Лабораторная работа № 5. Адсорбция на поверхности твердого тела

Занятие №6.

Модуль № 1

Элементы химической термодинамики. Элементы химической кинетики. Основные типы химических реакций и процессов функционирования живых систем.

ВАРИАНТ № 0

1. Тест.

Повторить пп.1-7 теоретические вопросы программы.

1. Расчетные задачи:

1. При пониженной кислотности желудочного сока используется раствор хлороводородной кислоты с массовой долей HCl 8% (плотность 1,039 г/мл). Рассчитайте рН раствора.

2. Физиологическое значение рН слюны 6,8. Определить концентрацию ионов [H⁺] в слюне.

3. Вычислите осмотическое давление 3% водного раствора мочевины СO(NН₂)₂ (r = 1,05 г/мл) при 27°С.

4. Рассчитайте осмотическое давление раствора NaCl массой 5,3 г объемом 250 мл, при 30°С, если изотонический коэффициент равен 1,56. Каким будет этот раствор по отношению к плазме крови?

5. Рассчитайте рН фосфатного буфера слюны, состоящего из 100 мл 0,01 моль/мл NaH₂PO₄ и 20 мл 0,1 моль/мл Na₂HPO₄. (К_а (Н₂РО^-₄)=1,6·10^–7).

6. Образуется ли осадок при смешивании 200 мл раствора хлорида кальция с молярной концентрацией 5,0∙10^-3 моль/л и 50 мл фосфата натрия с молярной концентрацией 2,0∙10^-3 моль/л. K_s (Ca₃ (PO₄)₂) = 2,0∙10^-29.

7. Вычислить DН^o, ∆S°, ∆G° реакции: С₂Н₅ОН_(ж) + О_2(г) = СН₃СООН_(ж) + Н₂О_(ж).

	∆H°обр., кДж/моль	∆G°обр., кДж/моль	S°обр., Дж/моль∙К
С2Н5ОН(ж)	–277	–174
СН3СООН(ж)	–247	–154
Н2О(ж)	-286	-237
О2 (г)

8. Рассчитайте константу равновесия К_р 2 H₂ +О₂ «2H₂О, если равновесные концентрации составляли [Н₂] = 0,6 моль/л, [O₂] = 0,7 моль/л, [H₂О] =0,9 моль/л.

9. Как изменится скорость реакции при понижении температуры от 45 до 18 ⁰С, если температурный коэффициент скорости реакции равен 4,2.

10. Вычислите скорость реакции, протекающей по уравнению: А_(г) + 3В_(г) = Д, если [А] = 2 моль/л, [В] = 6 моль/л, k = 0,025 л² моль^-2 мин^-1. Как изменится скорость реакции, если давление уменьшить в 3 раза?

11. Константа скорости распада пенициллина при 20°С равна 6,52·10^-7сек^-1. Какая доля пенициллина останется после хранения в течение 2 суток?

12. Вычислить ионную силу раствора, содержащего в 300 мл 2,9 г кальция иодида.

 

 

Занятие № 7-8. Физико-химия поверхностных явлений в функционировании живых систем. Физико-химия дисперсных систем. Свойства растворов ВМС.

I. Вопросы к занятию

пп. 8.1- 9.5 теоретические вопросы программы.

II. Задачи к занятию

1. В раствор объемом 60 мл некоторого вещества с концентрацией 0,44 моль/л поместили тверый адсорбент массой 3 г. После достижения адсорбционного равновесия концентрация вещества снизилась до 0,350 моль/л. Вычислите величину адсорбции.

2. Экспериментально установлено, что величина максимальной адсорбции на угле составляет 3,0∙10^-2 моль/г. Величина α= 6,0·10^-3 моль/л, какая масса уксусной кислоты (адсорбата) адсорбировалось из раствора, в котором установилась равновесная концентрация 0,15 моль/л, если масса адсорбента 2 г?

3. Пользуясь правилом Дюкло-Траубе, определите во сколько раз поверхностная активность пальмитиновой кислоты (С₁₅Н₃₁СООН) меньше поверхностной активности арахиновой кислоты (С₁₉Н₃₉СООН).

4. Коагуляция 10 мл гидрозоля гидроксида железа (III) наступила при добавлении к нему 2 мл раствора сульфата натрия с молярной концентрацией 0,0025 ммоль/л. Вычислите порог коагуляции и коагулирующую способность этого электролита.

5. К какому электроду будет перемещаться при электрофорезе β-лактоглобулин в буферном растворе, содержащем равные концентрации гидрофосфат- и дигидрофосфат-ионов (pH=7,21), если при pI=5,2 белок остается на старте?

 

Лабораторная работа № 5. Адсорбция на поверхности твердого тела.

 

Цель работы: научиться количественно измерять адсорбцию из растворов на твердых адсорбентах.

Оборудование: бюретка вместимостью 25 мл, конические колбы вместимостью 500 мл, воронки, цилиндры мерные, колбы для титрования, фильтровальная бумага.

Реактивы: уголь активированный, растворы уксусной кислоты четырех разных концентраций (от 50 до 400 ммоль/л), раствор натрия гидроксида титрованный, с концентрацией около 0,1 моль/л, раствор фенолфталеина в этаноле (индикатор).

Сущность работы.

Адсорбцию на твердых адсорбентах определяют, как правило, по разности концентраций адсорбтива в растворе до и после проведения адсорбции. Для определения концентрации подбирают подходящий метод (титриметрический, кондуктометрический, колориметрический и т.д.).

Выполнение эксперимента.

С помощью мерных цилиндров в четыре сухие пронумерованные колбы наливают по 50 мл раствора уксусной кислоты следующих концентраций: 50 ммоль/л; 100 ммоль/л; 200 ммоль/л; 400 ммоль/л. В каждую колбу вносят одновременно по 1,0 г предварительно измельченного активированного угля. Содержимое колб перемешивают круговыми движениями в течение 20 мин, после чего фильтруют через сухие складчатые фильтры. Первую порцию фильтра объемом 5 мл в каждом случае отбрасывают. Из каждого фильтрата пипеткой отбирают пробу для титрования (объем пробы для каждого из растворов указан в таблице). Отобранную пробу титруют раствором натрия гидроксида в присутствии фенолфталеина (2-3 капли). Результаты титрования записывают в таблицу 1.