Bài tập hoá lý đại cương

Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương Bài tập hoá lý đại cương

Câu 1: Định nghĩa dung dịch rắn? Phân biệt dung dịch rắn hệ phân tán rắn? Trình bày điều kiện hình thành dung dịch rắn? Trả lời: * Dung dịch rắn hệ chứa chất rắn phân tán dạng phân tử, nguyên tử ion - Khi có kết tinh, dung dịch rắn gọi tinh thể hỗn hợp, dạng kết tinh mạng lưới tinh thể có phân tử khác loại * Phân biệt dung dịch rắn hệ phân tán rắn: Hệ phân tán rắn khái niệm bao gồm dung dịch rắn hỗn hợp chất rắn nói chung (tinh thể có phân tử loại) * Điều kiện hình thành dung dịch rắn: • chất phải có kiểu công thức hoá học, kiểu cấu trúc tinh thể chất đồng hình • Tỷ lệ tương đối đơn vị cấu trúc nguyên tử hay ion phải gần • Đặc tính liên kết hoá trị liên kết phân tử phải tương tự Câu 2: Trình bày đặc điểm cấu tạo chất diện hoạt? Viết công thức thức tính HLB chất diện hoạt hỗn hợp hai chất diện hoạt? Kể tên lĩnh vực sử dụng chất diện hoạt theo HLB? Trả lời: Định nghĩa: Chất hoạt động bề mặt chất • Có khả tập tung bề mặt phân cách • Làm giảm sức căng bề mặt phân cách Đặc điểm cấu tạo: phân tử gồm phần • Phần thân dầu (gốc hydrocacbon R) • Phần thân nước (các nhóm phân cực: -HSO3, -COOH, -OH, -R-NH2) Quan hệ hoạt tính bề mặt đặc điểm cấu tạo • Gốc R tăng, hoạt tính bề mặt tăng (R ≈ 10 - 18C) • Cùng R, độ phân cực tăng, hoạt tính bề mặt tăng (-SO3H > COOH > OH phenol > OH alcol) • Tương quan phần thân dầu - thân nước biểu thị số HLB Công thức tính HLB: HLB = ∑(chỉ số nhóm thân nước) - ∑(chỉ số nhóm thân dầu) + Ý nghĩa HLB: giúp chọn lĩnh vực sử dụng chất HĐBM • Chống tạo bọt: HLB - • Nhũ hoá N/D: HLB - • Gây thấm: • Nhũ hoá D/N: HLB - 16 • Tẩy rửa: • Tăng độ tan: HLB 16 - 30, 40 HLB - HLB 13 - 16 Câu 3: Tính tuổi thọ thuốc A bảo quản 30º C Phản ứng tuân theo quy luật động học phản ứng bậc nên số tốc độ phản ứng tính theo công thức: k= 2,303 C0 lg t Ct Trong C0 nồng độ ban đầu thuốc (C0= 102,3mg) ; Ct nồng độ thuốc lại thời điểm t * Xét trình phân hủy thuốc nhiệt độ T1 = 50º C Sau 120 ngày Ct = 97,2mg k50 = 2,303 102,3 lg 120 97,2 ≈ 0,426.10-3 (ngày-1) * Xét trình phân hủy thuốc nhiệt độ T2 = 60º C Sau 120 ngày Ct= 90,1mg k60 = 2,303 102,3 lg 120 90,1 ≈ 1,058.10-3 (ngày-1) Theo phương trình Arrhenius: k  Ea  1  lg 60  = − −  2,303R  333 323  k 50  Với R = 8,314 J.mol-1k-1 số khí tuyệt đối Từ ta tính lượng hoạt hóa: Ea = 81.363 J mol-1 Tại nhiệt độ 30o C áp dụng phương trình Arrhenius: k  Ea  1  lg 50  = − − 2,303R  323 303  k 30  = 0,868 Từ ta tính k30 = 0,577.10-4 (ngày-1) Tuổi thọ thuốc A thời điểm T9/10 là: t = x ln() = 1.826 ngày Ta thấy thời gian phân hủy thuốc không phụ thuộc vào nồng độ đầu mà phụ thuộc vào số tốc độ phản ứng nên thay đổi nồng độ đầu T9/10 không thay đổi hay tuổi thọ thuốc không thay đổi Câu 4: Khái niệm áp suất thẩm thấu? Đơn vị đo áp suất thẩm thấu y dược? Quy chế nhãn thuốc yêu cầu viết áp suất thẩm