ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z CHEMII FIZYCZNEJ

Transkrypt

1 SKRYPTY DLA SZKÓŁ WYŻSZYCH POLITECHNIKA ŁÓDZKA Praca zbiorowa ĆWICZENIA LABORATORYJNE Z CHEMII FIZYCZNEJ DLA STUDENTÓW WYDZIAŁU INŻYNIERII CHEMICZNEJ I OCHRONY ŚRODOWISKA Wydanie II poprawione ŁÓDŹ 2006 NAKŁ ADEM POLITECHNIKI Ł ÓDZKIEJ

2 Poszczególne rozdziały napisali Jan Perkowski 2, 7, 8, 9, 14 Witold Świątkowski 12, 13 i redakcja ogólna Stefan Tilk 3, 4, 5, 6, 10, 11,14. Urszula Cywińska i Elwira Tomczak współpraca przy opracowaniu II wydania Recenzent Prof. dr hab. Jacek Tyczkowski WYDAWNICTWO POLITECHNIKI ŁÓDZKIEJ Łódź, ul. Wólczańska 223

3 SPIS TREŚCI WYKAZ NAJWAŻNIEJSZYCH SYMBOLI... 7 PRZEDMOWA WSTĘP MATEMATYCZNE OPRACOWANIE WYNIKÓW POMIARÓW LEPKOŚĆ CIECZY Pomiar lepkości Lepkość względna Wpływ temperatury na lepkość Wskazówki do wykonania ćwiczeń Pomiar lepkości roztworów Wyznaczanie energii płynięcia cieczy Pytania NAPIĘCIE POWIERZCHNIOWE CIECZY Kąt zwilżania Włoskowatość Pomiar napięcia powierzchniowego Wpływ temperatury na napięcie powierzchniowe Wpływ substancji rozpuszczonej na napięcie powierzchniowe cieczy Wskazówki do wykonania ćwiczenia Pytania ADSORPCJA Rodzaje adsorpcji Izoterma adsorpcji Adsorpcja z roztworu Wskazówki do wykonania ćwiczenia Pytania POMIAR REFRAKCJI ROZTWORÓW Współczynnik załamania światła Refrakcja właściwa i molowa Wskazówki do wykonania ćwiczenia Pytania RÓWNOWAGI FAZOWE Równowaga w układach jednoskładnikowych Równowaga w układach wieloskładnikowych Równowaga dwóch cieczy Równowaga trzech cieczy Prawo podziału Równowaga roztwór ciała stałego w cieczy -para Wskazówki do wykonania ćwiczeń Wyznaczanie standardowego molowego ciepła parowania cieczy metodą tensometryczną Badanie równowagi trzech cieczy Oznaczanie stałej podziału kwasu benzoesowego...49

4 Oznaczanie stałej podziału acetonu metodą refraktometryczną Wyznaczanie stałej równowagi reakcji J 2 + J = [ J 3 - ] na podstawie prawa podziału Wyznaczanie masy cząsteczkowej metodą kriometryczną Pytania TERMOCHEMIA Podstawowe pojęcia Prawo Hessa Prawo Kirchoffa Ciepła wybranych reakcji Standardowe molowe ciepło spalania Standardowe molowe ciepło tworzenia Molowe ciepła rozpuszczania i rozcieńczania Metodyka badań Rodzaje kalorymetrów Pomiary temperatury Pomiar ciepła w kalorymetrze diatermicznym Wzorce termochemiczne Wskazówki do wykonania ćwiczeń Pomiar ciepła spalania substancji stałych Pomiar ciepła rozpuszczania Pomiar ciepła zobojętniania Pomiar ciepła krzepnięcia Pytania KINETYKA CHEMICZNA Szybkość reakcji Wpływ stężenia na szybkość reakcji Cząsteczkowość i rząd reakcji Reakcje nieodwracalne I rzędu Reakcje nieodwracalne II rzędu Reakcje nieodwracalne rzędu zerowego Reakcje nieodwracalne n-tego rzędu Wpływ temperatury Katalizatory Wskazówki do wykonania ćwiczeń Wyznaczanie stałej szybkości hydrolizy estru w środowisku kwaśnym Wyznaczanie energii aktywacji hydrolizy estru w środowisku kwaśnym Wyznaczanie stałej szybkości hydrolizy estru w środowisku zasadowym Kinetyka hydrolizy sacharozy Wyznaczanie stałej szybkości jodowania acetonu Wyznaczanie energii aktywacji jodowania acetonu Kinetyka rozkładu jonowego kompleksu triszczawianomanganu (III), [Mn(C 3 O 4 ) 3 ]

