Материал: Химия Часть 3

Вариант №11

1. Рассчитать, сколько г глюкозы С₆Н₁₂О₆ следует растворить в 250 мл воды, чтобы:

а) понизить температуру кристаллизации раствора на 1,5⁰С;

б) повысить температуру кипения раствора на 0,25⁰С.

2. Определить температуру, при которой должен находиться раствор, содержащий 0,35 моль неэлектролита в 1 л раствора, чтобы быть изотоничным раствору, содержащему при 20⁰С 6,2 г этилен-гликоля в 250 мл раствора.

3. Температура кипения раствора, содержащего 13 г камфоры (неэлектролит) в 400 г диэтилового эфира, составляет 34,95⁰С. Вычислить молярную массу камфоры и осмотическое давление раствора при 5⁰С, если _р-ра  1 г/мл.

Вариант №12

1. Найти массу AgNO₃ в 50 мл воды, если известно, что данный раствор кристаллизуется при 0,372⁰С, а = 60%.

2. Вычислить, при какой температуре осмотическое давление раствора, содержащего 36 г глюкозы в 1 л, достигнет 520 кПа.

3. При 20⁰С осмотическое давление раствора, содержащего 1,2 г неэлектролита в 200 мл водного раствора, составляет 243,18 кПа. Вычислить молярную массу неэлектролита, температуру кипения и температуру кристаллизации раствора, если _р-ра  1 г/мл.

Вариант №13

1. В равных объемах воды растворены одинаковые массы сахаро-зы (М = 342 г/моль) и альбумина (М = 68000 г/моль). Определить, какой из растворов кристаллизуется при более низкой температуре.

2. В равных объемах бензола растворены одинаковые массы нафталина (C₁₀H₈) и антрацена (C₁₄H₁₀). Определить, как и во сколько раз отличаются значения осмотического давления этих растворов.

3. Определить, изотоничны ли водные растворы хлорида кальция с C(СаСl₂) = 0,1 моль/л (= 100%) и водный раствор мочевины, который кристаллизуется при0,558⁰С.

Вариант №14

1. Вычислить температуру кипения и температуру кристаллиза-ции раствора, содержащего 500 г этиленгликоля (C₂H₆O₂) в 4 л воды.

2. Определить, что произойдет с клеткой, осмотическое давление внутри которой 2,5 атм, если ее поместить в раствор карбоната натрия с (Na₂CO₃) = 10% ( = 1,06 г/мл,  = 75%) при 17⁰C.

3. Раствор, содержащий 3,24 г серы в 40 г бензола, кипит на 0,81⁰С выше, чем чистый растворитель. Определить молекулярную формулу серы.

Вариант №15

1. Рассчитать температуру кипения и температуру кристал-лизации водного раствора сульфата меди с (CuSO₄) = 0,8%, если  = 40%.

2. При одной и той же температуре раствор, содержащий 3,7 г глюкозы в 0,5 л раствора, изотоничен раствору мочевины. Найти массу мочевины в 1 л раствора.

3. Раствор, содержащий 42 г неэлектролита в 420 г воды, кипит при 100,25⁰С. Определить молярную массу растворенного вещества и осмотическое давление раствора при 35⁰С, если _р-ра = 1,1 г/мл.

Вариант №16

1. Вычислить температуру кипения и температуру кристаллиза-ции раствора, содержащего 1 г нитробензола (C₆H₅NO₂) в 10 г бензола.

2. Определить, будут ли при одинаковой температуре изото-ничны растворы сахара (С₁₂Н₂₂О₁₁) и глюкозы (С₆Н₁₂О₆), с концен-трациями, равными, соответственно, 0,5 моль/л и 30 г/л.

3. Раствор, содержащий 4,11 г KNO₃ в 100 мл воды, кипит при 100,398⁰С. Рассчитать (KNO₃) и осмотическое давление раствора при 18⁰С, если _р-ра = 1,05 г/мл.

Вариант №17

1. Вычислить температуру кипения и температуру кристаллиза-ции раствора, содержащего 15 г хлороформа (CHCl₃) в 400 г диэтилового эфира.

2. Рассчитать осмотическое давление раствора пировиноградной кислоты с концентрацией 0,025 моль/л при 25⁰С, если = 2,5.

3. В равных объемах воды растворены 0,5 моль СаСl₂ и 0,2 моль сахара (С₁₂Н₂₂О₁₁). Найти кажущуюся степень диссоциации СаСl₂, если температуры кристаллизации обоих растворов одинаковы.

Вариант №18

1. Раствор, содержащий 2,5 г ДМСО ((CH₃)₂SO) в 90 г бензола кипит при 81,01⁰С, а кристаллизуется при 3,68⁰С. Найти K и E бензола.

2. Вычислить массу глюкозы в 1 л раствора, если известно, что при одинаковой температуре этот раствор изотоничен формалину, содержащему 1,5 г формальдегида в 0,5 л раствора.

3. Понижение температуры кристаллизации водного раствора, содержащего 1,5 г неэлектролита в 50 мл воды, составляет 0,93⁰С. Рассчитать молярную массу неэлектролита и осмотическое давление раствора при 22⁰С, если _р-ра  1 г/мл.

