Загальна хімія: лабораторний практикум

В - 6. До 120г 24%-го розчину солі долили 122 мл води. Визначіть масову частку солі в одержаному розчині.

В - 7. Скільки води треба додати до 500г 25%-го розчину, щоб одержати 10%-ий розчин?

В - 8. Визначіть масову частку сульфатної кислоти в розчині після розбавлення, якщо до 50г 96%-ного її розчину долити 250 мл води.

В - 9. В 135,6г води розчинено 64,4 г солі Na₂SO₄ ^. 10 H₂O. Яка масова частка безводної солі в розчині?

В - 10. Скільки води треба додати до 500г 40%-го розчину нітратної кислоти для одержання 10%-го її розчину?

В - 11. Визначіть масову частку калій гідроксиду в розчині, якщо в 245 г води розчинили 25 г його.

В - 12. Скільки грамів барій хлориду необхідно розчинити в 750 г води для одержання 10%-го розчину?

В - 13. Яка масова частка натрій хлориду у розчині, одержаного при додаванні 400 мл води до 600 г 7%-го розчину?

В - 14. Скільки лугу і води необхідно взяти для приготування 200 г розчину з масовою часткою 15% ?

В - 15. До 300 г 15%-го розчину солі долили 200 г води. Визначіть масову частку солі в одержаному розчині.

13. ГІДРОЛІЗ СОЛЕЙ

(лабораторна робота)

Програмні питання

1. Реакції обміну в розчинах електролітів. Йонно-молекулярні рівняння.

2. Вода як електроліт. Йонний добуток води. Водневий показник.

3. Гідроліз солей.

Література

[3], [5], [13], [17]

Зразок картки контролю знань

1. Які з цих солей піддаються гідролізу:

Na₂SO₄, K₂CO₃, CuSO₄, Ba(NO₃)₂, (NH₄)₂S?

Напишіть для них молекулярні, повні та скорочені йонно-молекулярні рівняння реакцій гідролізу. Для кожного випадку вкажіть середовище (кисле, лужне, приблизно нейтральне) і рН (більше, менше чи приблизно рівне 7).



ХІД РОБОТИ

13.1 Гідроліз солей. Визначення pH середовища за допомогою універсального індикатора

В окремі пробірки всипте по декілька кристалів солей: алюміній хлориду, калій нітрату, натрій ортофосфату, амоній ацетату, натрій карбонату, плюмбум(ІІ) нітрату, натрій хлориду. У кожну пробірку прилийте по 5-6 крапель води і за допомогою універсального індикатора, користуючись відповідною шкалою, визначте pH кожного розчину.

Результати дослідів запишіть у колонці „Рівняння реакцій і висновки” у вигляді таблиці.

Розчини солей	рН
AlCl3 KNO3 Na3PO4 CH3COONH4 Na2CO3 Pb(NO3)2 NaCl

Які солі не гідролізують? Чому? Складіть молекулярні та йонно-молекулярні рівняння реакцій гідролізу солей, які гідролізують.

13.2 Гідроліз алюміній сульфіду

Налийте в пробірку 2-3 мл розчину алюміній хлориду і 2-3 мл розчину натрій сульфіду. Зверніть увагу на колір осаду, що утворився, та на запах газу, що виділяється. Алюміній сульфід, який утворюється в результаті реакції обміну, повністю гідролізує. Напишіть рівняння реакцій.



13.3 Зміщення рівноваги гідролізу

Налийте в пробірку 0,5 мл розчину бісмут(ІІІ) нітрату і поступово приливайте дистильовану воду. Що спостерігається? Чому? Складіть молекулярні та йонно-молекулярні рівняння реакцій гідролізу бісмут(ІІІ) нітрату (одним із продуктів реакції є бісмут(ІІІ)оксо нітрат BiONO₃). До осаду, що випав, додайте декілька крапель нітратної кислоти. Що спостерігається? Поясніть дослід, користуючись принципом Ле Шательє.

13.4 Вплив температури на гідроліз

Налийте в пробірку 1-2 мл розчину натрій ацетату і прилийте кілька крапель розчину фенолфталеїну. Нагрійте розчин в полум'ї пальника до кипіння. Що спостерігається? Охолодіть пробірку під струменем води. Поясніть результати досліду і напишіть молекулярне та йонно-молекулярне рівняння реакцій гідролізу натрій ацетату.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

Які з даних солей гідролізують? Напишіть молекулярні, повні та скорочені йонно-молекулярні рівняння реакцій гідролізу солей для вказаного варіанту. Вкажіть рН середовища.

