Методические рекомендации к лабораторно-практическим занятиям по общей химии Федеральное агентство по здравоохранению и социальному развитию
|
|
Скачать 1.36 Mb.
|
|
^ Цель занятия: Сформировать системные знания о коллигативных свойствах разбавленных растворов; научиться использовать закон Вант-Гоффа для расчета соответствующих параметров разбавленных растворов, в том числе биологических жидкостей. Содержание занятия:
Вопросы, предлагаемые для обсуждения на занятии:
Лабораторная работа Выполнение демонстрационных опытов (в процессе обсуждения теоретического материала). ^ Осмометр вынимают из штатива. Затем, наклонив его в сторону боковой (широкой) трубки, через отверстие этой трубки с помощью пипетки заполняют исследуемым раствором сахара. Продолжая держать осмометр в наклоненном положении, боковую (широкую) трубку плотно закрывают пробкой так, чтобы в ней не оставалось пузырьков воздуха, а уровень раствора в капилляре был возможно ниже. Заполненный осмометр погружают в стакан с дистиллированной водой до нижнего уровня капилляра и закрепляют в штативе. Если в течение первых 30 минут высота раствора в капилляре не увеличится, заменяют осмометр. Через 1.5–2 часа от начала опыта (когда осмос прекратится) измеряют высоту подъема раствора в капиллярной трубке от поверхности воды в стакане. Осмотическое давление раствора рассчитывают по формуле: Росм. = h∙ ρ∙ g (Па) где: h – высота подъема раствора в капилляре (м); ρ– плотность исследуемого раствора (кг/м3); g – ускорение свободного падении я тела, (м/с2). Результаты опыта оформляют в виде таблицы, приводя подробный рисунок осмометра и расчет осмотического давления.
^ . В цилиндр наливают 150–200 мл раствора СиSО4 и бросают кристаллик К4[Fe(CN)6]. За счет реакции 2 CuSO4 + K4[Fe(CN)6] = Cu2[Fe(CN)6] + 2 K2SO4 на поверхности кристалла образуется сплошная пленка гексацианоферрата(II) меди, пропускающая воду, но задерживающая частицы солей. Вследствие равности концентраций внутри оболочки и вне ее вода начинает поступать внутрь «клетки». Оболочка растягивается и разрывается в самом слабом месте. На этом месте вновь возникает пленка из Cu2[Fe(CN)6], и так постепенно развивается вытянутая полость, очертаниями напоминающая водоросль или гидру. ^ . Берут 3 пробирки. В первую наливают из бюретки 3 мл дистиллированной воды, во вторую (пипеткой) 3 мл раствора хлорида натрия с массовой долей NaCl 0.2%, в третью (пипеткой) – 3 мл раствора хлорида натрия с массовой долей NaCl 0.9%; в каждую пробирку вносят по 2 капли крови и встряхивают. Через полчаса отмечают, в каких пробирках произошел гемолиз эритроцитов. Работу оформляют в виде таблицы.
Контрольные вопросы и задачи
а) фруктозы, ω = 2%, плотность 1.006 г/мл; б) сульфата натрия, ω = 16%, плотность 1.151 г/мл, α = 1; в) мочевины, С = 0.3 моль/л.
а) 5%-й водный раствор глюкозы (ρ = 1.08 г/моль); б) водный раствор, содержащий в 0.1 л раствора дезоксирибозу массой 1.34 г; в) раствор фруктозы с молярной концентрацией 0,303 моль/л; г) водный раствор карбоната калия с массовой долей К2СО3 0.7% и плотность 1.005 г/мл (αК2СО3 = 1).
а) 0.1 М раствора СаCl2 (αСаCl2 = 1) б) внутриклеточной жидкости, если состав раствора (моль/л): [Na+] =35; [K+] =115; [Ca2+] =5; [Clˉ] = 20; [HCO3ˉ] = 20; [H2PO4ˉ] = 100; [SO42-] =10. в) раствора, в 2 л которого содержится 90 г глюкозы (М =180 г/моль). Занятие 13. ^ закон рауля Цель занятия: Сформировать системные знания о коллигативных свойствах разбавленных растворов; научиться использовать закон Рауля для расчета соответствующих параметров разбавленных растворов, в том числе биологических жидкостей. Содержание занятия:
Вопросы, предлагаемые для обсуждения на занятии:
Контрольные вопросы и задачи
^ Цель занятия: Научиться составлять схему гальванического элемента, представлять электронные уравнения процессов, протекающих на электродах. Научиться определять рН исследуемых растворов. Содержание занятия:
Вопросы, предлагаемые для обсуждения на занятии:
Лабораторная работа Потенциометрическое определение рН исследуемого раствора при помощи стеклянного электрода При измерении рН растворов с помощью приборов «ЭВ-74», «рН-340», «рН-121» составляют гальванический элемент из стеклянного и хлорсеребряного электродов, погруженных в исследуемый раствор.   Схема гальванического элемента ^ (иономер ЭВ- 74) I. Включение прибора (его следует включить за 30 мин до начала работы). 1. Проверить заземление прибора – клемма на задней стенке прибора должна быть присоединена к линии заземления. 2. Нажать клавиши «t» и «-1÷19» на лицевой панели прибора. 3. Подключить прибор к сети 220 V с помощью шнура и включить тумблер «сеть» на лицевой панели прибора. При этом должна засветиться индикаторная лампочка. II. Подготовка гальванического элемента к работе – через 15 мин после включения прибора. 1. Получить у преподавателя исследуемый раствор. 2. Аккуратно приподнять вверх стаканчик с дистиллированной водой, в который опущены электроды и термометр, отвести в сторону поворотный столик – подставку и освободить электроды, опустив стакан вниз. 3. В чистый стакан налить до отметки исследуемый раствор и промыть им электроды, осторожно поднимая вверх стаканчик с раствором и стараясь при этом не касаться электродов. 4. Вылить из стаканчика исследуемый раствор, налить до отметки новую порцию его, ввести электроды в раствор, столик – подставку вернуть в начальное положение и поставить на него стакан. Электроды при этом должны быть погружены в раствор на 2 см. 5. Проверить подключение гальванического элемента к прибору «ЭВ-74»: штекер, которым заканчивается тонкий провод от вспомогательного электрода, должен быть подключен до упора в гнездо «всп» на задней стенке прибора, а штекер, которым заканчивается толстый кабель от измерительного электрода, подключен до упора в гнездо «изм», расположенное рядом с гнездом «всп». ^ 1. Проверить установку переключателя рода термокомпенсации на задней стенке прибора в положении «ручн». Такое включение необходимо при работе с растворами, имеющими комнатную температуру (20±10С). 2. Нажать клавишу малого диапазона «14÷19». 3. Ручкой « температура раствора» на лицевой панели установить по верхней шкале показывающего прибора (оцифровка 0÷100) температуру, соответствующую показаниям термометра, погруженного в исследуемый раствор. IV. Определение рН (его следует проводить через 10 мин после подготовки гальванического элемента к работе и все полученные данные сразу же внести в таблицу). 1. Нажать клавиши «анионы/катионы», «рН» и «-1÷19» на лицевой панели прибора. 2. По нижней шкале показывающего прибора (оцифровка -1÷19) найти и записать отсчет (рН ориентировочное). 3. Нажать клавишу одного из узких диапозонов рН (-1÷4; 4÷ 9; 9÷14; 14÷19), в пределах которого находится рН ориентир. Внимание! Дальнейшее определение и расчет рН исследуемого раствора проводят по-разному (п. 4 или п. 5) в зависимости от выбранного узкого диапазона. 4. Если нажата клавиша «-1÷4», то по верхней шкале прибора (оцифровка «-1÷4») находят отсчет с точностью до сотых долей единицы и записывают его (рНиссл.). Отключают узкий диапазон, нажав клавишу «-1÷19». Повторяют определение отсчета еще 2 раза, затем приглашают преподавателя к рабочему месту для проверки показаний прибора и результата работы 5. Если нажата одна из клавиш «4÷9», «9÷14», «14÷19», то по верхней шкале (оцифровка 0÷5) находят отсчет с точностью до сотых долей единицы и записавают его (рН1). Отключают узкий диапазон, нажав клавишу «1÷19». Повторяют определение отсчета еще 2 раза. Расчет рН исследуемого раствора (рНиссл.) выполняют по формуле: рНиссл. = рНнач. + рН1, где рНнач — значение рН, соответствующее началу выбранного узкого диапазона. Затем к рабочему месту приглашают преподавателя для проверки показаний прибора и результата работы. ^ 1. Отключить тумблер «сеть» на лицевой панели прибора, выключить прибор из сети. 2. Осторожно заменить в гальваническом элементе стаканчик с исследуемым раствором на стаканчик с дистиллированной водой, аккуратно приподняв стакан вверх и отводя в сторону столик–подставку. 3. Оформить отчет по работе. При оформлении работы: а) привести подробные схемы рисунков стеклянного и хлорсеребряного электродов, схему исследуемого гальванического элемента. б) Привести таблицу.
