Обучающие задачи. Задача 1.Сколько граммов магния останется в растворе, если через колонку с 9 г катионита пропустить 500 мл раствора соли магния с С(1/z) = 0,03 моль/л?

Задача 1. Сколько граммов магния останется в растворе, если через колонку с 9 г катионита пропустить 500 мл раствора соли магния с С(1/z) = 0,03 моль/л? Полная динамическая ёмкость катионита 1,20 ммоль/г.

Решение:

1. Определим концентрацию ионов магния в исходном растворе: С_Ni⁺² = С(1/z) ´ V_р-ра = 0,03 моль/л ´0,5 л = 0,015 моль или 15 ммоль.

2. 1 грамм катионита поглощает 1,20 ммоль ионов магния, а 9 г поглотят 1,20 ммоль/г ´ 9г = 10,8 ммоль.

3. Рассчитаем оставшуюся концентрацию ионов магния в растворе:

15 ммоль – 10,8 ммоль = 4,2 ммоль.

4. Определим сколько граммов ионов никеля осталось в растворе: 4,2 ^. 10^-3моль´24,3 г/моль=0,10206 г.

Задача 2: Определить площадь, занимаемую одной молекулой адсорбтива, если молярная масса адсорбтива 200 г/моль, плотность r = 0,9183 г/мл; толщина адсорбционного слоя 1 = 1,765 ^. 10^-9м. Зная площадь, занимаемую молекулой, и толщину адсорбционного слоя, определите класс и формулу адсорбтива.

Решение: рассчитаем максимальное значение адсорбции: из формулы 1 = Г_max ´М /r выразим Г_max:

Г_max = 1´r / М = 1,765 ^. 10^-9м ´0,9183 ^. 10³кг/м³ / 200 кг/кмоль = 8,103 ^. 10^-9кмоль/м².

По формуле: S₀ = 1 / Г_max ´ N_А рассчитаем площадь, занимаемую одной молекулой адсорбтива.

S₀ = 1 / 8,103 ^. 10^-9кмоль/м² ´6,02 ^. 10²⁶кмоль^-1 = 2,05 ^. 10^-19м². Площадь соответствует размеру –СООН-группы, следовательно это кислота. Одна метиленовая группа –СН₂- соответствует расстоянию равному 1,43 ^. 10^-10м. Зная молярную массу, легко установить формулу кислоты – это лауриновая кислота С₁₁Н₂₃СООН.