В	Солі	В	Солі	В	Солі
1	Na2S ZnBr2 CH3COONH4 KNO3	6	Ba(CN)2 CuSO4 (NH4)2S KBr	11	NaNO2 MgSO4 Ba(NO3)2 (CH3COO)2Cu
2	Na2SO3 Fe2(SO4)3 (NH4)2CO3 CaCl2	7	Na3BO3 ZnSO4 CH3COONH4 BaCl2	12	NaI CoCl2 Na2CO3 Al2S3
3	CH3COOK NH4Cl CuCO3 NaClO4	8	KCN FeCl3 (NH4)2S BaCl2	13	K2SO4 Fe(NO3)3 Cr2S3 K2CO3
4	K2CO3 CuCl2 (NH4)2SO3 NaCl	9	K2S Cr(NO3)3 (CH3COO)2Zn NaNO3	14	Na2SiO3 BeCl2 BaI2 NH4CN
5	BaS AlCl3 (NH4)2CO3 KCl	10	Ba(NO2)2 NH4Br (NH4)2SO3 NaCl	15	Na2S FeSO4 NaClO4 (NH4)2S

14. РОЗЧИНИ

(семінарське заняття)

Програмні питання

1. Дисперсні системи. Класифікація дисперсних систем за ступенем дисперсності. Суспензії. Емульсії. Колоїдні розчини.

2. Сольватна теорія розчинів Д.І. Менделеєва. Розчинність. Розчинність газів, закон Генрі.

3. Способи вираження складу розчинів: масова частка, молярність, молярна концентрація еквівалентів, титр розчину. Вміти розв'язувати приклади на визначення концентрації розчинів, перехід від одного способу вираження концентрації до іншого, приготування розчину певної концентрації з розчину цієї ж речовини іншої концентрації.

4. Колігативні властивості розчинів. Закони Вант-Гоффа і Рауля.

5. Електролітична дисоціація. Ступінь дисоціації електролітів, його залежність від концентрації та температури. Сильні і слабкі електроліти. Константа дисоціації. Ізотонічний коефіцієнт.

6. Реакції обміну в розчинах електролітів, йонно-молекулярні рівняння. (На основі молекулярного рівняння вміти писати йонно-молекулярне і навпаки).

7. Дисоціація води, йонний добуток води. Водневий показник.

8. Гідроліз солей. (Вміти писати молекулярні, йонно-молекулярні та скорочені йонно-молекулярні рівняння реакцій гідролізу).

9. Добуток розчинності.

Література

[3], [5], [13], [17]

Зразок картки контролю знань

1. Скільки мілілітрів 7 н розчину H₃PO₄ необхідно взяти для приготування 600 мл 8%-го розчину густиною 1,05 г/см³?

2. Напишіть рівняння реакцій ступінчатої дисоціації H₂SO₃. Для кожного ступеня напишіть вираз константи дисоціації.

3. Складіть два молекулярних рівняння, які відповідають такому йонно-молекулярному рівнянню:

Pb(OH)₂ + 2H⁺ = Pb²⁺ + 2 H₂O

4. Визначіть рН розчину, в якому концентрація йонів ОН^- дорівнює 0,5·10^-9 моль/л.

5. Складіть молекулярні, повні та скорочені йонно-молекулярні рівняння реакцій гідролізу солей: а) К₂СО₃; б) Pb(CH₃COO)₂.

6. При 100є С тиск пари розчину, що містить 0,05 моля натрій сульфату в 450г води, дорівнює 100,8 кПа. Визначіть позірний ступінь дисоціації Na₂SO₄.

7. Для розчинення 1,16 г PbІ₂ необхідно 2 л води. Визначіть добуток розчинності солі.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

Завдання І

В - 1. У воді масою 200 г розчинили калій гідроксид масою 11,2г. Густина одержаного розчину 1,04 г/см³. Обчисліть молярну концентрацію цього розчину.

В - 2. Скільки грамів магній сульфату необхідно для приготування 200 мл 0,2 М розчину?

В - 3. Визначіть молярну концентрацію розчину, 650 мл якого містить 5,6 г калій гідроксиду.

В - 4. Яка маса HNO₃ в 2 л її 0,1н розчину?

В - 5. Визначіть молярну концентрацію розчину сульфатної кислоти з масовою часткою 44 %, густина якого 1,34 г/см³.

В - 6. Обчисліть масу калій хлориду, необхідного для приготування розчину цієї солі об'ємом 300 мл, молярна концентрація якого становить 0,15 М.

В - 7. Який об'єм 2 н нітратної кислоти можна приготувати з 50 л 100%-ної нітратної кислоти густиною 1,51 г/см³?

В - 8. Обчисліть об'єм 5 М розчину КОН, необхідного для приготування 0,6 М розчину об'ємом 250 мл.

В - 9. Густина 26%-го розчину КОН рівна 1,24 г/см³. Визначіть молярну концентрацію розчину.

В - 10. Скільки мілілітрів 0,5 М розчину барій хлориду можна приготувати із 24,4 г BaCl₂ ^. 2H₂O?

В - 11. Визначіть молярну концентрацію еквівалентів розчину алюміній сульфату, якщо у 200 мл його міститься сіль масою 11,4г.

В - 12. Скільки грамів H₃PO₄ необхідно для приготування

100 мл 0,02 н розчину?

В - 13. Визначіть молярну концентрацію розчину сульфатної кислоти з масовою часткою 10 %, густина якого 1,07 г/см³.

В - 14. У воді розчинили хлороводень об'ємом 2,8 л (н.у.). Об'єм розчину довели до 500 мл. Обчисліть молярну концентрацію розчину хлоридної кислоти.

В - 15. У воді масою 500 г розчинили калій сульфат масою 40г. Густина одержаного розчину 1,064 г/мл. Визначіть молярну концентрацію одержаного розчину.

