WWW.PDF.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Разные материалы
 

«И.И. Михаленко, В.К. Лауринавичюте, В.Ю. Котов ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ Часть 1 для студентов 3 курса дневного отделения, обучающихся по ...»

Департамент образования города Москвы

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования города Москвы

«МОСКОВСКИЙ ГОРОДСКОЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт естественных наук

Кафедра химии

И.И. Михаленко, В.К. Лауринавичюте, В.Ю. Котов

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Часть 1

для студентов 3 курса дневного отделения,

обучающихся по специальности 050101.65 «Химия»

и профилю «Химия» направления бакалавриата 050100.62 «Педагогическое образование»

Москва 2010 УДК 544.77 ББК 24.6 Печатается по решению Редакционно-издательского совета ГОУ ВПО МГПУ Составители: д.х.н., проф.И.И. Михаленко, к.х.н. В.К. Лауринавичюте, д.х.н., проф. В.Ю. Котов Рецензенты: к.х.н. И.В. Свитанько, к.х.н. Д.М. Ройтерштейн Ф-50 Практические работы по физической химии. Часть 1.

для студентов 3-4 курса дневного отделения, обучающихся по специальности 050101.65 «Химия» и профилю «Химия» направления бакалавриата 050100.62 «Педагогическое образование». М.: МГПУ, 2010. 46 с.

Курс физической химии имеет важное значение в общей химической подготовке студентов педагогического вуза по специальности или профилю Эффективность этой подготовки в значительной степени «Химия».

определяет лабораторный практикум. Практические занятия в физикохимической лаборатории закрепляют теоретические знания и прививают навыки в научно-исследовательской работе с использованием современного оборудования.



Лабораторный практикум соответствует требованиям учебной дисциплины и рассчитан на два семестра. Настоящее пособие является руководством по выполнению лабораторных работ первого семестра обучения физической химии. Каждой работе предшествует краткое описание теории, а завершают работу вопросы для самоконтроля. Определяемые на опыте количественные характеристики физико-химических систем и процессов представляются в виде таблиц и графиков. Рекомендуется анализ полученных результатов проводить с применением математической обработки экспериментальных данных.

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ ______________________________________________________3 Правила оформления лабораторных работ ______________________________4. Термохимия. Теплоты растворимости веществ и реакций _______________5 Работа 1. Определение теплоты реакции нейтрализации ________________9. Кислотно-основные равновесия, буферные растворы ___________________12 Работа 2. Определение буферной ёмкости и зависимости рН от состава ацетатного буфера _________________________________________________16 Работа 3. Определение константы диссоциации слабой кислоты_________19 Работа 4. Определение рН перехода индикатора спектрофотометрическим методом ___________________________________24. Свойства растворов, криоскопия ___________________________________29 Работа 5. Определение изотонического коэффициента электролита криоскопическим методом __________________________________________34 V. Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах___________________36 Работа 6. Построение фазовой диаграммы кипения системы ацетон-бензол _____________________________________________38 V. Фазовые равновесия в трехкомпонентных системах ___________________41 Работа 7. Изучение взаимной растворимости трех жидкостей ___________43 Рекомендуемая литература ___________________________________________46

–  –  –





1. Напишите название работы, цель работы и теоретические введение (основные законы, уравнения, формулы, эскизы графиков).

2. В экспериментальной части укажите реактивы и оборудование, условия проведение эксперимента (температуру, концентрации растворов и их расчет, и т.д.).

3. Приведите в тетради результаты измерений и расчётов в виде таблиц и графиков. Сделайте выводы или заключение о результатах работы.

4. Сформулируйте ответы на вопросы для самоконтроля.

Примечание. Все записи в тетради должны быть выполнены чернилами.

Графики должны быть озаглавлены, выполнены на миллиметровой бумаге с указанием масштаба и размерности величин на осях абсцисс и ординат и вклеены в журнал. Рекомендуется также дополнительное построение графиков в электронном виде с использованием приложения EXСEL.

. Термохимия. Теплоты растворимости веществ и реакций

Термохимия раздел физической химии, который занимается изучением тепловых эффектов физико-химических процессов и химических реакций. В основе термохимии лежит первый закон термодинамики, устанавливающий связь между теплотой Q, работой W и изменением внутренней энергии системы при переходе из начального состояния в конечное состояние ( U ).

Внутренняя энергия является функцией состояния (её изменение не зависит от способа перехода) и представляет собой алгебраическую сумму совершенной работы и переданной теплоты между системой и окружающей средой:

U = U 2 U 1 = Q + W (1.1.) Уравнение 1.1. отражает первое начало термодинамики закон сохранения и превращения энергии в закрытой системе. Знаки плюс или минус перед Q и W указывают направление теплопередачи и работы в соответствии с правилом знаков. Энергия системы увеличивается, т.е. U 0, если система получает теплоту ( Q 0 ) и окружающая среда совершает работу над системой ( W 0 ), например, если производится сжатие газа. Теплота, отданная системой в окружающую среду, и совершенная системой работа считаются отрицательными Q 0 и W 0.

В случае, когда система поглощает теплоту и совершает работу (расширение газа) получаем выражение:

U = Q W или Q = U + W расш. (1.2.).

Если процесс протекает при постоянном объеме (V=const), то количество теплоты равно изменению внутренней энергии системы:

QV = U (1.3.), так как в изохорном процессе W V = p V = 0.

При постоянстве давления (p=const) теплота равна изменению энтальпии системы:

Q p = Н (1.4.).

–  –  –

Энтальпия H = U + pV, как и внутренняя энергия, является функцией H 0 состояния. Увеличение энтальпии равно теплоте, поглощенной системой при p=const (эндотермический процесс). Уменьшение энтальпии H 0 равно теплоте, выделенной при p=const, т.е. переданной системой в окружающую среду (экзотермический процесс).

Следствием первого закона термодинамики является закон Гесса – закон постоянства сумм теплот химических реакций, протекающих при постоянном давлении.

Тепловой эффект реакции равен разности между суммой теплот образования конечных и исходных веществ, умноженных на соответствующие стехиометриические коэффициенты i уравнения реакции.

В изобарных условиях теплоту реакции отождествляют с изменением энтальпии:

–  –  –

Из уравнения реакции нейтрализации в ионной форме следует, что при нейтрализации любой сильной кислоты сильным основанием должен наблюдаться постоянный тепловой эффект, значение которого для разбавленных растворов указано выше. Для концентрированных растворов сильных электролитов экспериментально полученные величины теплоты нейтрализации могут различаться из-за изменения значения энтальпии гидратации их ионов при разбавлении. Учет разбавления требует вычитания Нразб из Ннейтр, найденного по калориметрическим данным. Изменение температуры во время опыта имеет вид, показанный на рис. 1.

–  –  –

В калориметриическом опыте можно получить интегральные теплоты реакций растворения веществ, гидратообразования солей, испарения, разложения, теплоемкости твердых и жидких тел и т.д.

Работа 1. Определение теплоты реакции нейтрализации Цель работы: Получить практические навыки работы с простейшими калориметрическими приборами и определить теплоту нейтрализации сильной кислоты сильным основанием, а также слабой кислоты сильным основанием.

Сравнить экспериментальное значение с рассчитанным по справочным данным.

Оборудование и материалы: калориметрическая установка на основе иономера “Эксперт-001”, пипетка-дозатор (фингер), пластиковая пипетка на 10 мл, пластиковая пипетка на 5 мл, стеклянная воронка, промывалка, мерные колбы на 50 и 100 мл.