Вариант №19

1. Рассчитать массу KOH, которую следует растворить в 350 мл воды, чтобы:

а) понизить температуру кристаллизации раствора на 0,558⁰С;

б) повысить температуру кипения раствора на 0,156⁰С.

(KOH) = 90%.

2. Вычислить изотонический коэффициент для раствора электролита с молярной концентрацией 0,01 моль/л, если в 1 л этого раствора содержится 6,4510²¹ частиц (молекул и ионов) растворен-ного вещества.

3. Раствор, содержащий 2 г серы в 40 г бензола кристаллизуется при 4,5⁰С. Установить молекулярную формулу серы.

Вариант №20

1. Экспериментально установлено, что водные растворы этилен-гликоля с концентрациями 52,6% и 66% кристаллизуются, соответст-венно, при температурах 40⁰С и 65⁰С. Рассчитать значения температур кристаллизации этих растворов при помощи следствий из закона Рауля и объяснить причину наблюдаемых различий между теоретически рассчитанными и экспериментально измеренными значениями температур кристаллизации растворов.

На основании имеющихся данных сделать вывод: можно ли использовать 40% водный раствор этиленгликоля в качестве антифриза при 20⁰С?

2. При 20⁰С смешали два раствора неэлектролита: 1 л раствора с  = 400 кПа и 2 л раствора с  = 250 кПа. Вычислить осмотическое давление полученного раствора.

3. Раствор 2,13 г неизвестного вещества в 60 г бензоле не проводит ток и кристаллизуется при 4,25⁰С. Установить формулу вещества, если массовые доли элементов составляют: 50,69% углерода, 4,23% водорода и 45,08% кислорода.

БЛОК ИНФОРМАЦИИ

Буферные системы

Функциональное состояние живых организмов неразрывно связа-но с постоянством активной реакции среды тканей, органов и ряда биологических жидкостей (крови, слюны, желудочного сока и др.), определяемой водородным показателем (рН). Состояние кислотно-основного равновесия, соответствующее норме, называется протоли-тический гомеостаз. Смещение протолитического равновесия в кис-лую область (снижение рН) вызывает ацидоз, в щелочную (повыше-ние рН)  алкалоз. Возникновение этих отклонений может быть выз-вано разными причинами.

Например, в процессе метаболических превращений в клетках организма образуются кислоты (угольная, серная, фосфорная, молочная и др.) и основания (аммиак, азотистые основания). Выделе-ние этих веществ в количествах, превышающих допустимую норму, может привести к ацидозу или алкалозу.

В процессе тканевого дыхания в организме высвобождается большое количество углекислого газа. Транспорт СО₂ осуществля-ется кровью, которая представляет собой одну из важнейших внут-ренних сред организма и характеризуется определенным диапазоном колебаний рН – от 7,37 до 7,45 со средней величиной 7,38-7,40. Даже небольшие отклонения рН крови от нормы свидетельствуют о патологических нарушениях метаболизма. Величины рН крови ниже 6,8 и выше 7,8 несовместимы с жизнью.

Присутствие кислотных оксидов (таких как СО₂) может вызвать сдвиг значений рН раствора в область более низких значений, что в данном случае может привести к серьезным физиологическим нару-шениям. Действительно, вопреки распространенному мнению, дли-тельное пребывание человека в замкнутом пространстве приводит к удушью и гибели не из-за недостатка кислорода, а из-за избытка СО₂.

Однако, присутствие в крови допустимых концентраций кислот, оснований или углекислого газа не вызывает нарушений кислотно-основного гомеостаза. Это означает, что в организме присутствуют системы, способные поддерживать концентрацию ионов водорода на заданном уровне. Таких систем в организме человека три: дыхатель-ная система (легкие), выделительная система (почки) и комплекс буферных систем.

Действительно, от кислотных оксидов (CO₂) организм освобож-дается благодаря процессу дыхания, а нелетучие кислоты и основа-ния выводятся через почки с мочевыведением. Однако эти физиоло-гические процессы протекают медленно, быстрая же нейтрализация этих веществ и поддержание постоянства pH в норме осуществляется за счет физико-химических процессов, среди которых главная роль принадлежит протолитическим равновесиям в буферных системах биологических сред организма.

Типы буферных систем

Буферные системы (буферы) – это равновесные системы, способные поддерживать постоянство рН при разбавлении раствора или при добавлении к нему некоторого количества сильной кислоты или щелочи. Эта способность буферных систем называется буфер-ным действием. Растворы, содержащие одну или несколько буфер-ных систем называются буферными растворами. Интервал значений рН, в котором система проявляет буферные свойства, называется зоной буферного действия.

Буферные растворы применяются для сохранения активной реакции среды на определенном уровне, если тот или иной процесс (например, выращивание культуры бактерий, проведение фермента-тивной реакции и т.п.) должен быть проведен при постоянном значении рН.

Буферные системы могут быть двух типов. Некоторые примеры буферных систем и их характеристики приведены в таблице 1.

В биологических объектах буферные системы могут быть также образованы из ионов и молекул амфолитов, например, аминокислот-ные и белковые буферные системы.

В водных растворах -аминокислоты присутствуют в виде равно-весной смеси биполярного иона, катионной и анионной форм:

Таблица 1. Типы буферных систем.