Завдання ІІ

Напишіть рівняння реакцій ступінчатої дисоціації речовини А. Для кожного ступеня напишіть вираз константи дисоціації.

В	Речовина А	В	Речовина А	В	Речовина А
1	H2SO4	6	H3BO3	11	Sn(OH)2
2	Be(OH)2	7	Mg(OH)2	12	H2TeO4
3	H2SiO3	8	H3PO4	13	Bi(OH)3
4	Al(OH)3	9	Ca(OH)2	14	H2SeO3
5	H2S	10	H2CO3	15	Cr(OH)3

Завдання ІІІ

а) Визначіть рН розчину, якщо відома концентрація йонів Н⁺ чи ОН ^Ї.

б) Визначіть концентрацію йонів гідрогену, якщо відомий рН розчину.

а) б)

В	йони	конц., моль/л		В	рН
1	Н+	3,2·10-5		2	3,4
3	ОН-	2,05·10-2		4	5,8
5	Н+	5,6·10-3		6	,3
7	ОН-	4,3·10-7		8	9,4
9	Н+	2,1·10-8		10	14,5
11	ОН-	4,8·10-10		12	0
13	Н+	2,8·10-4		14	0,4
15	ОН-	7,4·10-1

Завдання IV

1. Обчисліть позірний ступінь дисоціації розчину калій сульфату, що містить 0,05 моля солі в 1000 г води, якщо розчин замерзає при tє = -0,225 єС (кріоскопічна константа води 1,86).

2. При 10 єС тиск пари розчину, що містить 10 г NaOH в 100 г води, дорівнює 1,15 кПа. Визначіть позірний ступінь дисоціації натрій гідроксиду.

3. Чи утвориться осад аргентум броміду при 25 єС, якщо змішати однакові об'єми розчинів аргентум нітрату та калій броміду, молярні концентрації яких однакові і становлять 0,005моль/л?

ДР (AgBr) = 6,3·10^-13

4. Для розчинення 1,0409 г SrSO₄ необхідно 10 л води. Визначіть добуток розчинності солі.

5. Обчисліть позірний ступінь дисоціації розчину натрій хлориду, що містить 1,5 г NaCl в 101,5 г розчину, якщо розчин замерзає при -0,9 єС (кріоскопічна константа води 1,86).

6. При 20 єС тиск пари розчину, що містить 20 г H₂SO₄ в 100 г води, дорівнює 2,05 кПа. Визначити позірний ступінь дисоціації сульфатної кислоти.

7. Чи утвориться осад плюмбум(ІІ) сульфіду, якщо змішати однакові об'єми плюмбум(ІІ) нітрату і натрій сульфіду, молярні концентрації яких однакові і становлять 0,001моль/л?

ДР(PbS) = 2,5·10^-27

8. Добуток розчинності Ag₂S становить 6,3·10^-50. Визначіть розчинність солі (в г/л).

9. Обчисліть позірний ступінь дисоціації розчину магній хлориду, що містить 1,4г MgCl₂ в 100 г води, якщо розчин замерзає при t = -0,7 єС. (кріоскопічна константа води 1,86).

10. При 30 єС тиск пари розчину, що містить 10 г натрій гідроксиду в 100 г води, дорівнює 3,96 кПа. Визначіть позірний ступінь дисоціації натрій гідроксиду.

11. Чи випаде в осад магній карбонат, якщо змішати рівні об'єми розчинів магній хлориду і натрій карбонату, молярні концентрації яких однакові і становлять 0,004 моль/л. ДР(MgCO₃)= 2,1·10^-5.

12. Для розчинення 2,72 г CaSO₄ треба 4 л води. Визначіть добуток розчинності солі.

13. Обчислити позірний ступінь дисоціації розчину кальцій хлориду, що містить 5 г солі в 100 г води, якщо розчин замерзає при t = - 2,4 єС. Ебуліоскопічна константа води 1,86.

14. При 30 єС тиск пари розчину, що містить 10 г H₂SO₄ в 110 г води, дорівнює 4,05 кПа. Визначіть позірний ступінь дисоціації сульфатної кислоти.

15. Добуток розчинності PbCl₂ становить 1,7·10^-5. Визначіть розчинність солі в г/л.

15. ВЗАЄМОДІЯ МЕТАЛІВ З КИСЛОТАМИ

(лабораторна робота)

Програмні питання

1. Електрохімічний ряд напруг металів. Знати продукти реакції взаємодії малоактивних і активних металів з розведеними і концентрованими

HCl, H₂SO₄, HNO₃.

2. Вміти складати рівняння реакції взаємодії металів з кислотами.

Література:

[1], [15], [18]

Зразок картки контролю знань

1. Складіть повні рівняння реакцій:

Mg + H₂SO₄(конц.)

Zn + HNO₃(розв.)

Pt + HCl(конц.)

Якщо можливі різні продукти відновлення, то назвіть їх, а повне рівняння складіть для одного випадку. Якщо реакція не відбувається - перекресліть стрілку.

