Home » ЗАНЯТТЯ № 5 (6 год

ЗАНЯТТЯ № 5 (6 год

22 Червня, 2024

ЗАНЯТТЯ № 5 (6 год.)

Тема 10. Колігативні властивості розчинів

МЕТА:

– розрахувати молярну масу речовини за законом Рауля і Вант-Гоффа.

– вивчити колігативні властивості розчинів неелектролітів.

Професійна орієнтація студентів

Існує численна кількість органічних речовин, які будучи діючими компонентами лікарських засобів, є неелектролітами, проте відіграють дуже важливу роль у фізіологічних процесах організму. Знання колігативних властивостей розбавлених розчинів неелектролітів дає можливість аналізувати такі явища як дифузія, осмос, тургор, плазмоліз, гемоліз, перехід речовин через біологічні мембрани, іонообмін в організмі, мембранна рівновага.

Осмос і осмотичний тиск грають важливу роль в процесах осморегуляції —сукупності фізико–хімічних і біологічних процесів, які забезпечують постійність осмотичного тиску міжклітинної рідини, крові, лімфи і розподіл води між тканинами і клітинами. Розрахунок осмотичного тиску використовують при виготовленні розчинів ліків для внутрішньовенного введення, а також очних крапель.

Методика виконання практичної роботи.

Тема №9 Приготування розчину із заданою концентрацією.

Прилади і реактиви: осмометр, хімічний стакан (500 мл), пробірки зі штативом, мірні піпетки, дистильована вода, розчин цукру, забарвлений фуксином, CuSO₄ (1М), K₃[Fe(CN)₆] (крист), Na₂SiO₃ (1M), NiCl₂(крист), CaCl₂ (крист), MnCl₂(крист), кров, NaCl (0,2%, 0,9%, 4%).

Робота 1. Спостереження осмосу.

Осмометр заповнюють розчином цукру, який є забарвлений фуксином і занурюють в посудину з водою. Відмічають початковий рівень розчину в осмометрі, а потім рівень розчину через 0,5 год. Поясніть явище, яке ви спостерігаєте.

Рис.1. Осмометр.

Підпишіть складові частини осмометра: 1.; 2. Запишіть величину h.

Робота 2. Одержання неорганічної напівпроникної мембрани.

В пробірку наливають 2 мл розчину сульфату купруму, додають кристали жовтої кров’яної солі (не перемішувати). Через 20 хв. відмітити результат досліду. Написати рівняння реакції і пояснити, яка сполука є напівпроникною мембраною.

Робота 3. Деревоподібні утворення.

В стакан наливають 5 мл розчину силікату натрію і вносять кристали NiCl₂, CaCl₂ і MnCl₂ (не перемішувати). Написати рівняння реакцій і вказати, які сполуки є напівпроникними мембранами.

Робота 4. Гемоліз і плазмоліз еритроцитів.

В три пробірки наливають:

1 пробірка

3 мл 0,2% р–н NaCl

3 краплі крові

2 пробірка

3 мл 0,9% р–н NaCl

3 краплі крові

3 пробірка

3 мл 4% р–н NaCl

3 краплі крові

Пробірки залишають у штативі на 15 хв. ( не перемішувати !).

Запишіть результати досліду, поясніть явища, які ви спостерігаєте.

Програма самопідготовки студентів

Тема 10. Колігативні властивості розчинів

Поняття про колігативні властивості розчинів. Залежність «властивість розчину – концентрація». Закони Рауля і Вант-Гоффа. Осмос і осмотичний тиск. Осмолярність розчинів. Концентраційні ефекти осмотичного тиску розчинів електролітів. Ізотонічний коефіцієнт. Гіпо-, гіпер- та ізотонічні розчини. Роль осмосу і осмотичного тиску в біологічних системах. Плазмоліз, гемоліз, тургор. Кріометрія, ебуліометрія, осмометрія та їх застосування.

Основні поняття

Гіпотонічний розчин

Гіпертонічний розчин

Ізотонічний коефіцієнт

Осмос

Осмотичний тиск

Осмолярність розчинів

Осмомерія

Плазмоліз

Гемоліз

Тургор

Кріометрія

Ебуліометрія

Зразки тестових завдань та ситуаційних задач.

