- •Министерство здравоохранения и социального развития Российской Федерации
- •Тема : Способы выражения состава растворов. Приготовление растворов. Теоретический материал к занятию:
- •Формулы перехода от одних способов выражения состава раствора к другим
- •Тема: Способы выражения состава растворов. Приготовление растворов Решение задач
- •Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».
- •Тема: Количественный анализ. Теоретический материал к занятию:
- •Домашнее задание:
- •Задания для самостоятельной работы из «Сборника задач и упражнений по общей химии».
- •Лабораторная работа. Определение массы гидроксида натрия в растворе.
- •Тема: Принципы качественного анализа. Теоретический материал к занятию:
- •Лабораторная работа. Качественные и групповые реакции ионов.
- •Модуль №02.
- •Примеры решения типовых задач Пример 1
- •Пример 2
- •Пример 3.
- •Пример 4.
- •Пример 5.
- •Пример 6.
- •Пример 7.
- •Пример 8.
- •Пример 9.
- •Пример 10.
- •Для реакции
- •Пример 11.
- •Химическая термодинамика. Энергетика химических реакций.
- •Лабораторная работа. Определение стандартной энтальпии реакции нейтрализации.
- •Тема: Химическая кинетика. Теоретический материал к занятию:
- •Истинная скорость (в любой момент времени) определяется первой производной концентрации по времени:
- •Примеры решения типовых задач Пример 1
- •Определите порядок реакции
- •Пример 2
- •Пример 3
- •Пример 4
- •Пример 5
- •Для ответа на вопрос а) воспользуемся модифицированым уравнением:
- •Пример 6
- •Пример 7
- •Пример 8
- •Пример 9
- •Пример 10
- •Пример 11
- •Пример 12
- •Лабораторная работа. Определение кинетических характеристик реакции окисления йодид йонов пероксидом водорода. (Оценка практических навыков.)
- •Приготовление реакционной смеси.
- •Проведение измерений при комнатной температуре.
- •Проведение измерений при повышенной температуре.
- •Проведение измерений в присутствии катализатора.
Примеры решения типовых задач Пример 1
. Определение порядка реакций по кинетическим данным
Определите порядок реакции
NH4CNO(NH2)2CO,
исходя из следующих данных:
Исходная концентрация, со моль/л 0,10 0,20 0,40
Период полупревращения, t 0,5, час 19,15 9,45 4,62
Решение.Анализ приведенных данных показывает, что с увеличением исходной концентрации период полупревращения уменьшается, такой характер зависимости свойственен реакциям второго порядка.
Ответ: реакция второго порядка.
Пример 2
. Расчет скорости реакции по константе скорости и концентрации.
Константа скорости реакции Н2(г) + I2(г)2НI(г) при 714 К 0,111 л/(мольс).
В сосуд объемом 2 л ввели по 2 моль водорода и иода. Чему будет равна скорость реакции в тот момент, когда в реакционной смеси образуется 0,2 моль иодоводорода?
Решение. По условию задачи константа скорости реакции имеет единицы измерения [концентрация-1время-1]. Следовательно, реакция образования газообразного иодоводорода из простых веществ является реакцией второго порядка.
Кинетическое уравнение скорости реакции второго порядка имеет вид:
v= kc(H2)c(I2) |
Исходя из уравнения реакции, определим количество каждого реагента, необходимое для образования 0,2 моль иодоводорода.
Рассчитаем количество исходных реагентов, оставшееся к моменту времени, когда в реакционной смеси образуется 0,2 моль НI.
(Н2)вст=(I2)вст=0,5(НI)обр=0,1 моль.
(Н2)ост=(I2)ост=2 – 0,1=1,9 моль.
с(Н2)=с(I2)= 1,9:2=0,95 моль/л
Рассчитаем скорость реакции:
v= 0,111 л/(моль·с)·0,952моль2/л2= 0,1 моль/(л·с)
Ответ: 0,1 моль/(л·с).
Пример 3
Расчет периода превращения по кинетическому уравнению первого порядка.
Концентрация пестицида диурона в пробе воды с pH 7,0 была равна 0,07 ммоль/л. Через 2,5 месяца она стала вследствие протекающего гидролиза равна 0,05 ммоль/л. Вычислите период полупревращения реакции гидролиза диурона. Температура пробы поддерживалась постоянной (18 С).
Решение.При решении задачи основным является уравнение для константы скорости химической реакции первого порядка, записанное в виде:
1 cо
k = ln
t ct
Вычислив значение k по уравнению, определим период полупревращения вещества по формуле (3.2):
0,69
t 0,5=
k
Подставляя в выражение приведенные в условии задачи значения, вычислим:
1 0,07 ммоль/л
k = ln= 0,135 мес-1.
2,5 мес 0,05 ммоль/л
Тогда из выражения :
0,69
t 0,5== 5,1 мес.
0,135 мес-1
Ответ: 5,1 месяцев.
Пример 4
Расчет времени, необходимого для достижения заданной концентрации и концентрации реагента в заданный момент времени по кинетическому уравнению первого порядка.
Для проведения исследований были взяты равные массы двух радионуклидов: 137Cs и95Zr. Какая часть радионуклида137Cs останется к тому моменту, когда 99% радионуклида95Zr подвергнется распаду.
Решение.Для радионуклидов время, за которое в реакцию вступает половина исходного вещества, называется периодом полураспада(t0,5).При решении задачи воспользуемся уравнением для константы скорости химической реакции первого порядка, т.к. радиоактивный распад протекает по первому порядку:
1 cо
k = ln
t ct
Из уравнения (3.1) выразим:
1 cо
t = ln
kct
где t0,5- время, за которое распадается 99% радионуклида95Zr. Исходя из формулы, определим константу скорости химической реакции:
0,69
k =
t 0,5
где t 0,5- период полураспада95Zr (справочная величина, табл. 04.01)
Вычислим, какая часть радионуклида 137Cs останется к тому моменту, когда 99%95Zr подвергнется распаду.
По справочным данным t 0,5(95Zr) = 64 сут.; t 0,5(137Cs) = 30,17 года (табл. 04.01)
0,69
k (95Zr) == 1,1·10-2сут-1
64 сут-1
0,69
k (137Cs) == 0,023 года-1
30,17 года-1
Вычислим величину t, зная значение k (95Zr) :
1 100%
t = ln= 419 сут = 1,15 года
110-2сут-1 1%
Применяя уравнение в экспоненциальной форме, находим:
cо(137Cs) kt
= e
ct (137Cs)
cо(137Cs)
= e 0,023 года-1 115 года= 1,03
ct (137Cs)
ct (137Cs) = 0,97 или 97%.
Ответ: останется 97 %.