ХІД РОБОТИ

15.1 Взаємодія міді з кислотами

В три пробірки покладіть по кусочку мідного дроту і долийте по 1 - 2 мл розведених кислот HCl, H₂SO₄, HNO₃. Ті пробірки, в яких реакція при кімнатній температурі не відбувається, підігрійте (обережно!). Запишіть спостереження та рівняння реакцій. Повторіть дослід з концентрованими кислотами, запишіть спостереження, складіть рівняння реакцій.

15.2 Взаємодія цинку з кислотами

В три пробірки покладіть по кусочку цинку і долийте по 1 - 2 мл розведених кислот HCl, H₂SO₄, HNO₃. Ті пробірки, в яких реакція при кімнатній температурі не йде, підігрійте (обережно!). Запишіть спостереження та рівняння реакцій. Повторіть дослід з концентрованими кислотами. Запишіть спостереження, складіть рівняння реакцій.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

Відповідно до варіанта запишіть можливі рівняння реакцій взаємодії металів з кислотами (притримуйтесь умови, поданої для зразка картки контролю знань і користуйтесь даними таблиці електрохімічного ряду напруг [5], с.412).

В	Рівняння реакції	В	Рівняння реакції
1	Be + HCl(к) K + H2SO4(к) Ba + HNO3(к	8	Zn + HCl(p Ba + HNO3(p Co+ H2SO4(к
2	In + H2SO4(p Mg + HNO3(p Cd + HCl(к	9	Al + H2SO4(p Bа + HCl(к Ca + HNO3(к
3	Pb + HNO3(к Mn + HCl(к Co + H2SO4(p)	10	In + H2SO4(к Mg + HCl(к) Au + HCl(p)
4	Hg + H2SO4(к) Ba + HNO3(p) Mg + HCl(p)	11	Be + HNO3(p) Cu + HCl(к) Mn + H2SO4(p)
5	Ga + HNO3(p) Al + HCl(к) Be + H2SO4(p)	12	Al + H2SO4(к) Co + HNO3(p) Sn + HCl(p)
6	Ni + HCl(к Na + HNO3(p) Pt + H2SO4(p)	13	Mn + HNO3(p) Zn + HCl(к) Cd + H2SO4(к)
7	Au + HCl(к) Co + H2SO4(к) Mn + HNO3(к)	14	R + H2SO4(к) Li + HNO3(p) Fe + HCl(к)
	15	Cd + HCl(p) Zn + H2SO4(к) Pb + HNO3(p)

16. ЕЛЕКТРОХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ

(лабораторна робота)

Програмні питання

1. Електродний потенціал. Рівняння Нернста. Ряд напруг.

2. Схема і принцип дії гальванічного елементу.

3. Корозія металів (уміти малювати схеми і писати електронні рівняння реакцій, які відбуваються при корозії гальванічних пар металів у розчині кислоти та у вологому повітрі).

4. Електроліз. Послідовність розряду йонів при електролізі. Електроліз з інертним анодом, з активним анодом, розплавів (уміти малювати схеми і писати рівняння реакцій, які відбуваються на електродах).

Література

[1], [2], [3], [5] [9], [19]

Зразок картки контролю знань

1. Намалюйте схеми процесів і складіть рівняння реакцій, що відбуваються при:

· електролізі водного розчину нікол(ІІ) сульфату з нікелевим анодом (з інертним анодом);

· корозії гальванічної пари Mg - Cd у розчині хлоридної кислоти (або у вологому повітрі).

ХІД РОБОТИ

16.1 Взаємодія металів з розчинами солей

Виходячи з набору реактивів: Zn, Cu, Sn, розчинів NаСl, Рb(NO₃)₂ , CuSO₄, ZnSO₄, СаС1₂ складіть рівняння можливих реакцій відновлення металів з розчинів солей. Дослідним шляхом переконайтеся в правильності рішення. Опишіть спостереження.

16.2 Гальванічний елемент

В один стакан, заповнений на 3/4 об'єму 1 М розчином цинк сульфату, опустіть цинковий електрод (цинкову пластинку), в другий стакан, заповнений на 3/4 об'єму 1 М розчином купрум(II) сульфату - мідний електрод. Розчини солей з'єднайте електролітичним ключем (трубка, в якій міститься загущений добавкою агар-агару або желатину розчин NaСl).

Струмовідвідні дротини від мідного і цинкового електродів приєднайте до гальванометру. Чим пояснюється відхилення стрілки гальванометру? Які йони і в якому напрямі рухаються в розчині? В якому напрямі переміщуються електрони в зовнішньому колі? Намалюйте схему гальванічного елементу. Складіть рівняння реакцій, які відбуваються на його електродах і сумарне рівняння реакції.

16.3 Вплив контакту металів на розчинення їх у кислотах

Візьміть два однакових кусочки цинку. Один з них омідніть, помістивши його на 2-3 хвилини в пробірку з 1-2 мл розчину мідного купоросу. У дві пробірки налийте по 2 мл розведеної хлоридної кислоти і вкиньте в одну кусочок омідненого цинку, а в другу - кусочок звичайного. В якій із пробірок виділяється водень? Поясніть спостереження. Намалюйте схему процесу і напишіть рівняння реакцій.