1. Виберіть формулу, що характеризує тиск насиченої пари над розчином:

A. p = C∙R∙T

B. p = k∙Na∙C

C. p = k∙Na∙w

D. P = k∙Na

E. p = R∙T

2. Виберіть правильний вираз закону Рауля:

A. Δp =ν_B

B. Δp/p₀ =ν_B/(ν_A+ ν_B₎

C. Δp/p₀ = ν_A+ ν_B

D. Δp = ν_B_·ν_A

E. Δp/p₀ = ν_B_·ν_A

3. Перший закон Рауля звучить:

A. відносне зниження тиску насиченої пари розчину нелеткого електроліту дорівнює молярній концентрації розчиненої речовини

B. відносне зниження тиску насиченої пари розчинника над розчином нелеткого електроліту дорівнює масовій частці розчиненої речовини

C. відносне зниження тиску насиченої пари розчинника над розчином нелеткого електроліту дорівнює молярній концентрації еквівалентів розчину

D. відносне зниження тиску насиченої пари розчинника над розчином нелеткого електроліту дорівнює мольній частці розчиненої речовини

E. відносне зниження тиску насиченої пари неелектроліту дорівнює титру розчиненої речовини

4. Знайдіть правильний запис другого закону Рауля:

A. ΔT_кип=K∙C_m

B. ΔT_кип=E∙C_н

C. ΔT_кип=E∙C_М

D. ΔT_кип=E∙Т

E. ΔT_кип=E∙C_m

Відповіді на тести:

Тест 1. Відповідь D.

Тест 2. Відповідь В.

Тест 3. Відповідь D.

Тест 4. Відповідь E.

Домашнє завдання: 2, 14, 17.

1. Змішують 2 л О₂ та 4 л SO₂, взятих при однаковому тиску, рівному 100 кПа (750 мм рт.ст.); Об’єм суміші 6 л. Визначити парціальний тиск газів та суміші.

2. Скільки моль неелектроліту міститься в 1л розчину при 0°С, якщо його π_осм. = 1атм?

3. Змішують 3 л СО₂ з 4 л О₂ та 6 л N₂. До змішування тиск був відповідно 96, 108 та 90,6 кПа. Загальний об’єм суміші 10 л. Визначте тиск суміші.

4. Обчислити осмотичний тиск 25% розчину сахарози С₁₂Н₂₂О₁₁ при 15°С (густина розчину 1,105 г/см³).

5. Визначте, який об’єм аміаку можна одержати за н.у. з амоній хлориду, який викристалізується при охолодженні 800 г насиченого при 80⁰С розчину до температури 20⁰С. Розчинність солі при 80⁰С становить 65,5 г, а при 20⁰С – 37,2 г на 100 г води. Знайти осмотичний тиск розчину при 20⁰С (кПа);

6. При 20ºС осмотичний тиск розчину у 100 мл якого міститься 6,33 г гематину (барвник крові) рівний 243,4 кПа. Визначити молекулярну формулу, якщо відомий елементний склад у % гематину: С-64,6; Н-5,2; N-8,8; O-12,6; Fe-8,8.

7. Розчиненням 10 г гліцерину в 490 г води отримано розчин (r » 1,0 г/мл) для якого треба визначити:

а) молярну концентрацію розчину;

б) моляльну концентрацію розчину;

в) осмотичний тиск при 27⁰С (кПа);

г) температуру замерзання та температуру кипіння розчину;

д) відносне зниження пружності пари над розчином.

8. Розчиненням 61 г амоній сульфату 939 г води отримано розчин (r » 1 г/мл) для якого треба визначити:

а) молярну концентрацію розчину;

б) моляльну концентрацію розчину;

в) осмотичний тиск при 27⁰С (кПа);

г) температуру замерзання та температуру кипіння розчину;

д) відносне зниження пружності пари над розчином.

9. Розчиненням 106 г кальцинованої соди в 896 г води отримано розчин (r » 1,05 г/мл) для якого треба визначити:

а) молярну концентрацію розчину;

б) моляльну концентрацію розчину;

в) осмотичний тиск при 27⁰С (кПа);

г) температуру замерзання та температуру кипіння розчину;

д) відносне зниження тиску пари над розчином.

10. В 1л розчину міститься 1моль розчиненого неелектроліту. Чому рівний осмотичний тиск при 0°С?

11. Розрахувати осмотичний тиск розчину при 17°С, якщо 1л його розчину містить 18,4г гліцерину С₃Н₅(ОН)₃.

