Экзаменационный билет № 8: Решение

Экзаменационный билет № 8 Вопрос 1. Методы определения pH. Буферные растворы. pH — это водородный показатель, который рассчитывается по формуле: \[ pH = -\lg[H^+] \] Методы определения pH: 1. Индикаторный метод: использование лакмуса, фенолфталеина или универсальных индикаторных бумажек. Цвет бумаги сравнивается со шкалой. 2. Потенциометрический метод: использование прибора pH-метра. Это наиболее точный метод, основанный на измерении электродвижущей силы в растворе. Буферные растворы — это растворы, pH которых практически не изменяется при добавлении небольших количеств сильной кислоты или щелочи, а также при разбавлении. Они состоят из слабой кислоты и ее соли (например, ацетатный буфер: \(CH_3COOH\) и \(CH_3COONa\)) или слабого основания и его соли. Вопрос 2. Химическое равновесие и способы его смещения. Химическое равновесие — это состояние системы, при котором скорость прямой реакции равна скорости обратной реакции: \[ v_{пр} = v_{обр} \] Смещение равновесия подчиняется принципу Ле Шателье: если на систему, находящуюся в равновесии, оказать внешнее воздействие, то равновесие сместится в сторону той реакции, которая ослабляет это воздействие. Способы смещения: 1. Концентрация: при увеличении концентрации исходных веществ равновесие смещается вправо (в сторону продуктов). 2. Давление (для газов): при увеличении давления равновесие смещается в сторону меньшего объема газов. 3. Температура: при нагревании равновесие смещается в сторону эндотермической реакции (\(-\Delta H\)), при охлаждении — в сторону экзотермической (\(+\Delta H\)). Вопрос 3. Полуколичественный анализ содержания железа в почве с помощью реакции с роданидом калия. Для анализа готовится вытяжка из почвы. К ней добавляют раствор роданида калия \(KSCN\) в кислой среде. Происходит качественная реакция на ионы железа (III): \[ Fe^{3+} + 3SCN^- \rightarrow Fe(SCN)_3 \] Образуется роданид железа (III), который имеет интенсивный кроваво-красный цвет. Интенсивность окраски: чем ярче и насыщеннее красный цвет раствора, тем выше концентрация ионов \(Fe^{3+}\) в исследуемой почве. Сравнение проводят визуально со стандартной шкалой растворов. Вопрос 4. Определение хлорид-ионов в почвенной вытяжке аргентометрическим методом. Метод основан на титровании вытяжки раствором нитрата серебра \(AgNO_3\) в присутствии индикатора хромата калия \(K_2CrO_4\) (метод Мора). Реакция осаждения: \[ Cl^- + Ag^+ \rightarrow AgCl \downarrow \] (белый осадок) Когда все хлорид-ионы связываются, лишняя капля \(AgNO_3\) реагирует с индикатором: \[ 2Ag^+ + CrO_4^{2-} \rightarrow Ag_2CrO_4 \downarrow \] (кирпично-красный осадок) Появление устойчивого бурого оттенка свидетельствует о конце титрования. По объему затраченного серебра рассчитывают содержание хлоридов. Вопрос 5. Стадии метода кристаллизации. Кристаллизация — это процесс выделения твердой фазы в виде кристаллов из раствора или расплава. Основные стадии: 1. Растворение вещества в подходящем растворителе при нагревании до получения насыщенного раствора. 2. Фильтрование горячего раствора для удаления механических примесей. 3. Охлаждение раствора (или испарение растворителя), в результате чего раствор становится пересыщенным и начинаются процессы образования центров кристаллизации. 4. Рост кристаллов. 5. Отделение кристаллов от маточного раствора (фильтрование) и их последующая промывка и сушка.