16.4 Корозія металів

Налийте в пробірку 5-6 мл води, додайте 2-3 краплини сульфатної кислоти і 2-3 краплини розчину калій гексаціаноферату(Ш) (червоної кров'яної солі), який є чутливим реактивом на Fe²⁺. Перемішайте, розділіть на дві пробірки. В одну пробірку опустіть цвях з цинковою обмоткою, в другу - цвях з мідною обмоткою. Поясніть явища, що спостерігаються. Намалюйте схеми процесів і напишіть рівняння реакцій.

16.5 Вплив захисної оксидної плівки на корозійну стійкість металів

Опустіть алюмінієві пластинки в пробірку з розчином купрум(II) сульфату і пробірку з розчином купрум(II) хлориду. Дайте пояснення явищам, які спостерігаєте. Напишіть рівняння реакцій.

16.6 Електроліз водного розчину натрій хлориду

На скляну пластинку покладіть клаптик фільтрувального паперу, на папір капніть 3-5 крапель розчину натрій хлориду і 2-3 краплі фенолфталеїну. Опустіть на змочену частину фільтрувального паперу струмовідвідні дротини електродів гальванічного елементу на відстані 1-2 мм одна від одної. Біля якого провідника з'являється малинове забарвлення? Напишіть рівняння реакцій, які відбуваються при електролізі водного розчину натрій хлориду.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

Завдання І

Намалюйте схему електролізу водного розчину речовин А і Б з інертними електродами та напишіть йонно-електронні переходи при цьому процесі:

В	А	Б	В	А	Б
1	Al(NO3)3	KOH	9	CH3COOK	CdCl2
2	Fe2(SO4)3	H2SO4	10	ZnCl2	KOH
3	FeCl2	KNO3	11	Sn(NO3)2	H2SO4
4	Ni(NO3)2	Na2SO4	12	Fe2(SO4)3	KNO3
5	Na2SO3	ZnCl2	13	AlCl3	Na2SO4
6	NH4Cl	Mg(NO3)2	14	Fe(NO3)3	ZnCl2
7	CuSO4	AlCl3	15	NiSO4	Mg(NO3)2
8	Cr(NO3)3	NiSO4

Завдання ІІ

Намалюйте схему процесу і складіть рівняння реакцій, які проходять при корозії металів А і С, що знаходяться в безпосередньому контакті і перебувають в розчині хлоридної кислоти:

В	А	C	В	А	C
1	Bi	Cd	9	Ni	Zn
2	Co	Sn	10	Mn	Pb
3	Pb	Ni	11	Ag	Fe
4	Al	Mn	12	Al	Cd
5	Bi	Mg	13	Pb	Zn
6	Cd	Ag	14	Ni	Cu
7	Co	Al	15	Sn	Mg
8	Ag	Fe

17. ЗАГАЛЬНІ ВЛАСТИВОСТІ МЕТАЛІВ. ОСНОВИ ЕЛЕКТРОХІМІЇ

(семінарське заняття)

Програмні питання

1. Методи одержання металів з руд.

2. Хімічні властивості металів: взаємодія з розчинами солей, водою, кислотами, лугами.

3. Електродний потенціал. Рівняння Нернста.

4. Водневий електрод, вимірювання електродних потенціалів. Ряд напруг.

5. Гальванічні елементи. Інші види хімічних джерел струму: акумулятори, паливні елементи.

6. Корозія металів, захист від корозії.

7. Електроліз. Послідовність розряду йонів при електролізі. Електроліз розплавів з інертним анодом, з активним анодом. Практичне застосування електролізу.

Література

[2], [3], [5] [9], [19]

Зразок картки контролю знань

1. У якого елемента, калію чи міді, сильніше виражені металічні властивості? Чому? Складіть електронні формули будови їх атомів.

2. Закінчіть рівняння тих реакцій, які відбуваються :

а) CaCl₂ + Nі

б) Al + NaOH

в) Zn + Н₂SO_4(конц.)

г ) Fe + H₂O

3. Складіть рівняння реакцій, які лежать в основі промислового способу одержання цинку з його сульфіду.

4. Намалюйте схему процесу і складіть електронні рівняння реакцій, які відбуваються при корозії гальванічної пари Cu-Mg у розчині хлоридної кислоти.

5. Які хімічні процеси проходять біля електродів при електролізі водного розчину натрій сульфату? Намалюйте схему і складіть електронні рівняння реакцій цього процесу.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

Завдання І

У якого елемента, А чи С, сильніше виражені металічні властивості? Чому? Складіть електронні формули будови атомів вказаних елементів.

В	А	С	В	А	С
1	Mg	Mn	9	Fe	Sn
2	Ni	Al	10	Ag	Mg
3	Zn	Bi	11	Zn	Cd
4	Cu	Fe	12	Pb	Co
5	Ni	Sn	13	Al	Fe
6	Pb	Fe	14	Sn	Cd
7	Mn	Zn	15	Mn	Ni
8	Cu	Al

Завдання ІІ

Намалюйте схему і напишіть рівняння реакцій, які проходять на електродах гальванічного елемента, складеного з металів А і С , опущених в розчини їх солей Д.

