Задесенец-ОбщХим (558616)
Текст из файла
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИИФедеральное государственное бюджетное образовательное учреждениевысшего профессионального образования«НОВОСИБИРСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»ФАКУЛЬТЕТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУКВВЕДЕНИЕ В ОБЩУЮ ИНЕОРГАНИЧЕСКУЮ ХИМИЮВопросы и задания1 курс, химическое отделениеНовосибирск2014Учебно-методическое пособие предназначено для студентов 1-го курсахимического отделения Факультета естественных наук.
В нем содержатсязадания для подготовки и проведения занятий по неорганической химии в1 м семестре. Помимо заданий, в пособии приведены краткиетеоретические сведения и методические указания к решению основныхтипов задач (расчет концентраций и способы приготовления растворов,нахождениестехиометрическихкоэффициентоввуравненияхокислительно-восстановительныхреакций,заданияпоосновамклассификации и номенклатуры неорганических и комплексныхсоединений, рассмотрение видов изомерии и термодинамическойустойчивости комплексных соединений). Пособие состоит из глав: 1)Способы выражения концентраций растворов; 2) Окислительновосстановительные реакции; 3) Задания к коллоквиуму по классификациии номенклатуре неорганических соединений; 4) Комплексные(координационные) соединения.СоставительЗадесенец А.В.Учебно-методическое пособиеразработано в рамках Программы развития НИУ-НГУ© Новосибирский государственныйуниверситет, 2014ОГЛАВЛЕНИЕ1.
Расчет концентрации ................................................................................... 41.1. Концентрация раствора .................................................................. 41.2. Приготовление растворов ............................................................... 51.3. Задания .............................................................................................. 91.4. Ответы ...........................................................................................
112. Окислительно-восстановительные реакции (ОВР).............................. 122.1. Степень окисления.......................................................................... 122.2. Окислительно-восстановительная реакция ................................
132.3. Классификация ОВР ....................................................................... 142.4. Метод электронного баланса ....................................................... 162.5. Метод полуреакций ........................................................................ 242.6. Метод элементного баланса ......................................................... 262.7. Составление уравнений ОВР ......................................................... 282.8.
Влияние условий на направление ОВР ........................................... 302.9. Задания ............................................................................................ 373. Номенклатура неорганических соединений .......................................... 393.1. Задания и вопросы .......................................................................... 414.
Комплексные соединения .......................................................................... 434.1. Основные термины и понятия ...................................................... 434.2. Изомерия координационных соединений ...................................... 454.3. Образование и диссоциация комплексных соединений ................ 494.4. Задания и вопросы ..........................................................................
521. РАСЧЕТ КОНЦЕНТРАЦИИ.1.1. Концентрация раствораКонцентрация – отношение количества растворенного вещества кколичеству раствора (реже растворителя), – может выражатьсяразличными способами. В данном пособии будут рассмотрены три видаконцентраций:где ν1 – количество растворенного вещества (в(1.1) молях), V – объем раствора (в литрах),выражается в моль/л или М;молярная =1где m1 – масса растворенного компонента(1.2) (в граммах), m0 – масса всего раствора (вграммах); выражается в %;процентная% =10⋅ 100%где m2 – масса растворителя (в килограммах), ν1количестворастворенноговещества(1.3) –(в молях); выражается в моль/1000 г растворителя.моляльная=12Между собой эти величины соотносятся следующим образом:10% =1 ∙1%=1000(1.4)1000+1где ρ – плотность раствора (в г/мл илирастворенного компонента.кг/л), M1 – молярная массаРассмотрим связь между этими величинами подробнее:% =1⋅ 100% =01 ·100%1000·= ·1 ·101 ·1%10·(моль⁄кг растворителя) =1000С ·1000−1 ·1=· 100% ==>12=1 ·1· 100% =0 ·(г⁄л)10% = ∙1%1 ·1 ·100%0 ·1000·(кг⁄л)== ·1С ·1000С ·1000−С ··12==С ·0 −1=1000С ·1000−С ·1С ·−1==>С · (г)− 1=1000 =10001000+1Как можно видеть, для перевода молярной концентрации в процентнуюили моляльность необходимо также знать и плотность раствора.
Её можновычислить из дополнительных данных в задаче или найти в справочныхтаблицах. В них же можно увидеть, что в разбавленных водных растворах(обычно ≤1 М или ≤10%) плотность незначительно отличается от4плотности чистой воды, и поэтому при оценке концентрации этимотличием можно пренебречь, приняв ρ = 1. Особое внимание при переводевеличин следует уделить размерности всех параметров, принесогласованностикоторыхнужновводитьсоответствующиекоэффициенты.Пример 1.1.Масса 500 мл раствора соляной кислоты c концентрациейкатионов [H+] = 1.5 М составляет 512 г. Найти еёконцентрацию и выразить различными способами.Решение.Поскольку HCl – сильная кислота, CM(HCl) = [H+] == 1.5 М.
