Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу)




НазваниеРецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу)
Дата конвертации11.03.2013
Размер445 b.
ТипПрезентации



Рецензент: д.х.н. Киселев Ю.М. (химический факультет МГУ)

  • Рецензент: д.х.н. Киселев Ю.М. (химический факультет МГУ)

  • Рекомендовано к изданию кафедрой неорганической химии МИТХТ

  • (протокол № 3 от 10.11.2010)

  • Е.В. Савинкина 2010

  • МИТХТ им. М.В. Ломоносова 2010

  • Утверждено Библиотечно-издательской комиссией МИТХТ им. М.В.Ломоносова в качестве учебного пособия для студентов 1 курса бакалавриата по направлениям 020100 62 (Химия), 240100 62 (Химическая технология и биотехнология), 150600 62 (Материаловедение и технология новых материалов), 280200 (Защита окружающей среды), 200500 62 (Метрология, стандартизация и сертификация), 080500 (Менеджмент).

  • Один оптический диск

  • Объем данных 0,9 Мб







Смеси

  • Смеси

  • Грубодисперсные системы (взвеси)

  • Тонкодисперсные системы (коллоидные системы)

  • Истинные растворы



Дисперсионная среда – газообразная

  • Дисперсионная среда – газообразная

  • Дисперсная фаза:

    • твердая – пыль, дым, порошок
    • жидкая – смог, облако, туман
  • Дисперсионная среда – жидкая

  • Дисперсионная фаза:

    • твердая – суспензия, паста
    • жидкая – эмульсия
    • газообразная – пена, газированная вода
  • Дисперсионная среда – твердая

  • Дисперсная фаза:

    • твердая – горные породы, цветные стекла, композиты
    • жидкая – твердые эмульсии
    • газообразная – твердые пены


Агрегатное состояние: газообразные, жидкие, твердые растворы

  • Агрегатное состояние: газообразные, жидкие, твердые растворы

  • Состав раствора: растворитель + растворенное вещество

  • Параметры раствора: температура, давление, содержание растворенного вещества



Массовая доля

  • Массовая доля

  • Молярная концентрация (молярность)

  • Эквивалентная концентрация (нормальность)

  • Коэффициент растворимости

  • Мольная доля

  • Массовая концентрация

  • Моляльная концентрация (моляльность)



Идеальные

  • Идеальные

    • ΔV = 0; ΔQ = 0
  • Реальные

    • ΔV ≠ 0
      • 1 л H2O + 1 л C2H5OH → 1,93 л раствора
    • ΔQ ≠ 0
      • Qрастворение = – Qразрыв связей + Qобразование связей


Ненасыщенные

  • Ненасыщенные

    • Вт → Вр
  • Насыщенные

    • Вт Вр; истинное равновесие
  • Пересыщенные

    • Вр; метастабильное равновесие


Если нет химического взаимодействия

  • Если нет химического взаимодействия

    • Ar(г) Ar(р)
    • Влияние давления
    •  = 1  0 (принцип Ле Шателье)
    • Увеличение давления →
    • (растворимость увеличивается)
    • Уменьшение давления ←
    • (растворимость уменьшается)


Влияние температуры

    • Влияние температуры
    • Qразрыв связей ≈ 0
    • Qобразование связей > 0
    • Процесс экзотермический (принцип Ле Шателье)
    • Уменьшение температуры →
    • (растворимость увеличивается)
    • Увеличение температуры ←
    • (растворимость уменьшается)


Если есть химическое взаимодействие

  • Если есть химическое взаимодействие

    • Cl2(г) Cl2(р)
    • Cl2(р) + 2Н2О Н3О+ + Cl + НClО
    • НClО + Н2О Н3О+ + ClО


Влияние давления

  • Влияние давления

    • ΔV ≈ 0; давление не влияет
  • Влияние температуры









MA  M+(р) + A–(р)

  • MA  M+(р) + A–(р)

    • [MA] = 0, [M+] = [A–] = c0
    • Степень диссоциации:


MA  MA(р) + M+(р) + A–(р)

  • MA  MA(р) + M+(р) + A–(р)

