Вариант 21

22.Определите изменение энтропии при плавлении 0,1 моля льда и при испарении этого количества воды, удельная теплота плавления 80 кал/г, удельная теплота испарения 539 кал/г.
34.Какие реакции называются реакциями второго порядка? Каким уравнением они описываются? Константа реакции омыления уксусноэтилового эфира едким натром равна 0,007. Вычислить концентрацию эфира через 15 минут после начала реакции. Исходная концентрация эфира равна 0,16 моль/л, реакция омыления эфира является реакцией второго порядка. Время выразить в секундах.
48.В процессе дыханий человечество выделяет в атмосферу 2,6•1014 л СО2 в год. Какую долю составляет это количество от усвояемого растениями в процессе фотосинтеза углекислого газа, если количество усвоенного растениями углерода составляет 25,1 млрд.т?
60. В ...

22.Определите изменение энтропии при плавлении 0,1 моля льда и при испарении этого количества воды, удельная теплота плавления 80 кал/г, удельная теплота испарения 539 кал/г.
34.Какие реакции называются реакциями второго порядка? Каким уравнением они описываются? Константа реакции омыления уксусноэтилового эфира едким натром равна 0,007. Вычислить концентрацию эфира через 15 минут после начала реакции. Исходная концентрация эфира равна 0,16 моль/л, реакция омыления эфира является реакцией второго порядка. Время выразить в секундах.
48.В процессе дыханий человечество выделяет в атмосферу 2,6•1014 л СО2 в год. Какую долю составляет это количество от усвояемого растениями в процессе фотосинтеза углекислого газа, если количество усвоенного растениями углерода составляет 25,1 млрд.т?
60. Вчем выражается аналогия между осмотическим давлением и давлением газов? Рассчитайте и сравните давление 1 моля газа, занимающего при 250С объем 1 л, и осмотическое давление 1 молярного раствора при той же температуре.
91.Как связана удельная электропроводность с эквивалентной электропроводностью? Что такое коэффициент электропроводности? Найти величину коэффициента электропроводности по данным таблицы (t = 250С).
Электролит Концентрация электролита Удельная электропроводность, Ом-•см-
KCl 0,1 н. 1,28•10-2
112. Что такое окислительно-восстановительные потенциалы? Как и для чего определяют окислительно-восстановительные потенциалы почв?
140.Каковы причины существования двойного электрического слоя мицеллы?
159.Что такое электрофорез? Как величина скорости электрофореза зависит от величины ζ-потенциала? Вычислить величину ζ-потенциала указанного ниже золя.
Диспер.фаза – диспер.среда Скорость перемещения частиц, см/с Градиент внешнего поля, В/см Диэлектрическая проницаемость Вязкость, Пуаз
Золото-вода 2,2•10-4 1 81 0,01
171.Опишите особенности коагуляции коллоидов смесью электролитов. От каких факторов зависит антагонизм и синергизм коагулирующего действия?
199.В чем сущность мембранного равновесия Доннана? Вычислите распределение электролита при мембранном равновесии по указанным ниже данным.
Концентрация коллоида Концентрация низкомолекулярного электролита
0,01 0,01

22.Определите изменение энтропии при плавлении 0,1 моля льда и при испарении этого количества воды, удельная теплота плавления 80 кал/г, удельная теплота испарения 539 кал/г.
34.Какие реакции называются реакциями второго порядка? Каким уравнением они описываются? Константа реакции омыления уксусноэтилового эфира едким натром равна 0,007. Вычислить концентрацию эфира через 15 минут после начала реакции. Исходная концентрация эфира равна 0,16 моль/л, реакция омыления эфира является реакцией второго порядка. Время выразить в секундах.
48.В процессе дыханий человечество выделяет в атмосферу 2,6•1014 л СО2 в год. Какую долю составляет это количество от усвояемого растениями в процессе фотосинтеза углекислого газа, если количество усвоенного растениями углерода составляет 25,1 млрд.т?