В	А	С	Д	В	А	С	Д
1	Mg	Mn	броміди	9	Fe	Sn	йодиди
2	Ni	Al	хлориди	10	Ag	Mg	нітрати
3	Zn	Bi	нітрати	11	Zn	Cd	сульфати
4	Cu	Fe	йодиди	12	Pb	Co	нітрати
5	Ni	Sn	сульфати	13	Al	Fe	хлориди
6	Pb	Fe	нітрати	14	Sn	Cd	броміди
7	Mn	Zn	броміди	15	Mn	Ni	сульфати
8	Cu	Al	хлориди

Приведіть схематичний запис даного гальванічного елемента, зазначте анод і катод. Розрахуйте стандартну напругу даного гальванічного елемента.

Завдання ІІІ

Запишіть рівняння нижчезазначених реакцій:

В	Рівняння реакції	В	Рівняння реакції
1	Hg + H2SO4(к) Mg + NaOH Zn + CuCl2 Ca + HNO3(p)	8	Pb + H2O Au + HNO3(p) Co + HCl(к) Na + CdSO4
2	Sr + H2SO4(к) Ca + H2O Mg + AgNO3 Pt + HCl(p)	9	Be + H2SO4(p) Pt + NaOH Ca + NiCl2 Bi + HNO3(к)
3	Co + HCl(p) Ba + HNO3(к) Ba + KOH Zn + HgSO4	10	Co + HCl(к) Sn + MgSO4 Mg + HNO3(p) Hg + H2O
4	K + H2SO4(k) Au + H2O Ni + HNO3(p) Fe + PbCl2	11	Ba + CrCl3 Ca + NaOH Fe + HNO3(p) Zn + H2SO4(p)
5	Cd + H2SO4(k) Pb + Zn(NO3)2 Mn + HCl(p) Ca + NaOH	12	Cd + HCl(p) Zn + H2SO4(k) Bi + H2O Sn + AgNO3
6	Al + NiSO4 Ba + H2O Bi + HCl(k) Li + HNO3(p)	13	Al + H2SО4(p) Co + HgCl2 Pb + KOH Br + HNO3(k)
7	Zn + KOH Fe + HCl(p) Al + NaOH +H2O Mg + AgNO3	14	Na + H2O Zn + HCl(p) Ba + Pb(NO3)2 Sn + NaOH +Н2О
	15	Ca + HNO3(p) Al + NaOH Ag + HCl(k) Sn + CuSO4

Завдання IV

Намалюйте схему процесу і складіть рівняння реакцій, які проходять при корозії металів А і С, що знаходяться в безпосередньому контакті і перебувають в розчині хлоридної кислоти та у вологому повітрі:

В	А	С	В	А	С
1	Ag	Zn	9	Fe	Cu
2	Cd	Mg	10	Ag	Mn
3	Sn	Cu	11	Zn	Co
4	Fe	Ni	12	Sn	Mg
5	Mn	Bi	13	Ni	Cu
6	Ag	Co	14	Sn	Cd
7	Al	Sn	15	Ni	Bi
8	Pb	Cd

Завдання V

Напишіть схему електролізу водного розчину речовини А з інертними електродами та складіть електронні рівняння реакцій даного процесі.



В	А	В	А	В	А
1	KOH H2SeO4 Ni(NO3)2	6	AlCl3 NiSO4 NaОН	11	CdSO4 КОН Pb(NO3)2
2	Na2SO4 ZnCl2 Mg(NO3)2	7	K2SO4 NaOH Ni(NO3)2	12	HNO3 K2SO4 NaCl
3	AlCl3 NiSO4 CdCl2	8	КОН Cd(NO3)2 Pb(NO3)2	13	Zn(NO3)2 MgCl2 Al(NO3)3
4	KOH H2SO4 KNO3	9	NaOH HCl NaNO3	14	Al2(SO4)3 Na2SO4 CdCl2
5	К2SO4 CuCl2 Ba(OH)2	10	ZnSO4 K2SO3 Ni(NO3)2	15	ZnCl2 NaOH NaNO3

18. ОСНОВИ ХІМІЧНОЇ ТЕРМОДИНАМІКИ

(семінарське заняття)

Програмні питання

1. Деякі основні поняття: система, термодинамічна система, види термодинамічних систем, параметри і функції стану, енергія, теплота і робота.

2. Перший закон термодинаміки, його математичний вираз для закритих і ізольованих термодинамічних систем. Внутрішня енергія і ентальпія.

3. Термохімічні рівняння. Стандартна ентальпія утворення сполук. Закон Гесса і наслідки із закону Гесса. (Уміти розв'язувати приклади на обчислення зміни ентальпії фізико-хімічних процесів).

4. Другий закон термодинаміки, його визначення. Самочинні процеси. Ентропія. Третій постулат термодинаміки. (Уміння розв'язувати приклади на обчислення зміни ентропії при фізико-хімічних перетвореннях).

5. Енергія Гіббса фізико-хімічних процесів. Енергія Гіббса - критерій самочинного протікання хімічних реакцій. (Уміти визначати ймовірність проходження хімічних процесів при різних температурах).

Література

[20], [21], [22], [23]

Зразок картки контролю знань

1. Другий закон термодинаміки (перший закон термодинаміки, ентропія і її властивості, вільна енергія Гіббса тощо).

2. При утворенні 8,10 г купрум(ІІ) хлориду із простих речовин (Cu i Cl₂) виділяється 13,4 кДж тепла. Обчислити ентальпію утворення CuCl₂.

