Министерство образования и науки рф

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Иркутский государственный технический университет

ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

методические указания для выполнения лабораторных работ

для студентов очной формы обучения ТППз и ТХКз

Иркутск 2008

Физическая и коллоидная химия. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Составители Е.В. Кудрявцева, А.А. Яковлева, А.А. Бегунов, Е.Г. Филатова, П.Д. Белых - Иркутск: Изд-во ИрГТУ. - 2008. - 77 с.

Содержат описание лабораторных работ по основным разделам физической химии: термохимии, фазовому равновесию; электрохимии; кинетике химических реакций и коллоидной химии. К каждой работе приводится теоретическое введение, поясняющее физико-химические закономерности опытов, а также предложены контрольные вопросы для самопроверки полученных знаний.

Предназначены для выполнения лабораторных работ по курсу физиче­ской химии студентами заочной формы обучения по специальностям: ТХКз и ТППз

Библиограф. назв. ил.

Введение

Физическая химия рассматривает физические явления химических реакций и занимается изучением закономерностей протекания химических реакций, сопровождающимися превращением энергии; строением веществ, а также свойствами вещества в различных состояниях. Физическая химия включает такие научные разделы, как химическая термодинамика, кинетика, квантовая химия, каталитическая химия, электрохимия, кристаллохимия, химия твердого состояния, радиохимия и др. Каждый из этих разделов входит в определенную систему химических знаний, которая образует современную химию.

Подготовка инженеров-технологов по переработке растительного сырья предполагает освоение ими методов физической и коллоидной химии и умение применять их на практике для решения различных технологических задач. Наряду с теоретическим изучением материала, одной из важнейших сторон подготовки является освоение студентами техникой физико-химического эксперимента.

Настоящее методическое пособие является руководством к лабораторным работам по общему курсу физической и коллоидной химии. Главная задача практикума − привить студентам необходимые навыки физико-химического эксперимента, связанного с измерением физических величин, сопровождающих химические превращения. Для решения этих задач в руководство включены лабораторные работы, иллюстрирующие основные экспериментальные подходы при исследовании теплот химических реакций, термодинамики фазовых переходов, диаграмм состояния, электрохимии растворов, химической кинетики, поверхностных явлений и дисперсных систем.

К каждой лабораторной работе приводится краткое теоретическое введение, которое необходимо для осмысленного выполнения работ. Однако это введение не претендует на систематическое изложение всего теоретического материала и не может заменить лекционного курса. Ниже приводится краткий перечень основных разделов и тем теоретической части дисциплины:

Основы химической термодинамики: начало тер­модинамики, термодинамические функции, хими­ческий потенциал и общие условия равновесия систем, термодинамические свойства газов и газо­вых смесей.

Химическое и фазовое равновесие, свойства рас­творов и адсорбция: равновесия в однокомпонентных системах, термодинамические свойства растворов, равнове­сия в двухфазных двухкомпонентных системах, равновесия в трехкомпонентных системах; хими­ческое равновесие; термодинамическая теория химического сродства. Адсорбция.

Равновесия в растворах электролитов: термодинамические свойства растворов электролитов; неравновесные процессы в растворах электролитов; методы экспериментального измерения электрической проводимости электролитов; кондуктометрия.

Термодинамическая теория ЭДС. Равновесные электродные потенциалы; электроды электрохимических систем и их классификация; электрохимические системы: физические, концентрационные, химические; потенциометрия; расчет термодинамических величин на основе измеренных обратимых ЭДС.

Химическая кинетика: формальная кинетика, тео­рии химической кинетики, кинетика сложных го­могенных, фотохимических, цепных и гетероген­ных реакций; катализ: гомогенный и ферментатив­ный катализ, гетерогенный катализ.

Коллоидная химия: адсорб­ция, смачивание и капиллярное явление адсорбция на гладких поверхностях и пористых адсорбентах, капиллярная конденсация; адгезия и смачивание; поверхностно-активные вещества; механизмы об­разования и строения двойного электрического слоя; электрокинетические явления; устойчивость дисперсных систем (седиментация в дисперсных системах, термодинамические и кинетические факторы агрегативной устойчивости); мицеллообразование; оптические явления в дисперсных сис­темах; системы жидкой и газообразной дисперси­онной средой; золи, суспензии, эмульсии, пены, пасты; структурообразование в коллоидных сис­темах.