thấu dung dịch theo đơn vị độ nào? Nêu đặc điểm trình trương nở hòa tan chất cao phân tử (polymer) dung môi? Trả lời: Áp suất thẩm thấu áp suất gây có mặt chất tan dung dịch, làm giảm hóa dung môi dung dịch so với dung môi nguyên chất Công thức tính áp suất thẩm thấu: πV = nB RT - Đơn vị đo áp suất thẩm thấu y dược độ Osmol Osmolan Đơn vị osmol (Osm): Là áp suất thẩm thấu dung dịch chứa mol chất tan lý tưởng không ion hoá 1lít dung dịch - Nồng độ Osmol nồng độ Osmolan: Biểu thị số mol chất tan lý tưởng không ion hoá có 1lít dung dịch (nồng độ Osmol) hay 1kg dung môi (nồng độ Osmolan) Nồng độ Osmol = (nồng độ Osmolan đo được) x (tỷ trọng dung dịch g/ml) - (nồng độ chất tan khan g/ml) * Quy chế viết nhãn thuốc yêu cầu viết ASTT dụng dịch theo đơn vị độ Osmol (osm.L-1) Đặc điểm trình trương nở hòa tan chất cao phân tử dung môi: • Là trình tự diễn biến tạo hệ đồng thể bền vững nhiệt động học • Quá trình hoà tan CPT xảy nhiều giai đoạn: – GĐ1: trương nở CPT nhờ solvat hoá Thể tích toàn hệ co ngót PT dung môi xếp có trật tự lớp solvat – GĐ2: CPT trương nở mạnh nhờ khuếch tán 1chiều dung môi vào pha CPT – GĐ3: hoà tan CPT tạo dung dịch CPT • Loại CPT có liên kết cầu nối trình hoà tan dừng GĐ2 (CPT trương nở hữu hạn) • Loại CPT liên kết cầu nối hoà tan đến GĐ3 (CPT trương nở vô hạn) • Quá trình hoà tan tạo dung dịch CPT đạt đến cân chậm so với trình hoà tan PT nhỏ tạo dung dịch thật Câu 5: Trình bày mô hình cấu tạo tiểu phân keo? Cho ví dụ nhân keo tích điện âm nhân keo tích điện dương? * Mô hình cấu tạo tiểu phân keo - Bề mặt rắn hạt keo bề mặt tiếp xúc pha rắn - lỏng nhân rắng môi trương phân tán Nhân rắn hình thành gồm tập hợp nhiều phân tử, nguyên tử kết hợp lại tạo thành bề mặt hạt keo - Trên bề mặt nhân rắn có hấp phụ chọn lọc chất điện ly tạo lớp Ion tạo Những ion đối dấu với lớp Ion tạo d bị hút lại tạo lớp điện kép Cả nhân rắn lớp điện kép tạo Miixen keo Vì Mixen keo trung hòa điện * Ví dụ: Điều chế keo AgI theo phản ứng sau AgNO3 + KI → AgI↓ keo + KNO3 - Nếu nồng độ KI > AgNO sau PƯ AgI có ion K +, I-, NO3-; nhân rắn ưu tiên hấp phụ I- làm ion tạo Hạt keo mang điện âm Mixen keo cấu tạo sau [m(AgI) n I- (n-x)K+]x- xK+ Nhân keo Lớp hấp Lớp Ion Lớp khuếch tán phụ đối - Nếu nồng độ KI nhỏ AgNO3 hệ AgI có Ion Ag + , K+ NO3- hạt keo mang điện dương Mixen keo có cấu tạo sau [m(AgI) n Ag+ (n-x)NO3-]x+ xNO3Nhân keo Lớp hấp phụ Lớp Ion Lớp khuếch tán đối Câu 6: Chứng minh chất A phân hủy theo quy luật động học bậc Giả sử trình phân hủy A tuân theo động học bậc ta có k = x ln Với C0 nồng độ ban đầu chất A; Ct nồng độ A thời điểm t * Xét trình phân hủy chất A T = 50º C: - Thời điểm t = ta có: k2 = x ln ≈ 0,237 giờ-1 - Thời điểm t = ta có: k5 = x ln ≈ 0,220 giờ-1 - Thời điểm t = 10 ta có: k10 = x ln ≈ 0,226 giờ-1 Hằng số tốc độ phản ứng trung bình 50º C: k50 = = 0,227 giở-1 * Xét trình phân hủy chất A T = 70º C - Thời điểm t = giờ, ta có k'2 = x ln ≈ 0,332 -1 - Thời điểm t = giờ, ta có k'5 = x ln ≈ 0,331 giờ-1 - Thời điểm t = 10 giờ, ta có k'10 = x ln ≈ 0,328 giờ-1 Hằng số tốc độ phản ứng trung bình 70º C: k70 = = 0,331 -1 * Như ta thấy phân hủy chất A 50º C hay 70º C giá trị số tốc độ phản ứng thời điểm t = giờ, giờ, 10 xấp xỉ ( k2 ≈ k5 ≈ k10) ( k'2 ≈ k'5 ≈ k'10) Do A phân hủy theo quy luật động học bậc 1, điều giả sử Theo phương trình Arrhenius ta có: k  Ea  1  lg  = − −   2,303R  343 323  k 50  Trong Ea lượng hoạt hóa A R số tuyệt đối khí = 8,314 J.mol-1k-1 Với k50 = 0,227 giờ-1 ; k70 = 0,331 giờ-1 thay số vào ta tính Ea Ea = 17.373 J mol-1 Tại nhiệt độ 30º C số tốc độ phản ứng k30 xác định từ phương trình Arhenius: k  Ea  1  lg 50  = − −   2,303R  323 303  k 30  k  lg 50   k 30  Thay giá trị Ea R vào phương trình ta tìm được: k50 k30 ≈ 0,1854 → = 1,532 → k30 = 0,148 Tại thời điểm 10% chất A bị phân hủy tức thời điểm t = T9/10 Lúc Ct = 9/10 C0 , ta có t = x ln = 0,712 Câu 7: Viết phương trình Arrhenius ảnh hưởng nhiệt độ tới số tốc độ phản ứng? Nêu biện pháp nâng cao độ bền trạng thái tập hợp hỗn dịch? Trả lời: Phương trình Arrhenius ảnh hưởng nhiệt độ tới số tốc độ phản ứng k = A.e − Ea / RT Trong đó: - A: hệ số tần số (hệ số trước lũy thừa) - e-Ea/RT thừa số Boltzmann - R: số tuyệt đối khí = 8,314 J.mol-1.k-1 - T: Nhiệt độ tuyệt đối (ºC + 273) - Ea: lượng hoạt hóa Các biên pháp nâng cao độ bền trạng thái tập hợp hỗn dịch: Câu 8: Trình bày khái niệm, phân loại nhũ tương? Phân tích điều kiện hình thành bền vững nhũ tương? * Khái niệm: Nhũ tương " hệ phân tán học vi dị thể, tạo thành bới chất lỏng không đồng tan, chất lỏng phân tán đồng vào chất lỏng thứ (môi trường phân tán) dạng tiểu phân có đường kính từ 0,1 đến hàng chục micromet Nhũ tương có thành phần chính: Pha nội (pha phân tán); Pha ngoại (môi trường phân tán); Chất nhũ hóa (chất gây phân tán) chất lỏng không đồng tan thành phần nhũ tương quy ước pha dầu pha nước * Phân loại nhũ tương - Theo nguồn gốc: gồm có nhũ tương thiên nhiên ( sữa, lòng đỏ trứng ) nhũ tương nhân tạo - Theo nồng độ pha phân tán: Nhũ tương đặc nhũ tương loãng - Theo kiểu nhũ tương: + Nhũ tương kiểu dầu nước, ký hiệu D/N + Nhũ tương kiểu nước dầu, ký hiệu N/D + Nhũ tương kép D/N/D hay N/D/N - Theo đường sử dụng: có nhũ tương dùng nhũ tương dùng * Điều kiện hình thành bền vững nhũ tương: - Sự hình thành nhũ tương bao gồm tăng bề mặt liên pha kèm theo tăng lượng tự Sức căng bề mặt liên pha nhỏ nhũ tương thu dễ dàng - Sự ổn định hệ nhũ tương xác định bằng: tốc độ phân lớp nhũ tương thời gian tồn chúng Tính bền vững tập hợp nhũ phụ thuộc nhiều vào chất chất lượng nhũ hóa mặt nhiệt động hóa học Chất nhũ hóa bị hấp thụ bề mặt phân cách pha làm sức căng bề mặt giảm ngăn cách kết dính hạt Như chất nhũ hóa không xác định độ bền hệ nhũ tương mà xác định loại nhũ tương - Để làm cho nhũ tương bền ta dùng chất khử nhũ hóa: + Thê chất điện ly vô vào