Вопросы для подготовки

1. Электродный потенциал, механизм возникновения и его расчет по уравнению Нернста.

2. Окислительно-восстановительный потенциал, механизм возникновения, расчет по уравнению Петерса.

3. Мембранный и диффузионный потенциалы.

4. Биопотенциалы. Потенциал покоя и действия.

5. Электроды стандартные и индикаторные. Стандартные: водородный и хлорсеребряный. Индикаторные: рН-электроды и ионселективные.

6. Гальванические элементы.

7. Удельная и молярная электропроводности.

8. Закон Кольрауша.

9. На чем основан метод кондуктометрии? Потенциометрии?

10. Применение кондуктометрии и потенциометрии в медицине и санитарии.

Тесты

1. Укажите обозначение и единицы измерения удельного сопротивления проводника:

1.1. L, Ом^-1 1.2. , Ом^-1м^-1

1.3. , Ом^-1м²/моль 1.4. , Ом м

2. Буквой  обозначаем:

   1. электрическую проводимость;

   2. молярную электрическую проводимость;

   3. удельную электрическую проводимость;

2.4. удельное сопротивление.

3. Электродный потенциал металла при Т25С рассчитывается по формуле:

3.1. ;

3.2. ;

3.3. ;

3.4. .

4. степень ионизации слабого электролита можно рассчитать по формуле:

4.1. ; 4.2. ;

4.3. ; 4.4. _.

5. хлорсеребряным электродом является:

5.1. AgAgNO₃;

5.2. Ag | AgCl  НCl_{0,1 моль/л} стеклянная мембрана | Н⁺;

5.3. Hg | Hg₂Cl₂  KCl_нас;

5.4. Ag | AgCl  KCl_нас.

6. В качестве индикаторных при измерении рН используют:

6.1. стеклянный, водородный, сурьмяный электроды;

6.2. хлорсеребряный, каломельный электроды;

6.3. стеклянный, сурьмяный, хлорсеребряный электроды;

6.4. водородный, каломельный электроды.

6. на границе раздела металл-раствор соли металла возникает:

7.1. редокс-потенциал; 7.2. электродный потенциал;

7.3. диффузионный потенциал; 7.4. мембранный потенциал.

8. ЭДС гальванического элемента, составленного из магниевого и цинкового электродов, при 25^оС, (концентрации ионов Mg²⁺ и Zn²⁺ в растворе равны 0,1 моль ион/л) равна

8.1. -1,63В; 8.2. +1,63В;

8.3. -3,11В; 8.4. +3,11В.

9 . Кривая кондуктометрического титрования раствора соляной кислоты раствором гидроксида натрия имеет вид:

9 .1. 9.2.

9 .3. 9.4.

10. Дифференциальная кривая потенциометрического титрования раствора НС1 раствором NaOH имеет вид:

1 0.1. 10.2.

1 0.3. 10.4.

Задачи и упражнения

1. Концентрации лактат- и пируват-ионов равны между собой, рН = 7, Т = 298 К. Как изменится редокс-потенциал при окислении 0,1 части лактат-ионов до пируват-ионов?

2. Рассчитайте рН раствора, в который опущен хингидронный электрод, потенциал которого при 18^оС равен 0,46 В. Е^о_хг = 0,699 В.

3. При какой концентрации ионов меди в растворе сульфата меди электродный потенциал медного электрода будет равен нулю? t = 25^оС. +0,34 В.

4. Рассчитайте потенциал водородного электрода, опущенного в раствор, рН которого 7, t = 25^оС.

5. Вычислите при 25^оС потенциал никелевого электрода, погруженного в 0,05М раствор NiSO₄, считая диссоциацию соли полной. -0,23 В.

6. Вычислите при 18^оС потенциал медного электрода, погруженного в 0,02М раствор CuSO₄, считая диссоциацию соли полной. +0,34 В.

7. Элемент состоит из водородного электрода, опущенного в кровь, и каломельного насыщенного электрода. Определите рН крови при 25^оС, если ЭДС элемента равно 0,677 В. Е^о_кал = 0,246 В.

8. Определите концентрацию Ni(NO₃)₂, если ЭДС элемента, составленного из кобальта, опущенного в 0,1М Co(NO₃)₂, и никеля, опущенного в Ni(NO₃)₂, равна нулю при 25^оС. α солей равна единице.

