Практическая часть. 1.1.Ситуационные задачи (№№ с 1 по 7)с алгоритмами их решений, эталонами ответов и с комментариями

1.1.Ситуационные задачи (№№ с 1 по 7) с алгоритмами их решений, эталонами ответов и с комментариями

Расчет по массовой доле веществ в растворе

Задача №1. В медицине издавна борную кислоту / / (сассолин) применяют в виде 2-3% растворов для полоскания горла, в мазях и присыпках, т.к. она обладает антисептическими свойствами. Но, в настоящее время в связи с выявленными побочными явлениями внесены ограничения к ее применению. Сколько граммов и воды нужно для приготовления 250 г раствора с массовой долей борной кислоты 3%?

Решение.

1. Из формулы расчета массовой доли: следует: г.

2. Чтобы рассчитать массу воды, нужно из общей массы раствора вычесть массу растворенного вещества: =242,5 г.

Ответ. г., 242,5 г.

Расчеты при разбавлении и смешивании растворов с различной массовой долей растворенного вещества

Задача №2. Натрия нитрит / / в весьма редких случаях применяют внутрь при отравлении цианидами. В этом случае его вводят внутривенно в виде 1-2 % раствора. Какую массу воды следует добавить к 50 г раствора с массовой долей 11%, чтобы получить раствор с массовой долей 1% (0,01)?

Решение.

1. Для расчета массы в исходном растворе воспользуемся формулой для расчета массовой доли: , преобразованной относительно m(X): = г = 5,5 г.

2. Найдем массу раствора, которую нужно получить. При добавлении воды масса растворенного вещества не изменяется, следовательно, масса нового раствора в соответствии с вышеуказанной формулой, преобразованной относительно , имеет вид: = =550 г.

3. , которую следует добавить, равна разности между массой приготовленного раствора и массой исходного раствора: = г.

Ответ. =500 г.

Расчет по молярной концентрации раствора

Задача №3. В медицине калия хлорид / / применяется при нарушении сердечного ритма, особенно в связи с интоксикацией сердечными гликозидами, когда происходит обеднение клеток миокарда ионами K⁺. Сколько граммов необходимо для приготовления 1 л раствора с моль/л? Опишите процесс приготовления этого раствора (см. рисунок 2.1).

Решение.

1. Из формулы расчета молярной концентрации: следует: = 149,12 г.

Ответ. 149,12 г.

2. Приготовление растворов заданной концентрации

Расчет по молярной концентрации эквивалента

Задача №4. Перманганат калия / / применяют в медицинской практике как антисептическое средство наружно в водных растворах для промывания ран, полоскания полости рта и горла, а также для смазываний язвенных и ожоговых поверхностей. Рассчитайте сколько граммов необходимо взять для приготовления 2 л раствора с С()= 0,5 моль/л, если анализ будет проводиться в кислой среде?

Эталон решение.

1. Из формулы расчета молярной концентрации эквивалентов: вытекает: .

2. Таким образом, =6,53 г.

Ответ. 6,53 г.

Связь между разными способами выражения концентрации

Задача №5. Вычислите молярную, эквивалентную молярную и моляльность раствора серной кислоты с и .

Решение.

1. Из формулы перехода от концентрации, выраженной массовыми долями растворенного вещества: , к молярной концентрации вещества или молярной концентрации эквивалента вещества соответственно вытекает: или .

2. Согласно вышеуказанным формулам получаем: = = моль/л; . С учетом того, что = = 49 г/моль, получаем: = 2,18 моль/л. Как видно, для перехода от молярной концентрации вещества к молярной концентрации его эквивалента надо знать только значение фактора эквивалентности , которое показывает, во сколько раз молярная концентрация эквивалента вещества больше молярной концентрации вещества.

3. Для определения моляльности раствора сначала найдем массу в воде массой 1 кг:10:90=х:1000; . Отсюда моль/кг.

Ответ. моль/л; 2,18 ; моль/кг.

Расчет для приготовления растворов лекарственных препаратов при введении больному

Задача №6. Больному при угнетении дыхания и кровообращения различного происхождения необходимо ввести 100 мг лекарственное средство 4-этил-4-метил-2,6-пиперидиндион (бемегрида). Сколько мл этого раствора с массовой долей 0,5% необходимо ввести больному?

Эталон решение.

1. Исходные данные: (бемегрида)= 100 мг= 0,1 г., ρ=1 г/мл.

2. Из формул: , , , следует: = мл (или 20 см³).

Ответ. Больному надо ввести 20 мл бемегрида.

