Самостійна робота і методичні рекомендації щодо вивчення питань

1. Загальна характеристика розчинів. Теорії розчинів. Сольватна теорія розчинів Д.І.Мендєлєєва.

2. Розчинність газів в рідинах. Закон Генрі. Наукові основи виготовлення і зберігання шипучих напоїв. Розчинність рідин. Розчинність у двохшарових рідинах. Закон розподілу.

Екстракція, її застосування в технології харчових виробництв і приготуванні їжі. Розчинність твердих речовин. Вплив різних факторів на швидкість розчинення.

 

При опрацюванні даних питань рекомендовано скласти план-конспект. Зверніть увагу на сольватну (гідратну) теорію розчинів Д.І.Менделєєва, яка пояснює механізм розчинення речовин у розчинниках. Повторіть з теми „Термохімія. Термохімічні розрахунки” поняття „теплота розчинення”, при потребі скористуйтеся опорною лекцією №2. „Термохімія” (модуль І „Термодинаміка. Термохімія.”) Уважно розгляньте вплив різних факторів на розчинність газів, рідин і твердих речовин.

З дисципліни „Неорганічна хімія” повторіть з теми „Розчини” поняття: „масової частки розчиненої речовини в розчині”; „Молярної концентрації речовини”. При вивченні даних питань скористуйтесь опорною лекцією №11. „Розчини. Розчинність газів, рідин і твердих речовин”

 

3. Йонний добуток води. Водневий показник. Залежність між концентрацією іонів водню та рН середовища для сильних електролітів. Загальна та активна кислотність середовища. Методи визначення рН середовища. Індикатори. Вплив рН середовища на перебіг біохімічних і технологічних процесів. Буферні розчини.

 

Скористуйтесь опорною лекцією №13 „Властивості розведених розчинів електролітів”. Повторіть з курсу „Неорганічна хімія” основні положення теорії електролітичної дисоціації, поняття сильних і слабких електролітів, ступеня дисоціації, дисоціацію кислот, основ і солей у воді. З дисципліни „Аналітична хімія” згадайте поняття „буферні розчини” (розділ „Якісний аналіз” – тема „Вступ. Теоретичні основи аналітичної хімії”, при потребі скористуйтеся опорною лекцією №1 (навчальний комплекс „Аналітична хімія”).

Питання для самоконтролю

1. Чим можна пояснити зниження розчинності газів із збільшенням температури?

2. Чим можна пояснити, що розчинення деяких твердих речовин супроводжуються виділенням теплоти?

3. На чому базується екстракція речовини з розчину? В яких технологічних процесах використовується екстракція?

4. Чому при варці варення іноді фрукти зморщуються і стають жорсткими?

5. Запишіть вирази законів Вант-Гоффа, Рауля для розчинів неелектролітів і електролітів. Чим можна пояснити відхилення властивостей розчинів електролітів від властивостей розчинів неелектролітів.

6. Який з методів визначення рН найбільш точний?

7. На конкретних прикладах доведіть необхідність враховувати значення рН середовища в різних технологічних процесах?

 

Задачі для самоконтролю

1. 68,4г сахарози розчинили в 1000г води. Розрахуйте температуру замерзання та температуру кипіння розчину. (Відповідь: t_зам = - 0,372 ⁰ С, t_кип = 100,104 ⁰ С).

2. Розрахуйте молярну масу неелектроліту, якщо в 5л розчину міститься 2.5г неелектроліту. Осмотичний тиск цього розчину дорівнює 0,23 х 10⁵Па при 20^оС.

(Відповідь: µ = 52,93 г/моль).

3. Розчин, який містить 0,05моль сульфату алюмінію у 100г води, замерзає при – 4,19^оС. Визначте уявний ступінь дисоціації солі в цьому розчині.

(Відповідь: α_уявн = 87,6 %).

4. При якій температурі почне замерзати розчин, який містить 100г NaОН в 1000г води, якщо уявний ступінь дисоціації NaОН в цьому розчині дорівнює 60%?

(Відповідь: t_зам = -7,44⁰ С).

5. Визначте рН 0,01М розчину КОН, припускаючи повну дисоціацію КОН у розчині.

(Відповідь: рН = 12).

6. Визначте константу дисоціації оцтової кислоти, якщо ступінь дисоціації її в 0,1М розчині дорівнює 1,3%.

(Відповідь: К_дис = 1,7∙ 10^-5).

7. При якій приблизно температурі повинен замерзати 40%-й водний розчин етилового спирту? (Відповідь: t_зам = - 27⁰ С).

8. Температура замерзання чистого бензолу 5,500^оС, а розчину, який міститься в 0,2242г камфори і 30,55г бензолу, - 5,254^оС. Визначте молекулярну масу камфори. Кріоскопічна стала бензолу 5,12 ⁰. (Відповідь: µ = 152,74).

9. При якій приблизно температурі буде замерзати 45%-й розчин метилового спирту (СН₃ОН) у воді? (Відповідь: t_зам. = - 47, 6⁰ С).

 

10. Обчисліть осмотичний тиск 2%-го розчину глюкози при 0^оС. Густину розчину прийняти за одиницю. (Відповідь: π_осм = 2,5207 ∙ 10⁴ Па).

11. Осмотичний тиск розчину, що містить 7,5г сахарози в 625мл розчину, дорівнює 0,8307 · 10⁵н\м² при 12^оС. Визначте молекулярну масу сахарози.

(Відповідь: µ = 342 г/моль).

 

Література і навчально – методичні посібники

1. Липатников В.Е., Казаков К.М. Физическая и коллоидная химия. - Москва: Высшая школа, 1981г., с.88-118.

2. Лукьянов А.К. Физическая и коллоидная химия - Москва: Высшая школа, 1980г.с.56-81, 115-121.

3. Кострижицький А.І. та ін.. Фізична та колоїдна хімія. – К.: Центр учбової літератури, 2008.

4. Кононський О.І. Фізична і колоїдна хімія. – К.: Центр учбової літератури, 2009.

5. Телегус В.С. та ін. Основи загальної хімії. – Л.: Світ 2000, с.90-113.

6. Сегеда А.С. Аналітична хімія. Якісний аналіз. – К.: ЦУЛ, 2002, с.72-86, 60 – 72.

7. Сирохман І.В., Задорожний І.М., Пономарьов П.Х. Товарознавство продовольчих товарів. – К.: Лібра, 2002.

8. Шумило І.Г. Технологія приготування їжі. – Ужгород: 1999, ст..135 – 136.

9. Методичні рекомендації по розв’язуванню задач з теми „Істинні розчини”.

 

Тема 5. Поверхневі явища. Адсорбція

 

Зміст теми

Поверхневі явища. Класифікація поверхневих явищ за агрегатним станом контактуючих фаз. Термодинамічна характеристика поверхні. Види сорбційних процесів. Поняття адсорбції, характеристика процесу. Рівняння Гіббса. Поверхнево-активні та поверхнево-неактивні речовини. Їх роль в технологічних процесах, санітарії. Орієнтація молекул ПАР у поверхневому шарі. Адсорбція на межі поділу фаз. Рідина – газ, рідина – рідина.

Адсорбція газів і розчинених речовин твердими адсорбентами. Залежність адсорбції від величини поверхні адсорбенту та його природи. Питома адсорбція. Рівняння Фрейндліха. Ізотерма адсорбції Ленгмюра, її пояснення. Змочування. Залежність адсорбції від властивостей твердої поверхні та природи розчинника. Гідрофільні та гідрофобні поверхні. Зміна властивостей поверхні /надання гідрофільності та гідрофобності/.

Молекулярна, іонна, іонообмінна адсорбція. Застосування адсорбції в ТПЇ, при виробництві цукру, вин, іонітного молока, очищенні питної води. Використання адсорбції в санітарії. Значення адсорбції при зберіганні сировини та продуктів харчування.

Поняття хроматографії, її використання для розділення сумішей та ідентифікації речовин.

 

Після вивчення теми

Студент повинен знати:

ü роль поверхневих явищ;

ü характеристику та кількісні закономірності адсорбційних процесів;

ü практичне застосування адсорбції.

Студент повинен вміти:

ü обґрунтовувати правила зберігання сировини;

ü проводити експеримент по дослідженню адсорбційних властивостей активованого вугілля.

 

Тематичний план вивчення теми „Поверхневі явища. Адсорбція“

Назва теми	Всього годин	Лекції	Лаборат. роботи	Самост. робота	Семінар
Адсорбція на межі поділу рухомих фаз.
Адсорбція на твердому адсорбенті.
Дослідження адсорбції активованим вугіллям різних речовин з розчинів.				пит.1,2,3
Адсорбційні процеси.				пит.1,2
Разом

Самостійна робота і методичні рекомендації щодо вивчення питань

1. Молекулярна, іонна, іонообмінна адсорбція.

2. Застосування адсорбції при виробництві цукру, вин, іонітного молока, очищенні питної води. Значення адсорбції при зберіганні сировини та продуктів харчування.

3. Поняття хроматографії, її використання для розділення сумішей та ідентифікації речовин.

При вивченні даних питань рекомендовано скласти стислий конспект, користуючись наведеним нижче переліком літератури, опорною лекцією №16 „Застосування адсорбції“.

 

Питання для самоконтролю

1. У чому полягає особливість іонообмінної адсорбції? Що таке іоніти? Де їх використовують?

2. Чому при деяких харчових отруєннях рекомендують приймати пігулки активованого вугілля?

3. Як враховують адсорбцію при зберіганні харчових продуктів, сировини?

4. Яким чином будуть орієнтовані молекули ПАР при адсорбції на активованому вугіллі з води? Вкажіть на схемі?

5. Яким чином будуть орієнтовані молекули ПАР при адсорбції на силікагелі з бензолу. Вкажіть на схемі.