    • [MA] > 0, [M+] = [A–] < c0
    • Степень диссоциации:


MxAy(р) x Ma+(р) + y Ab–(р)

  • MxAy(р) x Ma+(р) + y Ab–(р)

  • Константа диссоциации KD



МА М+ + А–

  • МА М+ + А–

  • [M+] [A–]

  • KD = –––––––––

  • [MA]

  • [M+] = [A–] =  c0

  • [MA] = (1 – ) c0

  • KD = 2 c0 / (1 – )



  • М+ + А–

  • 

  • МА(т)



МхАу(т) х Ма+ + у Аb–

  • МхАу(т) х Ма+ + у Аb–

  • [Ma+] = x L; [Ab–] = y L

  • ПР(МхАу) = (x L)x (y L)y = xx yy Lx+y



Рассчитать растворимость сульфата серебра, если ПР(Ag2SO4) = 1,2 . 10–5

  • Рассчитать растворимость сульфата серебра, если ПР(Ag2SO4) = 1,2 . 10–5

  • Ag2SO4(т)  2Ag+ + SO42–

  • L 2L L

  • ПР = [Ag+ ]2 [SO42–] = (2L)2L = 4L3





МхАу(т) х Ма+ + у Аb–

  • МхАу(т) х Ма+ + у Аb–

  • Увеличение с(Ма+) или с(Аb–)

  • Сдвиг равновесия в сторону образования осадка



МхАу(т) х Ма+ + у Аb–

  • МхАу(т) х Ма+ + у Аb–

  • Уменьшение с(Ма+) или с(Аb–)

  • Сдвиг равновесия в сторону растворения осадка



Связывание в виде менее растворимого вещества (осадок AgCl осадок AgI)

  • Связывание в виде менее растворимого вещества (осадок AgCl осадок AgI)

  • Связывание в виде комплексного иона (осадок PbSO4 [Pb(OH)4]2–)

  • Перевод в другую форму

  • (осадок BaCrO4 Cr2O72–)



PO43–

  • PO43–

  • Ag2SO4(т) Ag3PO4(т)

  • SO42–

  • 3 Ag2SO4(т) + 2 PO43– 2 Ag3PO4(т) + 3 SO42– (1)

  • KС = [SO42–]3 / [ PO43–]2

  • ПР1 = [Ag+]2[SO42–]

  • ПР2 = [Ag+]3[ PO43–]

  • (1) = 3(2) – 2(3)

  • KС = (ПР1)3 / (ПР2)2 ~ (10–5)3/(10–18)2 > 1



Условие задачи

  • Условие задачи

  • V(H2O) = ?

  • m(CaSO4.2H2O) = 1 г

  • ПР(CaSO4) = 4.10–5

  • M(CaSO4.2H2O) = 172 г/моль







кислотные или основные свойства частиц обусловлены их способностью отдавать или присоединять катион водорода (протон Н+)

  • кислотные или основные свойства частиц обусловлены их способностью отдавать или присоединять катион водорода (протон Н+)

  • NH4+ + S2– NH3 + HS–

  • Кт Ос Ос Кт

  • Пары "сопряженная кислота / сопряженное основание":

  • NH4+/NH3 и HS –/ S2–



нейтральные:

  • нейтральные:

    • HCN + H2O CN– + H3O+
  • анионные:

    • H2PO4– + H2O HPO42– + H3O+
  • катионные:

    • NH4+ + 2 H2O NH3.H2O + H3O+


нейтральные:

  • нейтральные:

    • NH3.H2O + H2O NH4+ + OH– + H2O
  • анионные:

    • CN– + H2O HCN + OH–
  • катионные:

    • N2H5+ + H2O N2H62+ + OH–


  • HCO3– + H2O CO32– + H3O+

  • Кт

  • HCO3– + H2O H2CO3 + OH–

  • Ос



Апротонные:

  • Апротонные:

    • C6H6, CS2, CCl4
  • Протонные

    • H2O, NH3, C2H5OH
    • (амфолиты)


  • H2O + H2O H3O+ + OH–

  • При стандартной температуре 298 К (25 С):