Реактивы: растворы 0.4 г-экв/л H2SO4, HCl или HNO3, 0.4 моль/л CH3COOH или (CH2COOH)2, 6 моль/л KOH, дистиллированная вода.

Порядок выполнения:

С помощью мерных колб на 50 и 100 мл налейте в калориметрический стакан 1.

150 мл 0.4 моль/л раствора сильной кислоты. Оставшиеся в колбах следы кислоты смойте в калориметр небольшим количеством дистиллированной воды. Опустите в калориметрический стакан сердечник магнитной мешалки и добейтесь оптимальной скорости ее вращения.

Запустите программу “Expert001.exe” измерений данных на компьютере.

2.

• Откройте окна “таблица” и “график” в меню программы. Укажите в меню галочкой и цифрой частоту записи данных - 10 секунд.

• Нажмите и удерживайте в течение 2 сек. кнопку ”ВКЛ” на измерительном преобразователе “ЭКСПЕРТ-001-3”.

• Для определения теплового значения калориметра, на клавиатуре измерительного преобразователя нажмите кнопку “Ф2”, и далее кнопку “ЧИСЛ”. Цифровыми кнопками наберите время работы нагревателя: 200 с. После установки времени нагрева 2 раза нажмите кнопку “ВВОД”.

• Кнопками “ ” или “” выберите режим “термометр”.

• Начните выполнение опыта, нажав кнопку “ИЗМ”.

• Нажмите команду “СТАРТ” в меню программы “Expert001.exe”.

• В течение 5 минут записывайте фоновую температуру.

С помощью фингера отмерьте 12 мл 6 моль/л раствора КОН. Влейте через 3.

воронку этот объем в калориметрический стакан.

Дождитесь, когда температура достигнет максимального значения, и с этого 4.

времени отсчитайте 5 минут.

Определите тепловое значение калориметрической установки (константу 5.

калориметра K). Нажмите клавишу “Ф2” преобразователя и на дисплее появится время, установленное в начале эксперимента для нагрева калориметрической установки. Секундомер начнет работать в режиме обратного отсчета времени.

После автоматического отключения токонагревателя рост температуры 6.

замедлится, а затем температура начнет медленно падать. Фиксируйте изменение температуры еще 5 минут, после чего нажмите клавишу “ОТКЛ” на клавиатуре измерительного преобразователя.

Выполните команду “СТОП” на экране монитора компьютера.

7.

Результаты температурных исследований представьте в виде графиков в 8.

координатах “времятемпература”, из которых определите изменение температуры в результате реакции нейтрализации сильной кислоты сильным основанием Т1 и изменение температуры калориметрической установки в результате нагрева Т2.

Рассчитайте тепловое значение калориметра (константу K). По физическому 9.

смыслу К представляет собой количество тепла, необходимое для нагревания всех частей калориметра на 1оС.

10. Запишите вывод работы.

11. Рассчитайте изменение энтальпии H реакции нейтрализации сильной кислоты сильным основанием.

12. Повторите опыт для реакции нейтрализации слабой кислоты сильным основанием.

13. Используя значения теплоты двух реакций, рассчитайте по закону Гесса энтальпию диссоциации слабой кислоты.

–  –  –

1. Дайте формулировку закона Гесса.

2. Назовите известные Вам функции состояния.

3. Назовите известные Вам параметры состояния.

4. Является ли тепловой эффект реакции функцией состояния?

5. Для чего при нейтрализации использовали разбавленный раствор кислоты и концентрированный раствор щелочи?

. Кислотно-основные равновесия, буферные растворы

–  –  –

В разбавленных водных растворах вода находится в большом избытке по отношению растворенным в ней частицам. Ее концентрация практически постоянна и составляет 55.6 моль/л (1000 г/л / 18 г/моль = 55.6 моль/л). Это позволяет внести концентрацию воды в уравнении (2.1.) под знак константы.

Получившееся произведение концентраций ионов Н+ и ОН называется ионным произведением воды:

K(H2O) = [Н+][ОН] (2.5.) С ростом температуры ионное произведение воды увеличивается.

–  –  –

Растворы, в которых концентрации ионов Н+ и ОН равны, называют нейтральными.

Реакцию среды (нейтральная, кислая, щелочная) характеризует водородный показатель рН = lg CH + и гидроксильный показатель рОН = lg CОН. Из

–  –  –

В растворе слабого основания (В) имеем равновесие:

В + Н2О ВН+ + ОН (например, NH3+H2O NH4++ OH) (2.11) и по аналогии с уравнениями (2.9 и 2.10) получим:

–  –  –

ССН3СООН КС = С 2 (2.16.).

называются смеси, которые сохраняют Буферными растворами постоянное значение рН при добавлении небольших количеств кислоты или щелочи, а также при разбавлении. Широко используются буферные системы кислотного (А) и основного (B) типов:

A – слабая кислота и её соль (полностью диссоциирующая в растворе), например, ацетатный буфер СН3СООН + СН3СООNa, B – слабое основание и его соль (полностью диссоциирующая в растворе), например, аммиачный буфер NH4OH + NH4Cl.

Механизм буферного действия рассмотрим на примере ацетатного буфера.

Он основан на смещении положения равновесия реакции диссоциации слабой кислоты:

–  –  –

равновесие (2.17.) сдвинуто влево, поэтому концентрация недиссоциированных молекул СН3СООН практически равна концентрации кислоты, а концентрация ионов СН3СОО равна концентрации соли. Для разбавленного раствора константу диссоциации KC в смеси с CH3COONa можно выразить через равновесные концентрации кислоты и соли и после логарифмирования (2.15.) получаем зависимость рН от концентрации соли и кислоты.

Ацетатный буфер Аммиачный буфер

–  –  –

Для уксусной кислоты значение Kдис.(25о)=1.82105, тогда pK=lgКдис=4.74.

Для гидроксида аммония Kдис.(25о)=1.77105, тогда pK = 4.75 и зависимость рН аммиачного буфера от состава определяется уравнением (2.20.). Из уравнений следует, что рН буфера не изменится при разбавлении. Однако, значительное уменьшение концентрации буферного раствора приведет к увеличению степени диссоциации слабого электролита согласно (2.15.), поэтому рН буфера при сильном разбавлении изменится.

Добавление небольших количеств сильной кислоты или щелочи гораздо меньше изменяет рН буферного раствора, чем рН чистой воды.

При добавлении кислоты к ацетатному буферу ионы водорода будут связываться с ионами СН3СОО с образованием CH3COOH, а при добавлении щелочи ионы ОН будут связываться с ионами H+, что приведет к смещению положения равновесия реакции диссоциации (2.17.) вправо.

Прибавлять кислоту и щелочь без изменения рН буфера можно в ограниченных количествах. Способность буферного раствора противодействовать изменению рН называется буферной ёмкостью (В).

Буферная ёмкость это количество моль (или г-экв.) сильного основания или сильной кислоты, добавление которого к 1 л буферного раствора изменит его рН на единицу.

Расчет буфёрной ёмкости по кислоте Вк или по щёлочи Вщ проводится по формулам:

Сщ Vщ Ск Vк Вк = Вщ = ( рН рН *) VБуфера ( рН * рН ) VБуфера (2.21.), (2.22.) где С и V — концентрация и объем добавленной кислоты или щелочи к буферному раствору с объемом Vбуфера, рН и рН* измеренные значения водородного показателя до (рН) и после (рН* )добавления кислоты или щелочи.

Максимальная буферная ёмкость наблюдается при рН рК, то есть при равном соотношении кислоты и соли. Зона действия буферной смеси рН = рК± 1.