5 Kinetyka konwersji błękitu bromofenylowego Pytania PRZEWODNICTWO ELEKTRYCZNE ROZTWORÓW Dysocjacja elektrolityczna Definicja przewodnictwa Pomiar przewodnictwa Miareczkowanie konduktometryczne Wskazówki do wykonania ćwiczeń Wyznaczania przewodnictwa granicznego mocnego elektrolitu Wyznaczanie stałej dysocjacji słabego kwasu Pomiar rozpuszczalnosci soli trudnorozpuszczalnej Miareczkowanie konduktometryczne Pytania POMIAR WSPÓŁCZYNNIKA DYFUZJI Szybkość dyfuzji Wskazówki do wykonywania ćwiczenia Pytania POTENCJOMETRIA Aktywność jonowa Podstawowe pojęcia i definicje Metody pomiaru SEM Mechanizm powstawania potencjału w półogniwie Termodynamiczna klasyfikacja półogniw Standardowy potencjał półogniwa Reakcje chemiczne w półogniwie Konwencja zapisu schematu ogniwa Obliczanie SEM Potencjał dyfuzyjny Ogniwa stężeniowe Podstawy miareczkowania potencjometrycznego Potencjometryczny pomiar stężenia jonów wodorowych (pehametria) Roztwory buforowe Miareczkowanie pehametryczne Wskazówki do wykonania ćwiczeń Pomiar SEM Wyznaczanie standardowej wartości SEM Pomiar ilości srebra metodą miareczkowania potencjometrycznego Miareczkowanie potencjometryczne Miareczkowanie pehametryczne Wyznaczanie stałej dysocjacji słabego kwasu Pytania UKŁADY KOLOIDALNE Podstawowe pojęcia Podział układów koloidalnych

6 13.3. Potencjał elektrokinetyczny Koagulacja Elektroforeza Wskazówki do wykonania ćwiczeń Wyznaczanie punktu izoelektrycznego Elektroforeza bibułowa roztworów aminokwasów Pytania BUDOWA I DZIAŁANIE PRZYRZĄDÓW OPTYCZNYCH Refraktometr Budowa refraktometru Refraktometryczny pomiar współczynnika załamania światła Polarymetr Skręcenie płaszczyzny polaryzacji światła Budowa polarymetru Wykonanie pomiaru polarymetrycznego Fotokolorymetr Absorbancja Schemat budowy fotokolorymetru Pytania TABLICE Tabela I. Masy molowe pierwiastków Tabela II. Gęstości wodnych roztworów wybranych związków Tabela III Gęstość wodnego roztworu acetonu LITERATURA

7 Publikacja w wersji elektronicznej dostępna jedynie do poziomu spisu treści. Pełna wersja elektroniczna dzieła będzie dostępna po wyczerpaniu nakładu drukowanego. Rozprowadzaniem drukowanych wersji wydawnictw uczelnianych zajmuje się Dział Wydawnictw Naukowo - Dydaktycznych PŁ w Łodzi przy ul. Wólczańskiej 223 w godz , tel. (42) ; tel./fax ; a-row-1@sir.p.lodz.pl Rysunek ze strony PŁ: