- •З а н я т и е n 1
- •Правила работы в химической лаборатории. Понятие химического эквивалента. Способы выражения состава растворов.
- •2. Цель занятия:
- •Закон эквивалентов
- •Способы выражения состава растворов
- •V м(х) . V
- •1000 . Т (х)
- •Учебно-исследовательская работа n 1 Растворы. Способы выражения состава растворов.
- •Расчет ошибок определения
- •Материалы для самоподготовки студентов:
З а н я т и е n 1
ТЕМА: Вводное занятие. Введение в практикум.
Правила работы в химической лаборатории. Понятие химического эквивалента. Способы выражения состава растворов.
1. ЗНАЧИМОСТЬ ИЗУЧАЕМОЙ ТЕМЫ: Понятие эквивалента имеет большое значение в химии. Оно является основой одного из законов химии - закона эквивалентов. Эквивалентами соединений пользуются для выражения концентрации растворов, применяемых в количественном анализе.
Врач широкого профиля должен обладать знаниями основ современной теории растворов, так как многие важные биохимические процессы в тканях живых организмов протекают в растворах, большинство лекарственных средств применяется в виде растворов. Кроме того, современная теория электролитов служит научной основой для изучения электролитного баланса человеческого организма и выяснения последствий его нарушения.
2. Цель занятия:
1) ознакомить с задачей практикума, его содержанием и организацией, с правилами работы в химической лаборатории и техникой безопасности.
2) приобрести навыки работы с мерной посудой.
3) уметь производить расчеты и готовить растворы заданной концентрации, исходя из индивидуальных веществ или более концентрированных растворов.
3. ЗАДАЧИ: после изучения темы
а) студент должен знать:
- содержание, организацию, цели и задачи практикума по общей химии;
- правила работы в химической лаборатории и технику безопасности;
- понятие о химическом эквиваленте, эквивалентной массе;
- формулировку закона эквивалентов и его математическое выражение;
- формулы для вычисления эквивалентных масс сложных веществ;
- понятие о растворах и способы выражения состава растворов:
а) массовая доля вещества;
б) молярная концентрация;
в) молярная концентрация эквивалента;
г) моляльная концентрация;
д) титр;
е) мольная доля.
б) студент должен уметь:
- выполнять расчеты по уравнениям химических реакций на основе закона эквивалентов;
- определять фактор эквивалентности и молярную массу эквивалента;
- производить расчет по нахождению концентрации растворенного вещества в определенном объеме или массе раствора, или растворителя;
- выполнять расчет по приготовлению растворов заданной концентрации.
в) приобрести практические навыки:
- работы с мерной посудой;
- по приготовлению растворов заданной концентрации, исходя из индивидуальных веществ или более концентрированных растворов.
ОСНОВНЫЕ ВОПРОСЫ ТЕМЫ:
1. Понятие об эквиваленте. Закон эквивалентов. Фактор эквивалентности.
2. Общее понятие о растворах.
3. Способы выражения состава растворов:
а) массовая доля вещества;
б) молярная концентрация;
в) молярная концентрация эквивалента;
г) моляльная концентрация;
д) титр;
е) мольная доля.
ЭКВИВАЛЕНТОМ называется некая реальная или условная частица, которая может присоединять или высвобождать один ион водорода в кислотно-основных реакциях или один электрон в окислительно-восстановительных реакциях.
Закон эквивалентов
Вещества взаимодействуют друг с другом и образуются в результате химических реакций в количествах, пропорциональных их эквивалентам. Соответственно, массы (объемы) реагирующих веществ и продуктов их взаимодействия пропорциональны их эквивалентным массам (объемам).
Для реакций А + В ↔ С + Д:
m А m В m С m Д
= = =
Мэ(А) Мэ(В) Мэ(С) Мэ(Д)
ФАКТОР ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ fэкв. (Х) - число, показывающее, какая доля реальной частицы вещества Х эквивалентна одному иону водорода в данной кислотно-основной реакции или одному электрону в окислительно-восстановительной реакции. Это - величина безразмерная, которую рассчитывают на основании стехиометрических коэффициентов конкретной реакции.
Фактор эквивалентности часто обозначают отношением 1/Z, где Z - суммарный заряд обменивающихся в молекуле ионов для обменных реакций или число электронов, принятых или отданных молекулой (атомом) вещества - для окислительно-восстановительных реакций.
Z - всегда целое положительное число, а фактор эквивалентности - меньше или равен 1.
1
f экв. (Х) = ≤ 1
Z
Фактор эквивалентности одного и того же вещества может иметь разные значения в разных реакциях. Рассмотрим это на примере:
а) Na2CO3 + HCl = NaHCO3 + NaCl f экв. (Na2CO3) = 1
б) Na2CO3 + 2HCl = 2NaCl + H2O + CO2↑ f экв. (Na2CO3) = 1/2
в) 5Na2SO3 + 2KМnO4 + 3H2SO4 = 5Na2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O + K2SO4
MnO4- + 8H+ + 5е → Mn 2+ + 4H2O f экв. (KМnO4) = 1/5
г) 3Na2SO3 + 2KМnO4 + H2O = 3Na2SO4 + 2MnO2 + 2KOH
MnO4- + 2H2O + 3е → MnO2 + 4OH - f экв. (KМnO4) = 1/3
д) Na2SO3 + 2KМnO4 + 2KOH = Na2SO4 + 2K2MnO4 + H2O
MnO4- + е → MnO42- f экв. (KМnO4) = 1
На основе закона эквивалентов можно вывести следующие формулы для вычисления эквивалентных масс сложных веществ:
М оксида
Мэ оксида =
Число атомов элемента • валентность элемента
М кислоты
Мэ кислоты =
Основность кислоты
М основания
Мэ основания =
Кислотность основания
М соли
Мэ соли =
Число атомов металла • валентность металла
М - молярная масса соединений.
Мэ – молярная масса эквивалента