вода в таких растворах считается растворителем, а растворёнными веществами могут быть и твёрдые вещества (например, хлорида натрия), газы (например, сероводород), и жидкости (например, этиловый спирт). Масса раствора (mp) равна сумме массы растворённого вещества Х (mв(Х)) и массы воды (m H2O):

На практике чаще используются два способа выражения состава растворов - массовая доля растворённого вещества и молярная концентрация раствора:

1) массовая доля растворённого вещества Х ω(Х) – отношение массы растворённого вещества (mв(Х)) к массе раствора (mp):

13

Массовая доля выражается в процентах и в долях единицы. Например, 1,5%-ный раствор хлорида натрия в воде – это такой раствор, в 100г которого содержится 1,5г хлорида натрия и 98,5г воды, состав раствора можно выразить

вдолях: ω(NaCl) = 0,015

2)молярная концентрация раствора С(Х) – отношение количества растворённого вещества Х (n) в молях к объёму раствора (Vp) в литрах:

Наряду с размерностью (моль/л) допускается обозначение М. Так, 0.1М Н2SO4 означает раствор, в одном литре которого содержится 0,1 моль серной кислоты, т.е. С (Н2SO4) = 0.1моль/л.

Для перевода одного вида концентрации в другой рекомендуем выбрать произвольную массу или объём раствора и произвести соответствующие расчёты. Например, необходимо определить молярную концентрацию 12%-ного раствора хлорида натрия (плотность раствора равна 1,086г/мл). Возьмём 100г 12%- ного раствора хлорида натрия. Молярную концентрацию раствора рассчитываем по формуле (3): С(Х) = n(Х) / Vp. Количество вещества хлорида натрия n(NaCl) в 100г раствора найдём, используя формулы

где М(Х) – молярная масса растворённого вещества, в данном случае NaCl. Объём раствора (Vp) определим, используя формулу

где ρ – плотность раствора.

Тогда, mв(NaCl) = ω(NaCl) • mp / 100% = 12% • 100г / 100% = 12г. n(NaCl) = mв (NaCl) / М(NaCl) = 12г / 58г/моль = 0,207моль.

Vp = mp / ρ = 100г / 1.086г/мл = 92,08мл.

С(NaCl) = n(NaCl) / Vp = 0,207моль / 0,092л = 2.25 моль/л.

Таким образом, молярная концентрация 12%-ного раствора хлорида натрия составляет 2.25 моль/л

2.1 Вопросы к контрольному заданию

а) Определите массовую долю растворённого вещества и его молярную концентрацию при смешении двух растворов, указанных в пункте (а) Вашего варианта. Плотности всех растворов считать равными 1г/мл.

б) Вычислите массу кристаллогидрата и объём воды, которые необходимы для приготовления раствора, указанного в пункте (б) Вашего варианта. Массовая доля дана по безводной соли. Плотности растворов указаны в приложении А.

в) Определите объём 30%-ного раствора серной кислоты (ρ = 1,220г/мл) и объём воды, которые необходимы для приготовления раствора, указанного в пункте (в) Вашего варианта. Плотности разбавленных растворов указаны в приложении А.

14

Таблица 3 - Задания к разделу «Способы выражения состава растворов»

2.2 Пример решения контрольного задания (задача №32)

Задание а)

Определите массовую долю (ω3) и молярную концентрацию (С3) вещества в растворе, полученном при сливании 300мл (V1) 2% (ω1) NaNO3 и 500мл (V2) 1% (ω2) NaNO3. Плотности всех растворов считать равными 1г/мл.

Введём необходимые обозначения:

Массовая доля вещества в первом растворе NaNO3 ω1 = 2%. Объём 2%-ного раствора NaNO3: V1 = 300мл.

Массовая доля вещества во втором растворе NaNO3 ω2 = 1%.