Контрольные вопросы и задачи
а) Mg | Mg2+|| Pb2+ | Pb б) Pb | Pb2+ || Cu2+ | Cu в) Сu | Cu2+ || Ag+ | Ag
^ Цель занятия: Приобрести теоретические представления о задачах и методах количественного анализа; усвоить содержание основных физико-химических величин, используемых в титриметрическом анализе и научиться правильно ими пользоваться; усвоить основные физико-химические понятия, используемые в титриметрическом анализе; научиться определять численный состав растворов кислот и оснований методом титрования и обрабатывать результаты эксперимента. Содержание занятия:
Вопросы, предлагаемые для обсуждения на занятии:
Теоретический материал к занятию Аналитическая химия — наука, предметом которой является разработка методов определения качественного и количественного состава всевозможных объектов, встречающихся в природе или изготовленных искусственным путем. Это могут быть минералы, почва, природные воды, воздух, искусственные материалы, ткани и органы растений и животных, пищевые продукты. Без знания состава различных тканей и сред живых организмов в норме и патологии невозможны ни понимание сущности протекающих в них процессов, ни диагностика многих заболеваний, ни разработка научно-обоснованных методов лечения. Ни одно лекарство не выпускается в продажу без анализа его качественного и количественного состава. Методы химического анализа используют также для контроля состояния объектов окружающей среды. Аналитическая химия состоит из двух частей: качественный анализ и количественный анализ. Качественный анализ используют для определения в изучаемом объекте отдельных химических элементов или химических соединений. Задачей количественного анализа является определение точного содержания химических элементов, их соединений в исследуемом объекте. Медицинскому работнику часто приходится работать со всевозможными растворами. Плазма и сыворотка крови, лимфа, внутриклеточная жидкость, желудочный сок — всё это разбавленные водные растворы различных веществ. Лекарства также часто применяют в виде растворов (для инъекций, микстуры). Если же они применяются в твердом виде, то учитывается их способность растворяться. Анализ растворов настолько удобен в экспериментальном отношении, что в большинстве случаев изучаемый образец стремятся перевести в растворенное состояние и анализировать полученный раствор. Задачей анализа растворов является определение их численного состава. Способы выражения численного состава растворов а) Массовая доля показывает, какую часть от общей массы раствора составляет масса растворенного вещества. Массовую долю допускается выражать в долях единицы, процентах, промилле (тысячная часть процента). Обозначение массовой доли – ω. Массовая доля рассчитывается как отношение массы растворенного вещества X к массе раствора и выражается в долях единицы, а умноженная на 100% – в процентах. Пример. Рассчитайте массовую долю (в долях единицы и процентах) сульфата натрия, если в растворе массой 400 г содержится Na2SО4 массой 20 г Решение: m(Na2SO4) 20 г ω(Na2SO4) = ————————— = ——— = 0.05; m(раствораNa2SO4) 400 г m(Na2SO4) 20 г ω%(Na2SO4) = ———————— × 100% = —— × 100% = 5%. m(раствораNa2SO4) 400 г б)^ � В курсе химии используется понятие «количество вещества». Единицей количества вещества является 1 моль. Моль — количество вещества, содержащее столько реальных или условных единиц, сколько атомов содержится в 0,012 кг (12 г) изотопа углерода-12 (12С). Обозначение количества вещества – n. Например, n(HСl) = 2 моль, n(NaOH) = 20 моль, n(Fe3+) =15 мкмоль . Отношение массы (m) вещества X к его количеству (n), называют молярной массой вещества X. Обозначение молярной массы М(Х):  Единица молярной массы 1 г/моль. Молярная концентрация С(Х) показывает количество вещества X (в молях), которое содержится в растворе объемом 1 л. Она равна отношению количества вещества к объёму раствора: n(Х) m(Х) С(Х) = —————— = —————————, моль/л. V(раствора) М(Х) × V(раствора) Пример. Рассчитайте молярную концентрацию раствора гидроксида натрия, если в растворе объемом 0.2 л содержится 0.04 моль NaOH. Решение. n(NaOН) 0,04 моль