(Варіанти: а) Визначити зміну ентропії 5,85г NaCl при нагріванні від 25 єС до 820 єС, якщо температура його плавлення (t_пл) 800 єС, молярна теплоємність до Т_пл становить 50,66 кДж/моль·К, а вище Т_пл - С_р = 66,46 кДж/моль·К. Теплота плавлення 30,18 кДж/моль; б) Ентальпія згоряння метанолу становить - 722 кДж/моль. Визначіть ентальпію його утворення, якщо , )

3. Для реакції: CaCO_3(к) = CaO_(к) + CO_2(г), користуючись даними довідника:

- обчисліть ?Нє і ?Sє хімічної реакції;

- зробіть висновок про термодинамічну можливість чи неможливість цієї реакції за стандартних умов і при 2000К;

- визначіть рівноважну температуру цього процесу.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

Завдання І

Для наведених рівнянь реакцій визначіть двома способами стандартну енергію Гіббса реакції. Ця реакція екзо- чи ендотермічна? Чи може відбуватись ця реакція при стандартних умовах?



В	Рівняння реакції
1	CO2(г) + H2 (г) = CO(г) + H2O(г)
2	CO2(г) + 4 H2 (г) = CH4 (г) + 2 H2O (p)
3	4 NH3(г) + 3 O2(г) = 2N2(г) + 6H2O(p)
4	4 NH3(г) + 5 O2(г) = 4NO(г) + 6H2O
5	2SO2(г) + O2(г) = 2SO3(г)
6	2H2S(г) + 3 O2(г) = 2SO2(г) + 2H2O(г)
7	CH4(г) + H2O(г) = CO(г) + 3H2(г)
8	C2H5OH(p) = C2H4(г) + H2O(г)
9	2CO2(г) + 2 H2O(г) = C2H4(г) + 3O2(г)
10	Ca(OH)2(k) + CO2(г) = CaCO3(k) + H2O(p)
11	2KCl(k) + 3O2(г) = 2KClO3(k)
12	NH4NO3(k) = N2O(г) + 2H2O(г)
13	2SnO2(k) = 2SnO(k) + O2(г)
14	4FeO(k) + O2(г) = 2Fe2O3(k)
15	Fe3O4(k) + H2(г) = 3FeO(k) + H2O(г)

Завдання ІІ

В-1. Під час відновлення 19,88 г купрум(II) оксиду воднем до купрум(І) оксиду виділяється 12,63 кДж.

Визначте ентальпію утворення Сu₂О(к), якщо:

?Н°_утв. (СuO) = -156 кДж/моль,

?Н° _утв. (Н₂О) = -286 кДж/моль.

В-2. Визначіть ступінь розкладу СаСО₃, якщо при термічному розкладі його наважки масою 20 г затрачається 30 кДж тепла.

?Н⁰_утв. (СаO) = -635 кДж/моль;

?Н⁰_утв. (СаСO₃) = -1206 кДж/моль;

?Н⁰_утв. (СO₂) = -393,5кДж/моль.

В-3. Яка кількість тепла виділиться внаслідок згоряння

336 дм³ водяного газу (суміш однакових об'ємів Н₂ і СО), взятого за нормальних умов?

(?Н⁰_утв. (Н₂О) = -286 кДж/моль;

?Н⁰_утв. (СО) = -110,6 кДж/моль;

?Н⁰_утв. (СО₂) = -393,8 кДж/моль).

В- 4. Визначте ?G°₂₉₈ реакції:

3 NiО_(к) + 2А1_(к) = 3 Nі_(к) + А1₂О_3(к)

?Gє₂₉₈ (NiO) = -211,6 кДж/моль,

?Gє₂₉₈ (А1₂О₃) = -1583,3 кДж/моль.

В-5. Реакція між хлором і йодоводнем відбувається за рівнянням :

С1₂ + 2НІ = І₂ + 2НС1

Якщо в реакції використано 1 л С1₂ (за н.у.), то виділяється 10,47 кДж тепла. Обчисліть тепловий ефект реакції.

В-6. Визначте зміну ентропії внаслідок плавлення 31,77 г міді. Температура плавлення міді дорівнює 1083 °С, теплота плавлення - 10 кДж/моль.

В-7. Визначте ?Gє₂₉₈ реакції:

2КС1О₃(к) = 2 КС1(к) + 3 О₂(г)

?Н°_утв.(КСlO₃)= -391,2 кДж/моль; Sє(КСlO₃)=143,0 Дж/моль·К; ?Н°_утв. (KCl)= -435,9 кДж/моль; Sє(KC1)=82,6 Дж/моль·К;

Sє(O₂) = 205,0 Дж/моль·К.



В-8. Реакція горіння метану відбувається за рівнянням:

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2 Н₂О; ?Н = -891,3 кДж.

Скільки тепла виділиться при згорянні 100 л метану за н.у.?

В-9. Визначте ?G°₂₉₈ реакції і покажіть, в якому напрямку можливий їхній перебіг за стандартних умов.