  • KB (Kw) = [H3O+] [OH–] = 1.10–14

  • В чистой воде при 25 С

  • [H3O+] = [OH–] = KB = 10–7 моль/л



рН = –lg[H3O+]

  • рН = –lg[H3O+]

  • [H3O+] = 10–рН

  • Гидроксидный показатель (рОН)

  • pOH = –lg[OH–]

  • [OH–] = 10–рОН

  • рН + рОН = –lgKB = 14



В чистой воде при 25С

  • В чистой воде при 25С

    • рН = рОН = 7
    • Среда нейтральная
  • Если [H3O+] > 1.10–7, то рН < 7

    • Среда кислотная
  • Если [OH–] > 1.10–7, то рОН < 7 и pH > 7

    • Среда щелочная


При [H3O+] = 0,1 моль/л

  • При [H3O+] = 0,1 моль/л

    • (например, в 0,1 М растворе HCl)
    • pH = 1 (нижний предел).
  • При [OH–] = 0,1 моль/л

    • (например, в 0,1 М растворе KOH)
    • рН = 13 (верхний предел).


  • HA + H2O A– + H3O+



Сопряженная пара KК

  • Сопряженная пара KК

  • СН3СООН / СН3СОО– 1,7.10–5

  • Al3+.H2O / AlOH2+ 9,6.10–6

  • H2S / HS– 1,1.10–7

  • B(OH)3.H2O/[B(OH)4]– 5,8.10–10



  • HA + H2O = A + H3O+

  • Бескилородные кислоты: HCl, HBr, HI

  • Кислородсодержащие кислоты состава НхЭОу, если ух  2 (правило Полинга)

  • Протолиз сильных кислот необратим

  • Анионы сильных кислот являются непротолитами и не участвуют в реакциях протолиза



Уравнение реакции протолиза Сопряженная пара KК

  • Уравнение реакции протолиза Сопряженная пара KК



  • A– + H2O HA + ОН–





Анионы:

  • Анионы:

    • амид-ион NH2–
    • метилат-ион CH3O– и другие алкоголят-ионы
    • гидроксид-ион ОН–
  • Соединения, дающие эти ионы при диссоциации

    • MOH, где М – щелочной элемент или Tl(I)
    • M(OH)2, где М – Ba, Ra
    • и др.


Ni(OH)2(т) Ni2+ + 2OH—

  • Ni(OH)2(т) Ni2+ + 2OH—

  • Слабое основание?

  • Сильное основание?

  • ПР = [Ni2+][OH—]2





– отношение числа частиц, подвергшихся протолизу, к исходному числу частиц

  • – отношение числа частиц, подвергшихся протолизу, к исходному числу частиц

  • Для реакции протолиза слабой кислоты:

  • HA + H2O A– + H3O+

  • ([H3O+] = [A–] при отсутствии в растворе других протолитов)



  • При  << 1 (  < 0,05):

  • _____

  •  = Kк / c0





  • HA + H2O A– + H3O+

  • H2O + H2O OH– + H3O+



Kкc0 – Kк[A–] = [A–][H3O+]

  • Kкc0 – Kк[A–] = [A–][H3O+]



При бесконечном разбавлении:

  • При бесконечном разбавлении:

  • с0 → 0; [H3O+] → 10–7 моль/л

  • при Kк ≥ 10–5 α → 1

  • при Kк = 10–7 α → 0,5



Изменение концентрации слабого протолита

  • Изменение концентрации слабого протолита

    • закон разбавления Оствальда
    • разбавление
  • Изменение температуры

    • протолиз – эндотермический процесс
    • нагревание
  • Изменение концентрации одноименных ионов

    • принцип Ле Шателье
    • введение одноименных ионов


Протолиз слабой кислоты в присутствии сильной кислоты:

  • Протолиз слабой кислоты в присутствии сильной кислоты:

  • HA + H2O A– + H3O+

  •  = Kк / [H3O+]