60. В чем выражается аналогия между осмотическим давлением и давлением газов? Рассчитайте и сравните давление 1 моля газа, занимающего при 250С объем 1 л, и осмотическое давление 1 молярного раствора при той же температуре.
91.Как связана удельная электропроводность с эквивалентной электропроводностью? Что такое коэффициент электропроводности? Найти величину коэффициента электропроводности по данным таблицы (t = 250С).
Электролит Концентрация электролита Удельная электропроводность, Ом-•см-
KCl 0,1 н. 1,28•10-2
112. Что такое окислительно-восстановительные потенциалы? Как и для чего определяют окислительно-восстановительные потенциалы почв?
140.Каковы причины существования двойного электрического слоя мицеллы?
159.Что такое электрофорез? Как величина скорости электрофореза зависит от величины ζ-потенциала? Вычислить величину ζ-потенциала указанного ниже золя.
Диспер.фаза – диспер.среда Скорость перемещения частиц, см/с Градиент внешнего поля, В/см Диэлектрическая проницаемость Вязкость, Пуаз
Золото-вода 2,2•10-4 1 81 0,01
171.Опишите особенности коагуляции коллоидов смесью электролитов. От каких факторов зависит антагонизм и синергизм коагулирующего действия?
199.В чем сущность мембранного равновесия Доннана? Вычислите распределение электролита при мембранном равновесии по указанным ниже данным.
Концентрация коллоида Концентрация низкомолекулярного электролита
0,01 0,01

λ = χV = χ/C, где
V – разбавление (или разведение) раствора; C – нормальная концентрация раствора, г-экв/л
Величина коэффициента электропроводности зависит от концентрации электролита и валентного типа. По мере разбавления эти различия постепенно исчезают. При работе с раствором сильного электролита необходимо вычислять коэффициент электропроводности по уравнению:
fλ = λ/λ0
λ0 вычисляют по закону Кольрауша λ0 = λ0(Kt) + λ0(An)
KCl является сильным электролитом.
Для сильных электролитов: fλ =  λ/λ0
С = 0,1 н. = 0,1 г-экв/л = 0,1 г-экв/дм3 = 0,0001 г-экв/см3
λ = χ/C = 1,28·10-2/0,0001 = 128 Ом-1·см2·г-экв-1
λ0 = λ0K+ + λ0Cl- = 73,50 + 76,35 = 149,82 Ом-1·см2·г-экв-1
fλ =  128/149,82 = 0,85
Ответ: 0,85
112. Что такое окислительно-восстановительные потенциалы? Как и для чего определяют окислительно-восстановительные потенциалы почв?
Окислительно-восстановительный потенциал— потенциал, возникающий на инертном (обычно платиновом) электроде, погруженном в раствор, содержащий одну или несколько обратимых окислительно-восстановительных систем. Другими словами, окислительно-восстановительный потенциал — мера способности химического вещества присоединять электроны.
Окислительно-восстановительный потенциал определяют электрохимическими методами с использованием стеклянного электрода с окислительно-восстановительной функцией и выражают в милливольтах (мВ) относительно стандартного водородного электрода в стандартных условиях.
В почве широко распространены окислительно-восстановительные процессы, имеющие большое значение в почвообразовании и плодородии почв.
Процессами окисления называются:
1) присоединение кислорода 2KNO2 + О2 → 2KNO3
2) отдача водорода НООС – СН2СН2 – СООН → НООС – СН = СН – СООН +Н2
3) отдача электронов без участия водорода и кислорода Fe2+ - e- → Fe3+
Обратные процессы объединяют в понятие «восстановление». Окислительные процессы широко развиты при явлениях превращения органического вещества в почве. Так, возможно окисление тирозина и других ароматических аминокислот в меланины; окисление смол и соединений непредельного ряда; окисление дубильных веществ, сахаров, аминокислот, белков и других соединений, входящих в состав растительных остатков. Гумификация — в целом процесс окислительный.