СаСО₃(к) = СаО(к) + СО₂(г),

?Нє_утв.(CaCO₃)= -1207,7кДж/моль; Sє(CaCO₃)=91,6Дж/моль·К;

?Нє_утв.(СаО)= -635,0 кДж/моль; Sє(CaO) = 39,7 Дж/моль·К; ?Н°_утв.(СО₂)= -393,8 кДж/моль; Sє(CO₂) = 213,8 Дж/моль·К.

В-10. Питома теплота плавлення заліза рівна 269,2 Дж/г. Температура плавлення його рівна 1539° С. Визначити зміну ентропії при плавленні 2 молів заліза.

В-11. Визначити ступінь розкладу МgСО₃, якщо при термічному розкладі наважки масою 8,4 г затрачено 8,8 кДж тепла.

?Н°_утв.(MgO) = -601,2 кДж/моль;

?Н°_утв.(MgCO₃) = -1096 кДж/моль;

?Н°_утв.(CO₂) = -393,5 кДж/моль.

В-12. Яка реакція термодинамічно можлива за стандартних умов:

а) 2 КС1(к) + Вr₂(г) = 2 КВr(к) + Сl₂(г),

б) 2 КВr(к) + С1₂(г) = 2 КС1(к) + Вг₂(г).

?G⁰₂₉₈ (КС1) = - 408,0 кДж/моль,

?G⁰₂₉₈ (КВг) = - 379,2 кДж/моль.



В-13. Визначте ?G°₂₉₈ реакції і покажіть, в якому напрямку можливий їхній перебіг за стандартних умов:

СuО(к) + С(гр) = Сu(к) + СO(г)

якщо ?G⁰₂₉₈ (CuO) = - 129,9кДж/моль,

?G⁰₂₉₈ (CO) = -137,2 кДж/моль.

В-14. При взаємодії 13,49 г А1 з надлишком сірки виділилось 127,2 кДж тепла. Визначте, скільки тепла виділиться при взаємодії трьох моль алюмінію з надлишком сірки.

В-15. Яку масу етену треба спалити, щоб нагріти 200 г води від 20 °С до 80 °С? (мольна теплоємність води

75,3 Дж/моль·К)

19. ЕЛЕКТРОХІМІЧНИЙ ЗАХИСТ МЕТАЛІВ ВІД КОРОЗІЇ

(лабораторна робота)

Програмні питання

1. Поняття про електродний потенціал. Подвійний електричний шар.

2. Рівняння Нернста.

3. Стандартний водневий електрод. Ряд стандартних електродних потенціалів.

4. Гальванічний елемент. Напруга гальванічного елемента.

5. Корозія металів. Механізм електрохімічної корозії.

6. Захист металів від корозії: металічні і неметалічні покриття, електрохімічний захист, зміна властивостей корозійного середовища, легування металів.

Література

[1], [5], [20], [22]

Зразок картки контролю знань

1. Які електрохімічні процеси відбуваються при корозії гальванічної пари Mn-Pb в нейтральному і кислотному середовищах?

2. Обчислити напругу елемента:

Mg/Mg²⁺//Zn²⁺/Zn при таких концентраціях солей: С(Mg²⁺)=1моль/л; С(Zn²⁺)=0,001моль/л.

Варіанти: а) які значення електродного потенціалу цинку будуть при концентраціях С(Zn²⁺)=0,1; 0,01; 0,001; 0,0001 моль/л; б) якою повинна бути концентрація солі цинку в розчині, щоб елемент Mg/Mg²⁺//Zn²⁺/Zn при концентрації С(Mg²⁺)=1моль/л створював напругу 1,60В ?

ХІД РОБОТИ

19.1 Вивчення протекторної дії різних металів.

У склянку налийте 150 мл дистильованої води і 10 крапель червоної кров'яної солі (K₃[Fe(CN)₆]). Розчин розмішайте і розлийте порівну у три циліндри. В кожен з них занурте металічний стрижень, попередньо зачищений наждачним папером, промитий водою і витертий фільтрувальним папером зафіксуйте у лапці штатива. Через деякий час (5-10хв.) на стрижнях з'являються сині плями. На стрижнях, захищених протектором, таких плям мало, або їх зовсім немає. Нарисуйте схеми корозії у кожному з випадків і напишіть відповідні рівняння електрохімічних процесів.

19.2 Вивчення радіусу дії протекторів.

У циліндр налийте розчин натрій хлориду, додайте декілька крапель червоної кров'яної солі і занурте в нього стальний стрижень, з'єднаний з тим металом, який у попередньому досліді проявив протекторну дію. Через 10-12 хвилин за допомогою лінійки визначте віддаль від місця контакту протектора із стрижнем до першої нижньої плями на ньому. Аналогічні досліди проведіть з розчинами натрій хлориду інших концентрацій, а також з дистильованою і водогінною водою. Результати вимірів запишіть у таблицю. Побудуйте графік залежності радіусу дії протектора (R) від концентрації натрій хлориду (С_NaCl). Зробіть і запишіть відповідні висновки.

№ розчинів	1	2	3	4	5	6
Розчин NaCl, %	0,1	0,2	0,3	1,5	дист. вода	водогінна вода
Радіус захисної дії протектора, R(мм)

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

Завдання І

Які електрохімічні процеси відбуваються у нейтральному (розчинений кисень у воді) і кислотному середовищах при корозії...