Вычисления по результатам прямого титрования

Задача №7. В медицине кислоту хлористоводородную разведенную применяют внутрь в каплях или в виде микстуры (чаще вместе с пепсином) при недостаточной кислотности желудочного сока и ее обычно назначают совместно с препаратами железа, так как она способствует улучшению их всасывания. Какова молярная концентрация эквивалента и титр хлороводородной кислоты, если на нейтрализацию 20 мл ее раствора по реакции израсходовано 30 мл раствора гидроксида натрия С моль/л

Эталон решение.

1. Из формулы закона эквивалентов: , следует: = моль/л.

2. Определяем титр раствора HCI по формуле: г/мл.

Ответ. 0,15 моль/л; г/мл.

1.2. Ситуационные задачи (№№ с 8 по 16) для закрепления материала (выполнить в протокольной тетради).

Задача №8. Больному массой 59 кг необходимо ввести раствор NaHCO₃ из расчета 0,66 ммоль/кг. Сколько мл раствора с массовой долей 4,2% необходимо взять?

Задача №9. Для лечения гнойных ран, а также для полосканий и смазываний при воспалительных заболеваниях слизистых оболочек (стоматиты, ангина) фармацевтом был приготовлен раствор из 5 мл 30% раствора Н₂О₂ и 15 мл дистиллированной воды. Рассчитайте массовую долю Н₂О₂ в полученном растворе (ρ=1 г/мл).

Задача №10. Фармакопейным препаратом перекиси водорода является раствор перекиси водорода, содержащий 2,7-3,3 % Н₂О₂ и этот препарат готовят из более концентрированного раствора, содержащего 27,5-31,0% Н₂О₂ называемого пергидролем. Рассчитайте массу Н₂О₂ и объем воды, необходимые для приготовления 100 г 3% раствора Н₂О₂.

Задача № 11. Сколько миллилитров 30% (ρ=1,15 г/мл) раствора соляной кислоты надо взять для приготовления 0,5 л 8,4% фармакопейного препарата HCI (ρ=1,041 г/мл)?

Задача №12. Раствор Люголя, применяющийся в ЛОР- практике для смазывания слизистой оболочки полости рта и горла, содержит 17 мл воды, 1 г йода, 2 г йодида калия. Рассчитать массовые и молярные доли йода и йодида калия в растворе Люголя.

Задача №13. Какую массу глюкозы необходимо растворить в воде массой 260 г, чтобы получить раствор, моляльность которого Сm (С₆H₁₂O₆/H₂O)= 0,5 моль/кг?

Задача №14. Растворы в медицинской практике применяют как противоядие при отравлениях: солями магния, щавелевой кислотой и ее растворимыми солями, а также растворимыми солями фтористой кислоты, т.к. при этом образуются недиссоцирующие и нетоксичные соединения: оксалат и фторид кальция. Сколько граммов 10% раствора хлорида кальция / / потребуется для приготовления 20 мл 2% раствора / /. Рассчитать молярную долю, молярную, эквивалентную молярную концентрацию и титр полученного раствора.

Задача №15. Для стандартизации раствора хлороводородной кислоты навеску буры (Na₂B₄O₇∙10H₂O) массой 0,256 г растворили в мерной колбе объемом 100 мл. На титрование затрачено 13,16 мл раствора HCl. Вычислите молярную концентрацию эквивалента раствора хлороводородной кислоты.

Контрольные вопросы и задачи

1. Что такое раствор? Какие свойства воды делают ее универсальным растворителем?

2. Какими энергетическими эффектами сопровождается процесс растворения веществ?

3. Что называется парциальным давлением газа? Дайте формулировку закона парциальных давлений Дальтона.

4. Объясните характер изменения растворимости газов в жидкостях при изменении парциального давления газов и температуры системы. Приведите примеры. Что такое кессонная болезнь (для ответа см. приложение 2 и 3).

5. Дайте определение, укажите размерность и обозначение каждого из следующих типов концентраций: молярная концентрация, эквивалентная молярная концентрация (нормальность), моляльность (мольно-массовая концентрация).

6. В чем заключается сущность процесса титрования? Что такое точка эквивалентности?

7. Для чего при титровании применяются индикаторы? Какие индикаторы вы знаете?

8. Рассчитайте молярную массу эквивалента для серной кислоты, фосфорной кислоты, гидроксида калия, сульфата алюминия, карбоната натрия, хлорида меди (II), сульфата меди (II).

9. Какой массы медный купорос надо добавить к раствору объемом 0,5 л, в котором массовая доля 4% (ρ=1,040 г/мл), для того, чтобы увеличить ее до 16%?

10. Какая масса кристаллогидрата потребуется для приготовления раствора массой 1750 г, если его моляльность должна быть равна 0,2 моль/кг?

11. Определить молярную концентрацию эквивалента и титр раствора пероксида водорода, если на титрование 5,0 мл этого раствора израсходовалась 6.5 мл 0,0208 М раствора КMnO₄.