để làm cho giọt tích điện đẩy + Thêm chất HĐBM có cấu trúc lưỡng cực để chúng hướng cực háo nước ưa nước chúng vào phía bề mặt liên pha dầu/nước làm giảm sức căng bề mặt pha + Hoặc chất cao phân tử hòa tan vào pha liên tục polysacarit để làm tăng độ nhớt pha liên tục, Protein để hấp thụ vào bề mặt liên pha Câu 9: Dung dịch đẳng trương (với máu) dung dịch có áp suất thẩm thấu độ hạ băng điểm giống máu (7,4 atm 0,52º C) không làm thay đổi thể tích hồng cầu (khi trộn hồng cầu vào dung dịch) Trong 500ml d2 Pilocarpin 0,5% có m = C% x Vdd = 500 x 0,5% = 2,5 g - Lượng 2,5 g Pilocarpin 500ml d2 tạo áp suất thẩm thấu tương đương : 2,5 x 0,23 = 0,575 g NaCl - Để pha 500ml d2 NaCl đẳng trương (0,9%) cần 4,5 g NaCl - Ta biết 500ml d2 Pilocarpin có 2,5 g dược chất tương đương với 0,575 g NaCl → để d2 đẳng trương cần thêm vào 4,5 - 0,575 = 3,925 g NaCl Trong trường hợp ta dùng Acid Boric để pha Pilocarpin → Lượng Acid Boric tương đương với 3,925 g NaCl = = 7,85 g Lượng Pilocarpin Nitrat (M=271) chứa 2,5 g Pilocarpin = ≈ 3,257 g Như pha 3,257 g Pilocarpin Nitrat 7,85 g Acid Boric vừa đủ 500ml d2 H2O ta thu d2 đẳng trương Câu 12: Người ta nghiên cứu độ ổn định thuốc theo phương pháp lão hóa cấp tốc nhiệt độ 60oC 70oC Ở nhiệt độ 60oC sau 120 ngày hàm lượng thuốc lại 96,0 mg Ở nhiệt độ 70oC sau 64 ngày hàm lượng thuốc lại 95,8 mg Tính tuổi thọ thuốc bảo quản 30oC, biết hàm lượng ban đầu thuốc 100 mg, thuốc dùng hàm lượng không 97 mg phân hủy thuốc theo quy luật động học đơn giản bậc Giải: Phản ứng tuân theo quy luật động học phản ứng bậc nên số tốc độ phản ứng tính theo công thức: k= 2,303 C0 lg t Ct Trong C0 nồng độ ban đầu thuốc (C0= 100mg) ; Ct nồng độ thuốc lại thời điểm t * Xét trình phân hủy thuốc nhiệt độ T1 = 60º C Sau 120 ngày Ct = 95,8mg k60 = 2,303 100 lg 120 96 ≈ 3,4.10-4 (ngày-1) * Xét trình phân hủy thuốc nhiệt độ T2 = 70º C Sau 64 ngày Ct= 90,1mg k70 = 2,303 100 lg 64 95,8 ≈ 6,7.10-4 (ngày-1) Theo phương trình Arrhenius: k  Ea  1  lg  = − −  2,303R  343 333  k 60  Với R = 8,314 J.mol-1k-1 số khí tuyệt đối Từ ta tính lượng hoạt hóa: Ea = 64.415 J mol-1 Tại nhiệt độ 30o C áp dụng phương trình Arrhenius: k  Ea  1  lg 60  = − −  2,303R  333 303  k 30  = Từ ta tính k30 = 0,34.10-4 (ngày-1) Tuổi thọ thuốc A thời điểm hàm lượng 97% là: t = x ln() = 895,8 ngày  ... thẩm thấu dung dịch chứa mol chất tan lý tưởng không ion hoá 1lít dung dịch - Nồng độ Osmol nồng độ Osmolan: Biểu thị số mol chất tan lý tưởng không ion hoá có 1lít dung dịch (nồng độ Osmol)... Ý nghĩa HLB: giúp chọn lĩnh vực sử dụng chất HĐBM • Chống tạo bọt: HLB - • Nhũ hoá N/D: HLB - • Gây thấm: • Nhũ hoá D/N: HLB - 16 • Tẩy rửa: • Tăng độ tan: HLB 16 - 30, 40 HLB - HLB 13 - 16 Câu... vững nhiệt động học • Quá trình hoà tan CPT xảy nhiều giai đoạn: – GĐ1: trương nở CPT nhờ solvat hoá Thể tích toàn hệ co ngót PT dung môi xếp có trật tự lớp solvat – GĐ2: CPT trương nở mạnh nhờ