Большинство реакций окисления органических веществ почвы относится к группе необратимых. Обратимыми окислительно-восстановительными реакциями являются широко развитые в почве реакции окисления и восстановления железа ( Fe3+ + 1е = Fe2+ ), марганца ( Mn4+ + 2е →Mn2+) , азота (N5+ + 2е → N3+). В почве происходит окисление и восстановление кислорода и водорода (O+2е → O2- , Н – 1е → H+ , S6+ + 8е → S2-).
Основным окислителем в почве выступает молекулярный кислород почвенного воздуха, почвенного раствора. Поэтому развитие окислительно-восстановительных процессов в почвах тесно связано с условиями их аэрации и зависит от всех свойств почвы, определяющих состояние газообмена (структура, плотность, механический состав и др.), и прежде всего от влажности.
Окислительно-восстановительный потенциал почвы (ОВП) - количественная характеристика окислительно-восстановительного состояния почвы. Уровень ОВП отражает преобладание процессов окисления или восстановления; выражается в милливольтах (мВ) и измеряется потенциометрически при помощи электрода, погруженного во влажную почву.
 Он характеризуется следующим уравнением (мВ):
Еов = Ео + (RT/nF)1n[(окисл)/(восст)]
где R - универсальная газовая постоянная, Дж, Т — абсолютная температура, ТК; F - число Фарадея, Кл: n — число зарядов, переносимых одной частицей (ионом), (окисл) и (восст) - концентрация окислителей и восстановителей данной системы.
Чем выше концентрация окислителя, тем больше потенциал. Если активные концентрации окислителя и восстановителя равны, то отношение (окисл)/(восст) = 1 и тогда Еов = Ео
Потенциал системы, в которой активность окислителя и восстановителя одинакова и равна 1, называется нормальным потенциалом окислительно-восстановительной системы.
По величине ОВП можно судить о преобладании в почве окислительных или восстановительных процессов, условиях обеспечения корней растений кислородом и т. д. Благоприятное ОВ-состояние почвенной среды характеризует величина потенциала в пределах 450-700 мВ. Показатели в 250-300 мВ и ниже свидетельствуют о заметном развитии восстановительных процессов (возникают восстановленные формы соединений железа и марганца, образуются сульфиты и нитриты) и создании неблагоприятных для растений условий аэрации в почве, т.к. накапливаются токсические вещества. При глубоком анаэробиозе и господстве восстановительных процессов ОВП может достигать отрицательных значений (-100 мВ).
140.Каковы причины существования двойного электрического слоя мицеллы?
Причина возникновения двойного электрического слоя в мицелле связана с адсорбцией на поверхности частиц твердой фазы ионов из раствора. При этом лучше адсорбируются ионы одинаковые или изоморфные с ионами, входящими в частицу твердой фазы (правило Пескова—Панета-Фаянса). Таким образом, частица оказывается заряженной и к ней притягиваются ионы противоположного знака – образуется двойной электрический слой ионов.
В качестве примера разберем реакцию двойного обмена: AgNO3 + KI ↔ AgI + КNO3
Если взять исходные вещества в эквивалентных количествах, то в результате реакции образуется нерастворимый в воде иодид серебра, который выпадет в осадок и заряженных частиц AgI не образуется. Если взять избыток KI образуется гидрозоль AgI, имеющий коллоидную степень дисперсности и на поверхности коллоидных частиц AgI адсорбируются ионы I− и частица
становится заряженной отрицательно. При адсорбции ионов I− происходит достройка кристаллической решетки агрегата иодида серебра. Если взять избыток AgNO3, на поверхности коллоидных частиц AgI адсорбируются ионы Ag+ и частица заряжается положительно. В первом случае наружную обкладку ДЭС составляет ионы K+ , во втором - ионы NO3-.