  • H2SO4 + 2H2O = SO42 + 2H3O+

  • с0(H2SO4) = 0,001 мольл

  • pH = –lg [H3O+] = – lg(2c0) = – lg (2.10–3) = 2,7



  • HNO3 + H2O = NO3– + H3O+

  • [H3O+] = c0 = 1.10–11

  • pH = – lg[H3O+] = 11

  • H2O + H2O H3O+ + OH–

  • [H3O+] = 1.10–7

  • Ответ: рН 7



  • HClO + H2O ClO– + Н3O+; Kк = 2,82 . 10–8

  • [ClO–] = [H3O+]; [HClO] = c0



  • KK = 5,75 . 10–10

  • KB = 1 . 10–14

  • [NH4+] = [OH–]; [NH3 . H2O] = c0





KCl = K+ + Cl–

  • KCl = K+ + Cl–

  • непротолиты

  • Нет гидролиза, нейтральная среда, рН 7

  • NH4NO3 = NH4+ + NO3–

  • Кт непротолит

  • NH4+ + 2H2O NH3.H2O + H3O+

  • Гидролиз по катиону, кислотная среда, pH < 7



ZnSO4 = Zn2+ + SO42–

  • ZnSO4 = Zn2+ + SO42–

  • Zn2+.H2O + H2O ZnOH+ + H3O+

  • Гидролиз по катиону, кислотная среда, рН < 7

  • KNO2 = K+ + NO2–

  • NO2– + H2O HNO2 + OH–

  • Гидролиз по аниону, щелочная среда, pH > 7



NH4CN = NH4+ + CN–

  • NH4CN = NH4+ + CN–

  • NH4+ + 2H2O NH3.H2O + H3O+

  • CN– + H2O HCN + OH–

  • Гидролиз по катиону и аниону, рН ?

  • Ko > Kк

  • Слабощелочная среда, pH > 7



NaHCO3 = Na+ + HCO3–

  • NaHCO3 = Na+ + HCO3–

  • HCO3– + H2O CO32– + H3O+

  • Кт

  • HCO3– + H2O H2CO3 + OH–

  • Ос

  • Ko > Kк; слабощелочная среда, pH > 7



Усиление (α↑)

  • Усиление (α↑)

  • Повышение температуры

  • Понижение концентрации

  • Связывание одноименных ионов



PIIICl–I3(ж) + 3H2Oизб. = H2[PHO3](p) + 3HCl(p)

  • PIIICl–I3(ж) + 3H2Oизб. = H2[PHO3](p) + 3HCl(p)

  • H2[PHO3] + H2O H[PHO3]– + H3O+

  • HCl + H2O = Cl– + H3O+

  • pH < 7



Mg3N + 8H2O = 2NH3.H2O + Mg(OH)2

  • Mg3N + 8H2O = 2NH3.H2O + Mg(OH)2

    • NH3·H2O + H2O NH4+ + OH– + H2O
  • Если Mg(OH)2 в осадке:

    • Mg(OH)2(т) Mg2+ + 2OH–
  • Если Mg(OH)2 в растворе:

    • Mg(OH)2 = Mg2+ + 2OH–
    • pH > 7


Al2S3(т) + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑

  • Al2S3(т) + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑

  • Совместный гидролиз:

    • 2Al3+ +3S2– + 6H2O = 2Al(OH)3↓ + 3H2S↑


FeCl3 = Fe3+ + 3 Cl–

  • FeCl3 = Fe3+ + 3 Cl–

  • Fe3+.H2O + H2O FeOH2+ + H3O+

    • [Fe(H2O)6]3+ + H2O [Fe(H2O)5(OH)]2+ + H3O+


Более строгий подход:

  • Более строгий подход:

  • если считать [Fe3+] = с0(1 – α)

  • 2с0

  • Kк = –––––––––

  • (1 – )



При с0 = 0,1 моль /л и Kк = 7103 = 0,007:

  • При с0 = 0,1 моль /л и Kк = 7103 = 0,007:

  • 0,007 = 2  0,1  {1 }

  • 0,12 + 0,007  0,007 = 0

  •  = 0,23; второй корень отрицательный

  • рH =  lg[H3O+] =  lgс0 = lg 0,23  0,1 = 1,6



FeCl3 = Fe3+ + 3 Cl–

  • FeCl3 = Fe3+ + 3 Cl–

  • Fe3+.H2O + H2O FeOH2+ + H3O+

  • Zn + 2H3O+ = Zn2+ + H2 + 2H2O



Na3PO4 = 3 Na+ + PO43–

  • Na3PO4 = 3 Na+ + PO43–

  • PO43– + H2O HPO42– + OH–



Na3PO4 (т) = 3 Na+ + PO43–

  • Na3PO4 (т) = 3 Na+ + PO43–

  • PO43– + H2O HPO42– + OH–

  • Zn + 2H2O + 2OH– = [Zn(OH)4]2– + H2



CH3COONa = Na+ + CH3COO–

  • CH3COONa = Na+ + CH3COO–

  • CH3COOH + H2O CH3COO– + Н3О+

  • [CH3COOH] = c0 – x

  • [CH3COO–] = c1 + x





HA– – амфолит

  • HA– – амфолит

  • (HCO3–, HS–, H2PO4–, HPO42– и т.д.)

  • Диссоциация:

  • NaHA = Na+ + HA–

  • Протолиз иона-амфолита HA– как основания:

  • HA– + H2O H2A + OH–;

  • Kо(H2A/HA–) = Kв/Kк(H2A/HA–)

  • Протолиз иона-амфолита HA– как кислоты:

  • HA– + H2O A2– + H3O+;

  • Kк(HA–/A2–)



Без вывода:

  • Без вывода:

  • рН не зависит от концентрации амфолита



  • HA– pKк(H2A/HA–) pKк(HA–/A2–) pH

  • HCO3– 6,37 10,33 8,35

  • HSO3– 1,78 7,20 4,49

  • HS– 6,98 12,91 9,94

  • H2PO4– 2,14 7,21 4,68

  • HPO42– 7,21 12,34 9,78







Похожие:

Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) iconРецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу)
Химия), 240100 62 (Химическая технология и биотехнология), 150600 62 (Материаловедение и технология новых материалов), 280200 (Защита...
Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) iconОбщие сведения о сму башгу в состав сму башгу входят 14 человек
Физический, Математический, Географический, Биологический, Химический, Химико-Технологический, Институт Права, Исторический,, Филологический,...
Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) iconРаспознавание регуляторных сигналов Факультет биоинженерии и биоинформатики мгу

Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) iconСтепанов А. А., Дерхам Х., Мотузова Г. В. Мгу, факультет почвоведения, Москва, hassanpa@mail ru
Комплексообразование с ионами металлов ( Zn, Pb, Cu) гуминовых кислот почв c разными свойствами
Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) iconПлан урока организационный момент
Муниципального общеобразовательного учреждения Красноподгорная средняя общеобразовательная школа Краснослободского района Республики...
Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) iconСоциальная ответственность сми в условиях становления медиабизнеса Проф. Елена Вартанова
Проф. Елена Вартанова Факультет журналистики мгу им. М. В. Ломоносова сми социальный институт или бизнес?
Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) iconЛекции Краткий обзор grid-проектов
Ниияф мгу, нивц мгу, итэф, ипм им. Келдыша, ифвэ (Протвино), оияи (Дубна), пияф (Гатчина), тц «Наука и общество»
Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) iconФакультет Романо-германской филологии ведёт подготовку
Факультет ргф стремится к максимальному развитию интеллектуального и творческого потенциала своих студентов
Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) iconЯ выяснила, что из себя представляет химический элемент -йод
История йода в земной коре тесно связана с живым существом и биогенной миграцией. В биосфере наблюдаются процессы его концентрации,...
Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) Рецензент: д Х. н. Киселев Ю. М. (химический факультет мгу) iconПоддержка программ развития мгу и спбгу поддержка программ развития мгу и спбГУ
Создание бизнес-школ мирового уровня (вшм спбГУ, московская школа управления «Сколково»)
Разместите кнопку на своём сайте:
hnu.docdat.com


База данных защищена авторским правом ©hnu.docdat.com 2012
обратиться к администрации
hnu.docdat.com
Главная страница