12. При температурі 21,8°С осмотичний тиск розчину цукру, який містить 68,4г С₁₂Н₂₂О₁₁ на 1л розчину, рівний 4,81атм. На основі цих даних розрахувати чисельно значення константи R в л×атм/град×моль.

13. Розрахувати π_осм. розчину хлориду натрію з масовою часткою 5,85% при 0°С. Ступінь дисоціації хлориду натрію 0,96, а r = 1,04г/мл.

14. Розрахувати π_осм. розчину глюкози з масовою часткою 5%, якщо t=27^ОС, r=1г/мл.

15. При 20ºС тиск насиченої пари води складає 3,166 кПа (23,75 мм рт,ст.). Найти при цій же температурі тиск насиченої пари над 5% водним розчином сечовини.

16. При 65⁰С тиск води рівний 2,5·10⁴ Па. Розрахуйте тиск насиченого пару над 5%-им розчином карбаміду CO(NH₂)₂ при тій самій температурі.

17. Який об’єм займуть за нормальних умов 120 мл азоту, зібраного над водою при 20ºС та тиску 100 кПа (750 мм.рт.ст)? Тиск насиченої пари води при 20ºС рівний 2,3 кПа.

18. Тиск пари розчину, який містить 27г неелектроліту в 108г води при 75°С рівний 270,1мм.рт.ст. Розрахувати молекулярну масу неелектроліту (р_о = 38500Па).

19. В 250г води розчинено 1,6г деякого неелектроліту. Точка замерзання розчину – 0,2°С. Розрахувати молекулярну масу неелектроліту.

20. 6,4г деякого неелектроліту розчинено в 100г ефіру (E = 2,10). Точка кипіння розчину 36,65°С. Чистий розчинник кипить при 35,65°С. Розрахувати молекулярну масу речовини, розчиненої в ефірі.

21. Розрахуйте при якій температурі повинен кристалізуватись розчин, що містить у 250 г води 54 г глюкози.

22. Розрахуйте молярну масу гліцерину, знаючи, що розчин містить 11,04 г гліцерину в 800 г води, і кристалізується при –0,279⁰С.

23. Розчин, що містить 8 г деякої речовини у 100 г діетилового ефіру, кипить при 36,86ºС. Визначте молекулярну масу розчиненої речовини.

24. Мають рівні об’єми двох розчинів. Вказати чи вони ізотонічні, якщо:

а) один з них містить 16г СН₃ОН, а другий 23г С₂Н₅ОН;

б) один з них містить 20г СН₃ОН, а другий 20г С₃Н₇ОН.

Як між собою відносяться осмотичні тиски у порівнюваних розчинах?

Студент повинен знати:

Способи вираження складу розчинів:
Розчини. Розчинність твердих речовин у рідинах.
Колігативні властивості розчинів. Закони Рауля і Вант-Гоффа
Осмос і осмотичний тиск. Осмомолярність розчинів.
Кріометрія, ебуліометрія, осмометрія та їх застосування.

Студент повинен вміти:

1. Вміти приготувати розчин заданої молярної та процентної концентрації.

2. Проводити перерахунок розчинів однієї концентрації в іншу концентрацію.

3. Визначати густину розчинів з допомогою ареометрів.

4. Охарактеризувати колігативні властивості розчинів.

Джерела інформації:

а) Основні:

Левітін Є.Я., Бризицька А.М., Клюєва Р.Г. Загальна та неорганічна хімія. – Вінниця: Нова книга, 2003. – 464 с.
Романова Н.В. Загальна та неорганічна хімія: Підруч. Для студ. вищ. навч. закл. –ВТФ «Перун», 2004. – 480 с.

3. Рейтер Л.Г. Степаненко О.М., Басов В.П. Теоретичні розділи загальної хімії: Навчальний посібник. – К.: Каравела, 2003. – 344 с.

4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая шк., 2003. – 743 с.

Загальна та неорганічна хімія: У 2-х ч./О.М.Степаненко, Л.Г.Рейтер, В.М.Ледовских, С.В.Іванов. – К.: Пед. Преса, 2002.– Ч. І.– 520 с.
Каличак Я.М., Кінжибало В.В., Котур Б.Я. та ін. Хімія. Задачі, вправи, тести: Навчальний посібник. – Львів: Світ, 2001. – 176 с.
Державна Фармакопея України / Державне підприємство «Науковий-експертний фармакопейний центр». – 1-е вид. – Харків: РІРЕГ, 2001.– 556 с.
www.tdmu.edu.te.ua/education.php.