Первая теория строения ДЭС была развита Гельмгольцем и Перреном; в их представлении двойной электрический слой подобен плоскому конденсатору, внутренняя обкладка которого находится в твердой фазе, а внешняя – в жидкости параллельно поверхности ядра на расстоянии порядка диаметра иона. Потенциал электрического поля внутри ДЭС φ в этом случае линейно уменьшается с увеличением расстояния от поверхности r (рис.А)
Гуи и Чепмен предложили другую модель, согласно которой противоионы, благодаря тепловому движению, образуют вблизи твердой поверхности ядра диффузную ионную атмосферу. Уменьшение электрического потенциала ДЭС φ с увеличением расстояния r в этом случае происходит нелинейно (рис.Б)
Предложенная Штерном модель строения ДЭС объединяет ранние модели, учитывая как адсорбцию противоионов, так и их тепловое движение. Согласно этой модели, являющейся в настоящее время общепринятой, часть противоионов находится на расстояниях порядка диаметра иона от поверхности ядра, образуя т.н. слой Гельмгольца (адсорбционный слой противоионов), а другая часть образует диффузный слой (т.н. слой Гуи). Потенциал диффузной части двойного электрического слоя называют электрокинетическим потенциалом (рис.В)
159.Что такое электрофорез? Как величина скорости электрофореза зависит от величины ζ-потенциала? Вычислить величину ζ-потенциала указанного ниже золя.
Диспер.фаза – диспер.среда
Скорость перемещения частиц, см/с
Градиент внешнего поля, В/см
Диэлектрическая проницаемость
Вязкость, Пуаз
Золото-вода
2,2·10-4
1
81
0,01
Если поместить золь в постоянное электрическое поле, то, как и в растворах электролитов, заряженные частицы будут двигаться к противоположно заряженным электродам: коллоидная частица с  адсорбированными на ней противоионами – в одну сторону, противоионы диффузного слоя – в другую. Сила, с которой электрическое поле действует на частицы и, следовательно, скорость движения частиц, будет пропорциональна ζ-потенциалу. Движение частиц дисперсной фазы в электрическом поле называется электрофорезом.
Скорость движения частиц дисперсной фазы при электрофорезе, а также скорость движения дисперсной среды при электроосмосе прямо пропорциональны напряженности электрического поля E и диэлектрической проницаемости дисперсионной среды ε и обратно пропорциональны вязкости среды η. Скорость движения частиц дисперсной фазы при электрофорезе U связана с величиной ζ-потенциала уравнением Гельмгольца-Смолуховского (К – постоянная, зависящая от формы частиц дисперсной фазы; для сферических частиц К = 6):
где ζ – дзета-потенциал (электрокинетический потенциал), В; U – линейная скорость электрофореза (2,2·10-4 см/с = 2,2·10-6 м/с), м/с; E – напряженность электрического поля (8,85·10–12 Ф/м); η – вязкость дисперсионной среды (0,01 Пуаз = 0,001 Па·с); ε – диэлектрическая проницаемость среды (для воды равна 81); Н - градиент напряженности внешнего поля (1 В/см = 100 В/м).
= 0,0306 В = 30,6 мВ
Ответ: 30,6 мВ
171.Опишите особенности коагуляции коллоидов смесью электролитов. От каких факторов зависит антагонизм и синергизм коагулирующего действия?
Действие смесей электролитов на коллоидные системы крайне специфично, и явления, ими вызываемые, не подчиняются какому-либо одному закону. При изучении указанных явлений следует исходить из электростатического взаимодействия между ионами в растворе на основа теории сильных электролитов Дебая и Гюккеля. В некоторых случаях на этот процесс накладываются параллельно идущие химические реакции комплексообразования, явление адсорбции ионов и происходящее при этом изменение - потенциала. Явление, противоположное антагонизму ионов, получило название синергизма; в этом случае требуется электролитов в смеси меньше для коагуляции, чем при аддитивном их действии.
В ряде случаев электролиты, находясь в смеси, действуют каждый соответственно своей коагулирующей способности. Действие смеси электролитов в этих случаях складывается из действий каждого электролита в отдельности. Такое действие электролитов наблюдается обычно в тех случаях, когда их ионы-коагуляторы имеют одинаковую валентность и не сильно отличаются друг от друга по степени гидратации.