Работа 2. Определение буферной ёмкости и зависимости рН от состава ацетатного буфера Цель работы: выяснить влияние соотношения концентраций уксусной кислоты и ацетата натрия на значение рН буфера (выполнимость формулы (2.

20)); получить зависимость буферной ёмкости от рН ацетатного буфера; определить влияние разбавления буфера на значение рН.

Оборудование и материалы: рН-метр со стеклянным электродом, два стаканчика на 50 мл (один для промывания электрода), два мерных цилиндра на 20 мл, Реактивы: 0.1 моль/л растворы СН3СООН, 0.1 моль/л HCl, 0.1 моль/л NaOH и СН3СООNa, дистиллированная вода.,

Порядок выполнения:

1. Последовательно приготовьте буферные растворы, указанные в таблице составов.

2. Измерьте рН исходного буфера. Затем добавьте 2 мл HCl или NaOH и снова измерьте рН*. Внимание. После каждого измерения рН электроды следует промывать дистиллированной водой. Значения рН и рН* необходимо записать в таблицу.

3. Рассчитайте по формуле (12) значения рН ацетатных буферов 1-7 и сравните с опытными данными. Расчеты приведите в тетради и запишите в таблицу. Так как концентрации СН3СООН и СН3СООNa одинаковые, то Ссоли/Скислоты можно заменить на отношение взятых объёмов Vсоли/Vкислоты.

4. Постройте график зависимости рНизмер. от lg (Vсоли/Vкислоты). Из полученного графика определите опытное значение константы диссоциации СН3СООН и сравните его со справочной величиной.

5. Рассчитайте буферную ёмкость для всех буферов по формуле (2.22.).

Постройте зависимость буферной ёмкости от рН, убедившись, что эта буфера зависимость проходит через максимум. Укажите зону буферного действия.

6. Выясните, как влияет разбавление буферной смеси на значение рН буфера выбранного состава. Для этого из 20 мл буферной смеси отберите 10 мл и добавьте к ним 10 мл дистиллированной воды. Перемешайте полученный раствор. Измерьте рН после первого разбавления. Продолжите ступенчатое разбавление с измерением рН. Постройте график зависимости рН от концентрации буферного раствора и определите разбавление (концентрацию кислоты), при котором значение рН ацетатного буфера данного состава изменится на единицу.

7. Запишите выводы работы и ответьте на контрольные вопросы.

–  –  –

1. Примените принцип Ле-Шателье для объяснения механизма буферного действия на примере ацетатного буфера.

2. Объясните, почему при сильном разбавлении значение рН буфера не остается постоянным (рН увеличится или уменьшится)?

3. Запишите кислотно-основное равновесие для аммиачного буфера. Выведите зависимость рН буфера от соотношения компонентов.

4. При каком значении буферная емкость аммиачного буфера рН максимальна?

5. Укажите зоны действия ацетатного и аммиачного буферов.

Работа 3. Определение константы диссоциации слабой кислоты Способность ионов к направленному перемещению под действием электрического поля определяет электропроводность растворов.

Электрическое сопротивление любого проводника (R), можно представить в виде:

R = · / S (3.1.), где – удельное сопротивление (сопротивление столба раствора между электродами площадью 1 см2, находящимися на расстоянии 1 см), – длина проводника (расстояние между электродами), S – поперечное сечение проводника (площадь электродов).

Величина, обратная удельному сопротивлению:

–  –  –

называется удельной электропроводностью и используется для количественной характеристики электропроводности растворов. Значения выражают в Ом-1 см-1 см-1.

или См Из уравнения видно, что для расчета удельной (3.2.) электропроводности нужно знать величину К= /S, которая называется постоянной измерительной ячейки и определяется ее геометрией. Обычно для определения К проводят измерения электропроводности стандартного раствора с известным значением, например 0.1 М KCl. Однако, в ряде современных приборов (в том числе кондуктометре «Эксперт-002») константа ячейки заранее известна и значения измеряемого сопротивления автоматически пересчитываются в значения удельной электропроводности.

Величина удельной электропроводности электролита зависит от ряда факторов: природы электролита, температуры, концентрации раствора. Удельная электропроводность растворов электролитов значимо возрастает с увеличением температуры, что вызвано увеличением скорости движения ионов за счет понижения вязкости раствора и уменьшения сольватированности ионов.

Для учета влияния на электрическую проводимость растворов электролитов их концентрации и взаимодействия между ионами введено понятие эквивалентной электропроводности раствора.

Эквивалентной электропроводностью называется величина:

–  –  –

где С – концентрация электролита, моль/м3, + и – – число катионов и анионов в формульной единице электролита Мz++Аz--, a z+ и z– – их заряды. Единицы измерения эквивалентной электропроводности – См·м2/(г экв.) или См·см2/(г экв) Таким образом, удельная электропроводность – проводимость постоянного объёма раствора электролита, а эквивалентная электропроводность – проводимость постоянного количества электролита, содержащегося в растворах различной концентрации, т.е. в переменном объёме. Зависимость эквивалентной электропроводности от концентрации позволяет исследовать явления ионионного взаимодействия.

Эквивалентная электропроводность как сильных, так и слабых электролитов увеличивается с уменьшением концентрации (т.е. увеличением разведения раствора), достигая некоторого предельного значения о, называемого молярной электропроводностью при бесконечном разведении.

Кольрауш показал, что в молярную электропроводность бесконечно разбавленных растворов электролитов каждый из ионов вносит свой независимый вклад, и о является суммой молярных электропроводностей катиона и аниона:

–  –  –

где + и – - предельные электропроводности (или предельные подвижности ионов).

В теории Аррениуса предполагается, что электропроводности ионов не зависят от концентрации (т. е. i = i ), а отличие от о обусловлено только частичной диссоциацией электролита.

В рамках этого допущения для разбавленных растворов слабых электролитов из сопоставления вычисленной молярной электропроводности и предельной молярной электропроводности при бесконечном разведении может быть вычислена степень диссоциации слабого электролита:

= / о (3.5.).

Для сильных электролитов выражение (3.5.) становится неприменимым изза того, что при его выводе не учтены ион-ионные взаимодействия, которые описываются с помощью представления о ионной атмосфере. В неравновесных условиях существование ионной атмосферы приводит к возникновению электрофоретического и релаксационного эффектов, замедляющих движение центрального иона. Электрофоретический эффект: движение иона тормозится ионной атмосферой, которая имеет заряд, противоположный центральному иону, и под влиянием поля движется в направлении, противоположном перемещению иона. Релаксационный эффект: при движении иона под действием электрического поля его ионная атмосфера деформируется и теряет сферическую симметрию, причем большая часть заряда ионной атмосферы концентрируется позади центрального иона.

–  –  –

Цель работы: Получить практические навыки экспериментальной работы с простейшими кондуктометрическими приборами. Определить константу диссоциации уксусной кислоты.

Оборудование и материалы: кондуктометр “Эксперт-002” (рис. 3), фингер, пластиковая пипетка на 10 мл, мерный цилиндр на 50 мл, химический стакан для смешивания на 100 мл, химический стакан для слива на 1000 мл, стеклянная палочка (мешалка), пластиковая бутылка с дистиллированной водой.

Реактивы: дистиллированная вода, 0.1 моль/л CH3COOH, 0.1 моль/л KCl.

Порядок выполнения:

1. Включите кондуктометр “Эксперт-002” в сеть. Через несколько секунд на экране должны установиться показания температуры, времени эксперимента и электропроводности раствора.

2. Отмерьте в мерный цилиндр 25 мл 0.1 моль/л раствора уксусной кислоты.

3. Раствор уксусной кислоты из мерного цилиндра перелейте в кондуктометрическую ячейку.

4. Замерьте показания электропроводности раствора.

5. Из ячейки перелейте раствор кислоты в стакан для смешивания.

6. Отмерьте в мерный цилиндр 25 мл дистиллированной воды.

7. Добавьте его в стакан для смешивания и перемешайте раствор стеклянной палочкой.

8. Перелейте в мерный цилиндр 25 мл раствора уксусной кислоты, остатки вылейте в слив.

9. Из мерного цилиндра раствор перелейте в кондуктометрическую ячейку и замерьте показания прибора.

10.Повторите операцию разбавления кислоты еще 7 раз, каждый раз записывая значения электропроводности раствора.

11. Налейте в кондуктометрическую ячейку 25 мл дистиллированной воды и замерьте значение электропроводности.

12.Повторите операцию до устойчивого значения электропроводности ( 3-6 мкСм/см). Полученное значение соответствует электропроводности дистиллированной воды.

13.Рассчитайте концентрации уксусной кислоты после каждого из разбавлений (используйте пакет программ Excel)

14.Рассчитайте значения электропроводности растворов уксусной кислоты, вычитая из экспериментальных значений значение электропроводности дистиллированной воды.

15.Рассчитайте значения молярной электропроводности, поделив значение электропроводности уксусной кислоты на молярную концентрацию.

16.Рассчитайте степень диссоциации уксусной кислоты, поделив значения Ом-1см2г-1экв-1, молярной электропроводности на величину 390.2 отвечающую предельному значению молярной электропроводности уксусной кислоты (при бесконечном разбавлении раствора).

17.Постройте график зависимости степени диссоциации уксусной кислоты от квадратного корня из ее концентрации.

18.Повторите те же операции для 0.1 моль/л раствора хлористого калия, закончив работу построением графика зависимости кажущейся степени диссоциации от квадратного корня из концентрации хлористого калия.

Значения подвижности ионов калия и хлора возьмите из справочника

19.Сравните поведение уксусной кислоты и хлористого калия в эксперименте.

20.Рассчитайте константы диссоциации уксусной кислоты и соответствующие значения pK.

21.Определите среднее значение pK уксусной кислоты.

Вопросы для самоконтроля

Вспомните определения слабого, среднего и сильного электролитов.

1.

Всегда ли уксусная кислота является слабым электролитом?

2.

Вычислите значения рН растворов уксусной кислоты для различных 3.

разбавленных растворов.

Всегда ли хлористый калий является сильным электролитом?

4.

Работа 4. Определение рН перехода индикатора спектрофотометрическим методом Кислотно-основные индикаторы - органические соединения, способные изменять цвет в растворе при изменении кислотности (рН среды).

Различают обратимые и необратимые индикаторы. Изменение окраски первых при изменении рН может быть повторено многократно.

Индикаторы широко используют в титровании в аналитической химии и биохимии. Из-за субъективности определения цвета, индикаторы pH не всегда удобны, для точного измерения pH используют pH-метры с цифровой индикацией. Индикаторы обычно используют, добавляя несколько капель водного или спиртового раствора. Другой способ применения - использование полосок бумаги, пропитанных раствором индикатора или смеси индикаторов и высушенных. Полоски имеют нанесенную цветную шкалу эталон цвета (в том числе для окрашенных или мутных сред) или напечатанные значения рН для точного измерения в узких диапазонах рН. Современные индикаторные полоски могут быть изготовлены с красителем - индикатором, привитым к целлюлозе или иному полимеру, что делает их устойчивыми к вымыванию, вплоть до многократного использования.

± 1 (область Изменение цвета индикатора отмечается при рН = рКInd перехода). Здесь рКInd называется константой индикатора и имеет смысл константы равновесия. Ниже показано изменение окраски индикаторов в области перехода.

Рисунок 4. Разные цветные формы индикаторов в водных растворах.

Точное значение рН перехода для большинства индикаторов зависит от ионной силы раствора I. Так, рН перехода, определяемое при I = 0.1 моль/л отличается от точки перехода в растворе с I = 0.5 моль/л или I = 0.0025 моль/л на 0.15-0.25 единицы рН.

Если индикатор слабая кислота HInd, то в водном растворе имеет место равновесие HInd + H2O Ind + H3O+ и константа равновесия записывается как:

(4.1.).

Фенолфталеин С20Н14О4 относится к данному типу индикаторов.

Нейтральные и кислые растворы фенолфталеина бесцветные, щелочные малиновые. Однако, в сильно щелочной среде фенолфталеин обесцвечивается. В среде концентрированной серной кислоты он даёт красную окраску, обусловленную образованием катиона фенолфталеина, хотя и не такую интенсивную. Эти малоизвестные факты могут привести к ошибкам при определении рН среды.

–  –  –

Концентрацию окрашенной ионизированной формы Ind фенофталеина можно определить спектрофотометрическим методом, поскольку по закону

Бугера-Ламберта-Бера:

–  –  –

оптическая плотность D в максимуме поглощения прямо пропорциональна С (Ind).

Получить навыки экспериментальной работы со

Цель работы:

спектрофотометром. Определить рН перехода индикатора фенолфталеина.

Оборудование и материалы: спектрофотометр Specord 50 PC, персональный компьютер, кювета кварцевая, рН-метр-иономер “Эксперт-001”, комбинированный рН-электрод, штатив для электродов, магнитная мешалка, якорь для мешалки, фингер, пластиковая пипетка на 5 мл, воронки – 2 шт., мерные колбы на 500 мл - 2 шт., стакан для слива на 1 л, мерные цилиндры на 50 мл – 2 шт., стаканы химические на 100 мл – 11 шт., стакан химический на 50 мл, промывалка, пинцет, фильтровальная бумага, химический стакан на 100 мл с водой для хранения электрода.

Реактивы: 0.1 моль/л NH4Cl, 0.1 моль/л NH4OH, 0.1% водно-спиртовой раствор фенолфталеина.

Порядок выполнения:

1. Приготовьте в химических стаканах 11 буферных растворов состава:

1) 0 мл NH4OH и 50 мл NH4Cl;

2) 5 мл NH4OH и 45 мл NH4Cl;

и т.д…….до 11) 50 мл NH4OH и 0 мл NH4Cl.

2. Налейте с помощью «фингера» и пипетки во все 11 растворов по 1 мл 0.1% раствора фенолфталеина. Точность Ваших конечных результатов в первую очередь определяется точностью приливания фенолфталеина.

Включите рН-метр-иономер “Эксперт-001” нажатием клавиши “ВКЛ”. На экране появится надпись “Выбор режима рН-метр-иономер”. Нажмите кнопку “ИЗМ”. На экране появится надпись “рН” и соответствующее значение рН. Не трогайте кнопку “клб” (испортите настройку рН-метра). Прибор готов к работе.

3. Измерьте рН растворов 1-11.

• Перед каждым измерением выньте электрод из раствора, промойте его дистиллированной водой из промывалки, промокните кусочком фильтровальной бумаги и поместите в анализируемый раствор.

• Показания снимайте после установления устойчивого значения при перемешивании раствора с помощью магнитной мешалки. Проследите за тем, чтобы нагрев мешалки был отключен.

• После окончания измерений поместите электрод в стакан с дистиллированной водой.

4. Включите персональный компьютер и войдите в программу WinAspect.

5. Включите тумблер на задней стенке спектрофотометра.

6. Вставьте кювету с дистиллированной водой в кюветное отделение спектрофотометра. Держите кювету только за матовые поверхности. Доливать раствором или водой необходимо до синей метки. Следите, чтобы на стенках кюветы не было пузырей. Закройте кюветное отделение.

7. Выполните настройку программы регистрации спектра.

Нажмите кнопку “Measurement” в меню программы WinAspect.

Нажмите кнопку “Initialize device” в меню “Measurement”. Дождитесь включения второй зеленой лампочки на передней панели спектрофотометра.

Нажмите кнопку “Set parameters” в меню “Measurement”.

В открывшемся окне “cycle mode” активизируйте режим “manual”. В открывшемся окне “display” активизируйте режим “absorbance”.

В открывшемся окне “correction” активизируйте режим “reference”.

Перейдите с закладки “setting” на закладку “mode”

8. Установите параметры съемки спектра: “range” 400-600, “delta lambda” – 5.0, “speed” – 10.0. Сохраните установку, нажав кнопку ОК. Подтвердите изменения, нажав кнопку “Ja”.

9. Нажмите кнопку “Reference measurement” в меню “Measurement”.

Не обращайте внимания на рисуемый график. Дождитесь окончания записи графика. Прибор готов к измерениям.

10.Последовательно получите спектры поглощения окрашенных растворов №1-11.

Для этого в кювету налейте окрашенный раствор. Поставьте ее в кюветное отделение. Закройте его.

Нажмите кнопку “Measurement” в меню “Measurement”. Началась запись спектра. После окончания записи на экране появится надпись “Start next cycle”.

Не нажимайте кнопки. Смените раствор в кюветном отделении и только после этого нажмите кнопку “да”. Началась запись следующего спектра.

11.После окончания записи последнего спектра нажмите кнопку “нет” на экране монитора. Вы увидите графики спектров поглощения ваших растворов.

12.Определите значение длины волны в максимуме поглощения max окрашенного соединения в области 400-600 нм каждого спектра. Для этого нажмите кнопку “Zoom” и наведите указатель мыши на максимум пика. Щелкните левой кнопкой мыши. После нахождения max, выйдите из режима “scale”, закрыв окно.

13.Определите оптическую плотность растворов в максимуме поглощения Dmax.

Для этого перейдите на закладку “values”. Нажмите кнопку “select all”, а затем кнопку “update table”. Запишите значения max и Dmax. в таблицу.

–  –  –

14.Окончание работы.

• Выньте кювету из кюветного отделения. Промойте ее дистиллированной водой и в перевернутом состоянии поставьте на фильтр в чашку Петри.

• Закройте программу WinAspect. Выключите спектрофотометр нажатием тумблера на его задней панели.

15. Постройте зависимость оптической плотности в максимуме поглощения (Dmax) от рН раствора. Найдите значение рН, при котором оптическая плотность равна половине значения, отвечающего полному превращению индикатора в окрашенную форму. Это значение численно равно рКInd.

16. Если при выполнении п.15 Вы не можете определить значение, отвечающее полному превращению индикатора в окрашенную форму, воспользуйтесь следующей операцией. Постройте график изменения приращения оптической плотности по рН (D/pH) от величины рН. Максимум на этой кривой соответствует точному значению рН перехода индикатора.

17. Определите область перехода индикатора фенолфталеина.

18. Запишите выводы работы и ответьте на контрольные вопросы.

–  –  –

1. Какие химические изменения приводят к изменению окраски фенолфталеина?

2. Почему точность Ваших результатов в первую очередь определялась точностью приливания фенолфталеина?

3. Определите, какая доля фенолфталеина находится в кислотной форме на границах области перехода индикатора.

4. О чем свидетельствует неизменность max в процессе регистрации спектров?

–  –  –

Раствором называется гомогенная (однофазная) смесь, состоящая из двух или большего числа веществ, состав которой может непрерывно изменяться в пределах области растворимости этих веществ. Растворы бывают жидкие и твердые, двухкомпонентные и растворенное вещество) и (растворитель многокомпонентные. Компонентом называется вещество, которое может быть выделено из раствора и существовать самостоятельно в обычных условиях.

Свойства жидких растворов, зависящие от числа находящихся в нём частиц (молекул, ионов), называются коллигативными. К ним относятся изменения при образовании раствора давления насыщенного пара растворителя (закон Рауля), замерзания Тзам и кипения Ткип, а температуры температуры также осмотические свойства. Свойства идеальных растворов определяются только концентрацией растворенных частиц и не зависят от их природы.

Закон осмоса Вант-Гоффа записывается уравнением:

= ic R T (5.1.), где осмотическое давление раствора, с – молярная концентрация, Т абсолютная температура, R газовая постоянная. Изотонический коэффициент i был введён Вант-Гоффом, как поправка для «согласования» опытных данных с теоретическим расчетом. Смысл i стал понятен после того, как для объяснения наблюдаемых отклонений Аррениус предложил теорию электролитической диссоциации с её основными положениями:

Электролиты в растворах распадаются на ионы.

1.

Диссоциация является обратимым равновесным процессом.

2.

Силы взаимодействия ионов с молекулами растворителя и друг с 3.

другом малы (т.е. растворы являются идеальными, что справедливо только в случае разбавленных растворов).

Таким образом, количественные характеристики растворов электролитов и неэлектролитов различаются, поскольку при диссоциации концентрация частиц в растворе увеличивается, что и учитывает коэффициент i:

–  –  –

i = 1 + ( 1) (5.3).

Для растворов неэлектролитов i = 1, для электролитов i 1.

Уравнением (5.3.) показывает связь изотонического коэффициента со, образующихся степенью диссоциации вещества в растворе и числом ионов из одной молекулы. В предельно разбавленных (идеальных) растворах сильных, например, i = 4 для AlCl3. С электролитов изотонический коэффициент равен ростом концентрации значение i уменьшается, что вызвано существенным электростатическим взаимодействием ионов, и в первую очередь образованием ионных пар.

Явление осмоса играет большую роль в биологических процессах. Растворы, имеющие одинаковое осмотическое давление, называют изотоническими. В медицине используют растворы для инъекций и кровезаменители, осмотическое давление которых равно осмотическому давлению крови человека при 37 оС, которое составляет 780-790 кПа. Количество осмотически активных частиц выражает осмоляльная концентрация (осмоляльность раствора) произведение iс или im. Водный 0.9%-ный раствор NaCl изотоничен крови и его называют физиологическим раствором.

Для нахождения изотонических коэффициентов растворов электролитов, осмотического давления растворов, молярных масс растворенных веществ определяют температуры замерзания раствора (криоскопия) или температуры кипения (эбуллиоскопия).

Растворы имеют более низкую температуру замерзания (кристаллизации) по сравнению с чистым растворителем.

Понижение температуры замерзания Тзам, равное разности между температурой замерзания чистого растворителя Тозам и температурой замерзания раствора Tзам, зависит от концентрации раствора, способности вещества к диссоциации (электролит или неэлектролит) и выбора растворителя, т.е.:

–  –  –

где Е эбулиоскопическая постоянная (для воды Е= 0.56 град кг моль1).

Значения постоянных К и Е зависят только от природы растворителей и связаны с температурой фазовых переходов Ткип, Ткрист (Тзам) и изменением ~ мольных энтальпий Н равновесий жидкость пар (кипение-конденсация) и жидкость твердое (плавление-кристаллизация), например:

–  –  –

Цель работы: определить температуру замерзания водного раствора электролита, рассчитать изотонический коэффициент, осмоляльность и осмотическое давление раствора.

Оборудование и материалы: криометр, лёд и кристаллический NaCl для приготовления охлаждающей смеси, исследуемое вещество NH4Cl.

Рисунок 7. Кривые охлаждения чистого растворителя (1) и раствора (2), которые получают, используя криометр: 1пробирка с исследуемым раствором, 2термометр, 3 резервуар для пробирки, 4 резервуар с охлаждающей смесью, 5мешалка.

Порядок выполнения:

1. Приготовьте 20 мл раствора NH4Cl с моляльной концентрацией 0.11 моль/кг (приведите расчёт навески соли).

2. Заполните дьюар охлаждающей смесью (раздробленный лед и 3-4 столовые ложки поваренной соли). Проверьте температуру полученной смеси. Она должна быть в пределах от 5 до 8оС.

3. Подготовьте криометр к работе: пробирку и термометр промойте водой.

4. В пробирку налейте такой объем исследуемого раствора, чтобы его уровень был на 0.5-1 см выше резервуара ртути термометра. Измерьте температуру раствора.

5. Опустите пробирку с раствором в дьюар с охлаждающей смесью и через каждые две минуты записывайте показания термометра.

Внимание. Обычно температура снижается до значения ниже температуры замерзания, то есть наблюдается переохлаждение раствора, которое связано с медленным образованием центров кристаллизации. Поэтому после температуры +3 оС, рекомендуется аккуратно, чтобы не разбить термометр, пользоваться мешалкой в течение 5-10 секунд. Быстрое повышение температуры вследствие выделения теплоты кристаллизации показывает начало замерзания раствора. Наибольшее после петли переохлаждения значение Т берут как Тзам, после которого температура медленно снижается (сделав 4-5 измерений на этом участке, завершите опыт). Постройте кривую охлаждения.

6. По экспериментально найденному значению Тзам раствора рассчитайте Тзам и изотонический коэффициент i = T / Km. Сравните его с максимально возможным. Определите осмоляльность раствора iс.

7. Рассчитайте осмотическое давление исследуемого раствора 273 и установите изотоничность раствора крови человека. Для пересчёта на 37оС (310 К) воспользуйтесь формулой 310 =. Запишите вывод и ответьте на вопрос, к какому типу относится исследуемый раствор (р-ра крови гипотонический раствор, р-р крови гипертонический раствор, р-ра = крови изотонический раствор).

–  –  –

1. Какое давление называют осмотическим? Зависит ли осмотическое давление раствора от природы растворенного вещества?

2. Объясните физический смысл изотонического коэффициента? Чему равно его максимальное значение для K4[Fe(CN)6], Na2SO4?

3. Как зависит температура замерзания раствора Тзам от концентрации растворенного вещества? Будет ли одинаковым Тзам растворов сахарозы и NaCl при равенстве их моляльных концентраций?

4. Какое показание термометра принимают за температуру замерзания чистого растворителя и исследуемого раствора?

5. Каков физический смысл криоскопической постоянной?

6. Будет ли изотоничен 0.85% раствору NaCl раствор А: глюкоза -1%; CaCl2 мочевина -1.2%; KCl - 4%? Образованием ионных пар в системе можно пренебречь.

V. Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах

Определение условий сосуществования жидкости и пара в двухкомпонентной системе необходимо для расчёта технологических процессов, например, для дистилляции жидких смесей.

Полную характеристику равновесной системы даёт фазовая диаграмма. Это графическое изображение условий (температура Т, давление p, химический состав x), при которых в равновесной термодинамической системе, состоящей из одного или нескольких компонентов, существуют однородные состояния вещества (фазы) с различающимися физико-химическими свойствами.

Теоретические основы построения фазовых диаграмм даны в работах

Гиббса в 80-х годах XIX века. Им сформулировано правило фаз:

число степеней свободы равновесной термодинамической системы (f), на которую влияют из внешних факторов только давление и температура равно числу компонентов (K) минус число фаз (Ф) плюс 2 (T и p имеют при равновесии одинаковое значение во всех фазах системы) :

f=KФ+2 (6.1.).

Значение f показывает количество переменных, которое можно изменять произвольно без нарушения фазового равновесия, т.е. сохраняя число сосуществующих фаз и их состав. Уравнение Гиббса выведено в предположении, что каждое из веществ (компонентов) может беспрепятственно переходит из одной фазы в другую.

Фазой называется гомогенная часть гетерогенной системы, во всех точках которой состав, химические и физические свойства одинаковые. Фаза отделена от других частей системы границей (поверхностью) раздела.

Фазовая диаграмма показывает:

1. какие индивидуальные вещества, химические соединения и растворы, образуют независимые компоненты системы;

2. при каких условиях такие фазы и их гетерогенные смеси являются термодинамически устойчивыми;

3. при каких значениях термодинамических переменных происходят фазовые превращения веществ;

4. каково соотношение количеств сосуществующих фаз, составляющих гетерогенную смесь веществ.

Для равновесия жидкостьпар двухкомпонентных систем строят двумерные диаграммы «давлениесостав» и «температурасостав», которые являются сечениями трехмерных диаграмм «давлениетемпературасостав».

С помощью изобарной диаграммы «температура кипения растворасостав раствора» анализируется равновесие жидкостьпар, описывающее явления испарения и конденсации растворов.

Диаграммы получают на основании экспериментальных результатов или сложных расчетов при наличии необходимых термодинамических данных.

Диаграммы рx, (T = const) и Tx (p = const), показаны на рис. 7 для смесей с неограниченной растворимостью жидких компонентов.

Они бывают двух типов:

1ый тип смеси, не образующие азеотроп (рис.7а), 2ой тип – смеси образуют азеотроп с температурой кипения выше (рис. 7б.) или ниже (рис.7в) температуры кипения чистых компонентов. Азеотроп представляет собой нераздельно кипящую смесь.

Рисунок 7. Диаграммы «давление состав», «температура кипения состав» и хy.

Обозначения: l – liquid – жидкая фаза, g gas пар. а- в отсутствии азеотропа, б - азеотроп с температурой кипения выше температуры кипения чистых компонентов, в - азеотроп с температурой кипения ниже температуры кипения чистых компонентов.

Работа 6. Построение фазовой диаграммы кипения системы ацетон-бензол Цель работы: Получить практические навыки работы с рефрактометром.

Построить фазовую диаграмму кипения (Тсостав) смесей ацетон-бензол.

Приборы и материалы: рефрактометр ИРФ 454Б2М, колбонагреватель, подъёмный столик, прибор для перегонки с обратным холодильником и термометром, стеклянная воронка, мерный цилиндр на 25 мл, приемная колба, стеклянная пипетка с резиновым наконечником, шесть конических колб на 100мл, пластиковые пробки, настольная лампа.

Реактивы: ацетон, бензол.

Внимание. Все работы проводятся в вытяжном шкафу.

Органические остатки сливаются в органический слив.

Порядок выполнения:

1. В сухих и чистых конических колбах с помощью мерных цилиндров приготовьте шесть жидких проб: 1 и 6 индивидуальные вещества, пробы 2-5 смеси с различным объемным отношением бензол-ацетон согласно табл.4.

Закройте колбы пластиковыми пробками.

2. Ознакомьтесь с рефрактометром и измерьте показатели преломления проб 1-6.

Измерение nD.

• На поверхность измерительной призмы пипеткой, не касаясь призмы, нанесите 2-3 капли жидкости (при недостаточном количестве жидкости показания могут быть неясными).

• Опустите осветительную призму и прижмите ее крючком.

• Установите окуляр на отчетливую видимость перекрестия.

• Вращайте маховик со шкалой до исчезновения окраски граничной линии.

• Наблюдая в окуляр, маховиком без шкалы нанесите границу светотени точно на перекрестие и по шкале показателей преломления снимите отсчет.

3. Постройте калибровочный график зависимость показателя преломления жидкости от объёмной концентрации бензола (используйте приложение EXCEL).

В дальнейшем с помощью этого графика по линейной регрессии y = ах + b определяется состав паровой фазы.

4. Соберите прибор для перегонки, состоящий из колбы 1, термометра 2 и холодильника 3 (см. рис. 8). Под колбу подводится нагреватель.

–  –  –

5. В колбу поместите 25 мл исследуемой смеси, добавьте 2-3 «кипелки»

стеклянных капилляра во избежание перегрева жидкости. Колбу закройте пробкой с термометром и присоедините к холодильнику с проточной водой.

Нагревайте колбу до начала конденсации паров из носика холодильника.

Измерьте и запишите в таблицу температуру образования конденсата (Т паров в колбе).

6. Получите примерно 1 мл перегоняемой жидкости в приёмной колбе, затем выключите нагрев колбы и опустите нагреватель.

7. Снимите приемную колбу. Отберите пипеткой несколько капель конденсата и измерьте показатель преломления на рефрактометре. Состав конденсата (состав паровой фазы) определите по калибровочному графику.

8. Повторите эти операции с другими пробами. Данные запишите в таблицу.

9. Постройте фазовую диаграмму кипения. На оси ординат отметьте значения температуры кипения чистых растворителей, взятые из справочника.

VВ Состав смесей выразите в объёмных процентах: об.% В = 100.

VA + VB Дополнительно можно представить диаграмму в мольных процентах веществ.

Для пересчёта можно воспользоваться формулой (6.2.):

–  –  –

где МА, МВ и А, В – молекулярные массы и плотности компонентов А и В, А объемная доля компонента А, рассчитанная через объемы VA и VB.

Все расчеты привести в тетради, результаты записать в таблицу.

10.На диаграмме отметьте области гомогенного (жидкость, пар) и гетерогенного состояния системы, укажите число степеней свободы в этих областях.

11.Запишите вывод работы.

–  –  –

1. В литровый вакуумированный сосуд поместили 3 г воды. Определите число фаз в сосуде после установления равновесия в стандартных условиях.

2. Что такое азеотроп? Соответствует ли азеотроп индивидуальному химическому соединению?

3. Приведите примеры азеотропов с температурой кипения выше и ниже температуры кипения чистых компонентов (индивидуальных веществ).

V. Фазовые равновесия в трехкомпонентных системах

Составы трёхкомпонентной системы удобно представлять, используя равносторонний треугольник (метод Гиббса-Розебома). Вершины треугольника соответствуют чистым компонентам А, В, С, точки на сторонах треугольника отвечают составам бинарных систем А-В, В-С и А-С, а точки внутри (фигуративные точки) – всевозможным составам тройных систем. Если к смеси двух компонентов, например А-В, добавлять третий компонент С, то фигуративная точка двигается по прямой, соединяющей точку на стороне А-В к вершине С. При движении точки от стороны к вершине по любой линии концентрация вещества, указанного в вершине, возрастает.

В методе Розебома за 100% принимается сторона равностороннего треугольника и используется свойство сумма отрезков, проведенных параллельно сторонам треугольника из любой точки внутри него равна длине стороны. Состав тройной системы определяется по величинам этих отрезков.

В методе Гиббса за 100% принимается высота треугольника (рис. 9). Из точки опускают перпендикуляры на стороны, сумма длин которых равна высоте.

Если система состоит их двух взаимно нерастворимых жидкостей, например, А (алкан) и С (вода) и третьей жидкости В (спирт), неограниченно растворимой в А и В, то добавление В увеличивает взаимную растворимость двух других. Вещество В, способствующее смешиваемости компонентов А и С, называется Повышение температуры улучшает гомогенизатором.

смешиваемость компонентов: область расслаивания уменьшается.

–  –  –

Число степеней свободы рассчитывается по формуле f = K Ф + 2.

Для трехкомпонентной системы (К = 3) при постоянстве давления и температуры получаем уравнение f = 3 Ф и плоскую фазовую диаграмму. Для изображения состояния системы при различных температурах нужна трёхмерная диаграмма «температурасостав» в форме трёхгранной призмы.

–  –  –

Работа 7. Изучение взаимной растворимости трех жидкостей Цель работы: Методом титрования определить начало расслаивания смеси изопропанолн-гептанвода при комнатной температуре.

Построить изотерму растворимости на треугольнике Гиббса-Розебома.

Оборудование и материалы: три бюретки на штативах, 6 сухих пробирок с пробками в штативе, склянка для слива, бланк с треугольником Гиббса-Розебома.

Реактивы: изопропанол, н-гептан, вода дистиллированная.

Порядок выполнения:

Начало расслаивания трехкомпонентной системы определяем методом титрования. В первой серии опытов смесь алкан+спирт (А+В) титруйте водой (С), а во второй серии в смесь спирт+вода (В+С) добавляйте алкан (А).

–  –  –

6. Постройте диаграмму растворимости по экспериментальным данным на треугольнике Гиббса-Розебома, используя следующие рекомендации.

7. Определите составы смесей, указанных преподавателем на треугольнике Гиббса-Розебома точками «а» и «б».

Построение диаграммы.

Расположение компонентов такое же, как показано на рис. 9б: А и В - в основании, а С - в вершине треугольника. Вершины соответствуют чистым веществам (100%), а противоположная данной вершине сторона является осью составов других двух компонентов. С увеличением содержания добавляемой каплями жидкости точка приближается к вершине.

Левая ветвь диаграммы (серия 1). На стороне АС отметить точкой 1 состав первой смеси (30% A и 70% С). Полученную точку соединить с вершиной В и на этой линии отметить точкой найденный титрованием объемный % В (QВ).

Правая ветвь диаграммы (серия 2). Заданный состав В-С отмечают точкой на стороне ВС, её соединяют прямой с вершиной А и на этой линии находят объемный % А (QА). Точки внутри треугольника соединяют плавной линией.

Область критической точки, где нет экспериментальных данных, показывают пунктирной линией. Напишите внутри каждой из двух областей диаграммы число фаз, находящихся в равновесии и число степеней свободы. Число степеней свободы.

–  –  –

1. Запишите правило фаз Гиббса для трехкомпонентной системы. Какое максимальное число фаз может быть в трехкомпонентной системе при различных Р и Т ? при Р,Т = const?

2. Назовите компоненты и фазы в изучаемой вами системе. Какое вещество является гомогенизатором? Как уменьшить область расслаивания?

3. Определите число степеней свободы для обеих областей диаграммы. Какие параметры можно менять в данной системе, чтобы число фаз не изменилось?

Рекомендуемая литература

1. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия: учебник для хим.-техн.

Спец. Вузов. М.: Высшая школа, 1998

2. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Физическая химия. Учебник для вузов.

М.:Химия, 2000

3. Карякин Н.В. Основы химической термодинамики. М.: Химия, 2003



Похожие работы:

«УДК: 616.85 – 616.89 + 159.95. НАРУШЕНИЕ САМОСОЗНАНИЯ ПРИ ТРЕВОЖНО-ФОБИЧЕСКИХ РАССТРОЙСТВАХ © 2015 И. В. Ганзин докт. мед. наук, доцент кафедры психологии e-mail: mrganzin@mail.ru Инженерно-педагогический университет (г.Симферополь) В статье представлены...»

«УДК 378 ЛИНГВИСТИЧЕСКАЯ ОДАРЕННОСТЬ СТУДЕНТОВ КАК ОСНОВА ПОСТРОЕНИЯ ИНОЯЗЫЧНОЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЫ А.Н. Панфилов1, В.М. Панфилова2 кандидат педагогических наук, доцент, 2 старший преподаватель Казанский (Приволжс...»

«ОРИЕНТАЦИЯ СТУДЕНТОВ УНИВЕРСИТЕТА НА МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ПОЗНАНИЯ Назаров Н.В. Оренбургский государственный университет, г. Оренбург Развитие педагогического знания предполагает выбор исследователем методологических уст...»

«Перспективный план работы МБОУ г. Мурманска «Гимназия №9» на 20162017учебный год “В деле обучения и воспитания, во всём школьном деле ничего нельзя улучшить, минуя голову учителя” К.Д. Ушинский 1. Основные направления деятельности:Обеспечение прав и гарантий учащихся на образование Создани...»

«1 УГЛОВ Н.В. СОЛЁНОЕ ДЕТСТВО В ЗОНЕ. РОМАН. Автобиография Углов Николай Владимирович родился 26 июля 1938 года в г. Кисловодске Ставропольского края. С 1944 по 1954 г.г., как сын «врага народа», вместе с матерью и братом был выслан в Новосибирскую область. Око...»

«УДК 616 М.Н. Гуртовая, Н.Я. Прокопьев, г. Тюмень Физическая работоспособность и максимальное потребление кислорода у мальчиков периода второго детства, страдающих аллергическим ринитом В статье представлены результаты изучения у мальчиков периода второго детства, страдающих аллергическим ринитом, физической работоспос...»

«УДК 371.1 Н.Н. Колмогорцева, г. Шадринск Арт-терапия в работе с педагогическим коллективом В статье рассматриваются возможности арт-терапии, ее классификация, цели и особенности использования в процессе психологического сопровожде...»

«ОКАЗАНИЕ ПСИХОЛОГО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ПОМОЩИ ДЕТЯМ С СИНДРОМОМ ДЕФИЦИТА ВНИМАНИЯ И ГИПЕРАКТИВНОСТИ И ВОСПИТАТЕЛЯМ В УСЛОВИЯХ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНО ДЕТСКОГО САДА Т.В. Горчакова, ФГБОУ ВО «Мурманский арктический государственный университет» Мурманск, Россия PROVIDING PSYCHOLOGICAL A...»

«Международная магистерская программа ИИТО ЮНЕСКО «ИКТ в профессиональном развитии учителей» Образовательная программа подготовки магистров по направлению 050100 «Педагогическое образование» (квалификация (степень) «Магистр») Москва Содержание Вступительное слово 5 Введение 7 Основные термины, понятия...»

«АДМИНИСТРАЦИЯ КРАСНОСЕЛЬСКОГО РАЙОНА САНКТ-ПЕТЕРБУРГА Государственное бюджетное дошкольное образовательное учреждение детский сад № 26 компенсирующего вида Красносельского района Санкт-Петербурга (ГБДОУ детский сад № 26) Аннотация к рабочей программе учителя дефектолога (тифлопедагога) Дьяковой Г. Б. Разновозрастна...»

«1 Научно-исследовательская работа Как ЛЕГО влияние на нас?Выполнил: Данзанов Жаргал Зориктуевич учащийся 4 «б» класса МБОУ Загустайской СОШ Руководитель: Данзанова Эльвира Юрьевна учитель русского языка и литературы МБОУ Загустайской СОШ Оглавление Введение 1. Теоретическая часть 2.1. С чего в...»

«УДК 800: 159.9 ЛИНГВИСТИЧЕСКАЯ СУЩНОСТЬ МЕТАФОРИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ В ПЕДАГОГИЧЕСКОМ ДИСКУРСЕ © 2011 Ю. Ю. Цыбина аспирант кафедры теории языка e-mail: Jeremina3@gmail.com Курский государственный университет В данной стат...»

«Аннотация по ОП к дополнительной общеразвивающей общеобразовательной программе «Музыкального исполнительство «Фортепиано» Данная образовательная программа предназначена для обучающихся в МБОУ ДО «ДМШ». Цель программы – создание педагогических условий, направленных на развитие музыкально-тв...»

«Вестник ПСТГУ IV: Педагогика. Психология 2009. Вып. 3 (14). С. 17–26 СОЦИАЛЬНОЕ ВОСПИТАНИЕ В ПОСТИНДУСТРИАЛЬНУЮ ЭПОХУ Т. А. РОММ В статье рассматриваются проблемы, связанные с теоретическим определением целей и задач социального воспитания в постиндустриальную эпоху. В содержании социального воспитания на первое место выдвига...»

«УДК 378 РОЛЬ ВАРИАТИВНЫХ ДИСЦИПЛИН В ФОРМИРОВАНИИ ГОТОВНОСТИ БУДУЩИХ ТОВАРОВЕДОВ-ЭКСПЕРТОВ В ТАМОЖЕННОМ ДЕЛЕ К ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ © 2013 С. Э. Мороз, аспирант e-mail: smor@meta.ua Полтавский национальный педагогический университет имени В.Г. Короленко, г. П...»

«Лекция для школы приемных родителей. Особенности развития детей в семье и детей, оставшихся без попечения родителей. Физическое и психомоторное развитие ребенка. Периоды детства. Оценка физическог...»

«Богомолова Елена Анатольевна Индивидуальные варианты умственного развития младших школьников Специальность 19.00.13 психология развития, акмеология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук Калуга 2002 Работа выполнена в Калужском государственном педагогическом университ...»

«ОРГАНИЗАЦИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО МАРШРУТА ПРИ РАБОТЕ С ОДАРЕННЫМИ ДЕТЬМИ Майорова С.В. ГБУ ОШИ «Губернаторский многопрофильный лицей-интернат для одаренных детей Оренбуржья», г. Оренбург На сегодняшний день не все общеобразовательные...»

«ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ АГРЕССИВНОГО ПОВЕДЕНИЯ В ДОШКОЛЬНОМ ВОЗРАСТЕ Медникова Ю.Ю., Киреева Ю.А. Тульский государственный педагогический университет им. Л.Н. Толстого Тула, Россия PECULIARITIES OF MANIFESTATION OF AGGRESSIVE BEHAVIOR IN PRESCHOOL AGE Kire...»

«1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ В. Ф. Габдулхаков ТЬЮТОРИНГ ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ: КОМПОНЕНТЫ ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ Монография Казань Координационный совет УДК 159.923 по психолого-педагогическим ББК 88.53 исследованиям РАО Т52...»

«Гринкевич С.А., учитель ФИЗИКО – ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СЕЛА КЫН-ЗАВОД Географическое положение Село Кын-Завод входит в состав Лысьвенского района Пермского края. Село располагается на крайнем востоке района...»

«ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА УЧИТЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ МОДЕРНИЗАЦИИ ОБРАЗОВАНИЯ С.И. Мурыгина Жетысуский государственный университет им. И. Жансугурова, г. Талдыкорган Стратегия высшего образования в Республики Казахстан направлена на развитие шшюнальной модели образо...»

«Ноября 30 (13 декабря) Священномученик Иоанн (Честнов) Священномученик Иоанн родился 30 января 1874 года в деревне Запонорье Богородского уезда Московской губернии в семье священника Петра Честнова. В 1904 году по окончании четвертого курса Московской Духовной семинарии Иван Честнов подал прошение об увольнении. В мае того же года он сд...»








 
2017 www.pdf.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - разные матриалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.