Другую пару концентраций найти можно двумя путями:напрямую или переводом из одной из известных концентраций черезплотность.1 Способ: Для нахождения C% недостает значения m1. = ν·MHCl, ν = CM·V[л].Следует заметить, что в условии задачи объем приведен в мл, поэтомуν = CM·V/1000 = 0.75 моль; тогда m1 = 0.75·36.5 = 27.4 г.C% = 27.4/512·100% = 5.4%. Для моляльности находим m2 = m0 – m1 == 0.485 кг. μ = 1.55 моль/1000 г воды.2 Способ: Находим плотность: ρ = 512/500 = 1.024 г/мл.
Из уравнения (1.4)находим % = 1 ∙1%Пример 1.2.Оценить молярную концентрацию 5% раствора гидроксиданатрия.Для оценки концентрации разбавленного раствораРешение.10= 5.35%; =принимаем ρ ≈ 1г/мл. =10% 1 ∙1%=10001000− 110·5·140·1=1.55 моль/1000 г воды.= 1.25 М.1.2. Приготовление растворов. Приготовить раствор даннойконцентрации возможно тремя путями: растворить навеску вещества визвестном объеме воды, разбавить (или упарить) раствор известнойконцентрации или смешать два раствора известной концентрации.1.2.1. Приготовление раствора путем растворения навесок твердыхвеществ сводится к вычислению двух параметров: массы растворяемоговещества и объема/массы растворителя.Если растворяемое вещество представляет собою кристаллогидрат, топри его растворении гидратная вода переходит в раствор.
Поэтому массакристаллизационной воды должна быть включена в общую массурастворителя, а не в массу соли.5Масса же соли, наоборот, при расчете процентной концентрации поуравнению (1.2) должна состоять только из массы безводной соли.При решении обратной задачи – вычислении массы навескикристаллогидрата – масса гидратной воды снова должна быть отдельнорассчитана и добавлена к массе безводной соли.всей водыраствора = безводной соли + гидратной воды + добавленной воды (1.5)кристаллогидратаПример 1.3.20 г кристаллического сульфата хрома Cr2(SO4)3·18H2Oрастворили в некотором количестве воды, плотностьраствора составила 1.318 г/мл, концентрация ионовхрома(III) – 1.68 моль/л. Определить процентнуюконцентрацию вещества и количество взятой воды.Решение.Большинство солей являются сильными электролитами, т.е.при растворении полностью распадаются на ионы, в нашем случае – 2 Cr3+и 3 SO4−.
Исходя из этой стехиометрии, концентрация соли в два разаменьше концентрации Cr3+, CM = 1.68/2 = 0.84 моль/л. Зная плотность,находим по уравнению (1.4) C% = 0.84·392.2/(10·1.318) == 25% (для безводной соли). Содержание безводной соли вкристаллогидрате ω == M(Cr2(SO4)3)/M(Cr2(SO4)3·18H2O) = 0.547, отсюдаm(Cr2(SO4)3) == ω·m(Cr2(SO4)3·18H2O) = 0.547·20 = 10.9 г, которыесоставляют 25% массы раствора. Тогда m(раствора) = 10.9/0.25 = 43.6 г, аводы было взято m(H2O) = 43.6 − 20 = 23.6 г.Пример 1.4.Какое количество глауберовой соли (Na2SO4·10H2O) и водытребуется взять для приготовления 1 л её 20% раствора(ρ=1.189 г/мл)? Рассчитать молярную концентрацию этогораствора.Решение.Масса всего раствора m = ρV = 1189 г.
20% – этосодержание безводной соли, следовательно, m(Na2SO4) = 1189·0.20 = 237.8г. ν(Na2SO4·10H2O) = ν(Na2SO4) = m/M = 237.8/142 = 1.675 моль.m(Na2SO4·10H2O) = 1.675·322.2 = 539.7 г. Тогда масса воды, которуютребуется взять m(H2O) = m(р-ра) − m(Na2SO4·10H2O) = 649.3 г.Молярная концентрация CM = 1.675/1 = 1.675 моль/л.61.2.2. Другим способом приготовления раствора нужнойконцентрации является разбавление более концентрированного растворарастворителем или более разбавленным раствором. В общем случаеконечная концентрация является средним арифметическим взвешенным отначальных концентраций: =1 1 +2 21 +2% =(1.6)%1 10 +%2 2010 +20(1.7)Случайсразбавлениемчистымрастворителемможнорассматривать как частный, где второй член в числителе равен нулю (С2 =0).Пример 1.5.Смешали 2 М и 0.5 M растворы хлорной кислоты HClO4 вобъемном соотношении 1:2.
Какова молярная и процентнаяконцентрации получившегося раствора?Решение.Молярную концентрацию конечного раствора можновычислить, подставляя в (1.6) вместо объемов коэффициенты из данного взадаче соотношения (1:2): CM = (2·1 + 0.5·2) / (1+2) = 1 М. Раствор явноразбавленный, поэтому C% можно найти, приняв плотность за 1:C% ≈ 1·100.5/10 = 10.1%.1.2.3. При расчете соотношений объемов/масс смешиваемых растворовтакже удобно применять правило креста.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