9. Элемент составлен из каломельного и хингидронного электродов, опущенных в исследуемый раствор. Рассчитайте рН раствора, если ЭДС при 25^оС равна 0,278 В. Е^о_хг = 0,699 В; Е_{кал.нас.} = 0,246 В.

10. Элемент составлен из водородного и насыщенного хлорсеребряного электродов, опущенных в раствор. Рассчитайте рН раствора, если ЭДС при 25^оС равна 0,56 В. Е^о_{х.с. нас.} = 0,201 В.

11. Вычислите ЭДС концентрационного элемента, состоящего из двух водородных электродов, погруженных в 0,01М и 0,05М растворы HNO₃; t = 25^oC; 1.

12. Составлена цепь из серебряного и кадмиевого электродов. Концентрация раствора азотнокислого серебра 0,1 моль/л, а нитрата кадмия – 0,5 моль/л. 0,81; 0,48. Вычислите ЭДС гальванического элемента при 25^оС. Е^о_Ag⁺_/Ag = 0,8 B; E^o_Cd²⁺_/Cd = -0,402 В.

13. ЭДС гальванического элемента, составленного из водородного и насыщенного каломельного электродов, при 25^оС равна 0,76 В. Вычислите рН раствора. Е^о_кал = 0,246 В.

14. Даны электроды: водородный, серебряный. Запишите электроды, составьте из них гальванический элемент, напишите реакции, идущие на электродах. Запишите выражение для расчета ЭДС.

15. Как можно измерить рН исследуемого раствора, используя в качестве индикаторного электрода сурьмяный? Составьте гальванический элемент.

16. Рассчитайте рН 0,01М раствора СН₃СООН, если величина его удельной электропроводности при 25^оС равна 1,56∙10^-4 Ом^-1∙см^-1.

17. Удельная электрическая проводимость насыщенного раствора хлорида серебра при 298 К равна 3,214∙10^-4 Ом^-1∙см^-1, а воды, на которой он приготовлен, – 1,4∙10^-4 Ом^-1∙см^-1. Найдете растворимость AgCl, моль/л и величину ПР_AgCl.

18. Рассчитайте удельную электрическую проводимость 0,16М раствора пропановой кислоты при 25^оС.

ТЕМА ХI. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. АДСОРБЦИЯ

Все биологические организмы представляют системы, которые содержат большое количество различных поверхностей раздела, отделяющих одну фазу от другой. Такими поверхностями являются, например, кожные покровы, поверхность стенок кровеносных сосудов, слизистые оболочки, клеточные мембраны, мембраны ядер, митохондрий, лизосом и т.д. На большинстве этих поверхностей протекают различные процессы, которые имеют жизненно важное биологическое значение.

К поверхностным явлениям относят поверхностное натяжение, адсорбцию, поверхностную активность, капиллярные явления, смачивание и др.

Поверхностное натяжение жидких фаз организма влияет на протекание биологических процессов. Доказано, что изменение поверхностного натяжения на поверхности клеток и органелл играет важную роль в таких явлениях, как деление клеток, амебоидное движение, изменение проницаемости клеточных мембран.

Адсорбция (отрицательная и положительная) различных веществ в крови и в протоплазме клеток имеет большое значение для обмена веществ. Так, кислоты жирного ряда, стероиды накапливаются у стенок сосудов, клеточных мембран, что облегчает их проникновение сквозь эти поверхности. Явление адсорбции нашло практическое применение при выведении из организма ядовитых веществ, аллергенов. Так, при отравлениях в медицинской практике применяется активированный уголь и другие энтеросорбенты, которые способны адсорбировать газы, алкалоиды, барбитураты, токсины из пищеварительной системы. В санитарно-гигиенической практике явление адсорбции используется, например, для очистки питьевой и сточных вод.

По теме ХI студент должен знать понятия: поверхностная энергия, поверхностное натяжение; положительная и отрицательная адсорбция; адсорбент, адсорбтив; термодинамические принципы адсорбции; классификацию веществ: ПАВ, ПИАВ, ПНВ; виды и механизмы адсорбции на твердых адсорбентах; уметь оценивать природу адсорбтивов, адсорбентов и механизм адсорбции; анализировать факторы, влияющие на полноту адсорбции; владеть экспериментальными методами определения поверхностного натяжения; навыками определения краевого угла смачивания.