С(Х) = ———————— = ————— = 0.2 моль/л; V(раствора NaOН) 0.2 л в) Молярная концентрация эквивалента Молярное соотношение реагирующих веществ далеко не всегда равно 1:1, оно определяется стехиометрическими коэффициентами в уравнении реакции. Поэтому для удобства расчетов в химии используют понятие – химический эквивалент вещества, дающее возможность выразить количества реагирующих и образующихся веществ одинаковыми числами. ^ это некая реальная или условная частица, которая может присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим образом эквивалентна одному иону водорода в кислотно-основных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях. Например, в реакции (1): H2S + NaOH = NaHS + Н2О эквивалентом сероводорода будет одна молекула H2S (реальная частица), а в реакции (2): H2S + 2NaOH = Na2S + 2Н2О эквивалентом того же вещества будет ½ молекулы H2S (условная частица). Для реакции (3): 4Н2O2 + H2S = 4Н2O + H2SO4 эквивалентом сероводорода будет 1/8 молекулы H2S (условная частица), поскольку S-2 – 8 ē = S+6. Важным обстоятельством является то, что одно и то же вещество может иметь несколько эквивалентов. Определить эквивалент можно только исходя из конкретной химической реакции. Число, обозначающее, какая доля реальной частицы вещества X эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в данной окислительно-восстановительной реакции, называется фактором эквивалентности (fэкв.(X)). Фактор эквивалентности может быть равен или меньше единицы: fэкв.= 1/z где z – основность кислоты или кислотность основания в данной кислотно-основной реакции, число отданных или принятых электронов в окислительно-восстановительных реакциях. В первой реакции fэкв.(H2S) = 1, во второй реакции fэкв.(H2S) = ½, в третьей реакции fэкв.(H2S) = 1/8. В обменных реакциях без участия протона величина z равна суммарному заряду обменивающихся ионов (без учета знака заряда), z – всегда целое положительное число. В реакции: Al2(SО4)3 + 3Ва(ОН) 2 = 2Аl(ОН)3 + 3BaSO4 z = 2 (число ионов) × 3 (заряд иона) = 6 fэкв.(Al2(SO4)3) = 1/6 Поскольку эквивалент является реальной или условной частицей, то единицей его количества является моль. ^ вещества X равна произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества X. Обозначается M(l/z X) M(l/z X) = l/z × M(X). Единица молярной массы эквивалента 1 г/моль. Например, молярная масса эквивалента сероводорода в первой реакции равна молярной массе сероводорода и рассчитывается по формуле: M (l H2S) = l × M(H2S) = 1 × 34 г/моль = 34 г/моль; во второй реакции: M(½ H2S) = ½ × M(H2S) = ½ × 34 г/моль = 17 г/моль; в третьей реакции: M(l/8 H2S) = l/8 × M(H2S) = l/8 × 34 г/моль = 4,25 г/моль. ^ C(l/z X) показывает количество вещества эквивалента (в молях), которое содержится в 1 л раствора. C(l/z X) равна отношению количества вещества эквивалента в растворе к объему этого раствора. n(l/z Х) m(Х) С(l/z Х) = —————— = ——————————, моль/л. V(раствора) М(l/z Х) × V(раствора) Пример. В водном растворе объемом 0,5 л содержится серная кислота массой 2,45 г. Рассчитать молярную концентрацию эквивалента раствора серной кислоты, fэкв. (H2SO4) = ½. Решение. Расчет молярной массы эквивалента серной кислоты: M(½H2SO4) = ½ × M(H2SO4) = ½ × 98 г/моль = 49 г/моль. Расчет молярной концентрации эквивалента раствора серной кислоты: m(H2SO4) 2.45 г С(½H2SO4) = —————————————— = ——————— = 0.1моль/л. М(½H2SO4) × V(раствора H2SO4) 49 г/моль × 0.5 л Для перехода от одного способа выражения концентрации к другому можно воспользоваться соотношением: C(l/z Х) = z × C(X). Если фактор эквивалентности равен 1, молярная концентрация эквивалента вещества будет равна молярной концентрации. Во всех других случаях она всегда будет больше молярной концентрации во столько раз, во сколько раз эквивалент меньше реальной частицы. г)^ ) показывает количество вещества Х (в молях), которое содержится в растворителе массой 1 кг. Моляльность равна отношению количества вещества (в молях) к массе растворителя (в кг). n(X) m(X) b(X) = ——————— = ———————————, моль/кг. m(растворителя) M(X) × m(растворителя) |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям