Библиографический список

1. Гельфман М. И., Ковалевич О. В., Юстратов В. П. Коллоидная химия. – СПб.: Издательство «Лань», 2003. 336с.

2. Зимон А. Д., Лещенко Н. Ф. Коллоидная химия. – М.: Химия, 2002. 318 с.

3. Фридрихсберг Д. А. Курс коллоидной химии. – Л.: Химия, 1984. 308 с.

4. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии. Под ред. Фролова Ю. Г. и Градского А. С. – М.: Химия, 1986. 215 с.

5. Пасынский А. Г. Курс коллоидной химии. –Л.: Химия, 1984. 232 с.

6. Воюцкий С. С. Курс коллоидной химии. – М.: Химия, 1976. 512 с.

Приложение № 1 порядок оформления лабораторных работ

Отчет по лабораторной работе составляют по схеме:

1. Цель работы и краткое описание проведения эксперимента.

2. Схема приборов, при помощи которых выполнялась работа.

3. Внешние условия (ТиР).

4. Результаты исследования и расчеты (уравнения должны быть приведены в общем виде и с подставленными данными. Результаты исследования и расчетов должны быть сведены в соответствующие таблицы).

5. Графическая обработка экспериментальных данных.

6. Определение ошибок эксперимента. Выводы.

Приложение № 2

ОБРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ

Составление таблиц, построение графиков, расчеты, проводимые с помощью графиков

Каждое экспериментальное исследование начинается с составления плана эксперимента и формы для таблиц опытных данных. При этом нужно тщательно проанализировать, какие величины и в какой последовательности предстоит измерить и вычислить. В этой же последовательности результаты измерений и расчетов распределяют по столбцам таблицы в направлении слева направо. В верху каждого столбца указывают наименование измеряемой величины и единицу ее измерения. Если в таблицу нужно занести величину вида x=m10ⁿ, то в строчках ограничиваются лишь проставлением значащей цифрыm, при этомnдолжна быть постоянной, а в верху столбца записывают обозначениеx10^-n, меняя знак у показателя степени на обратный. Например, если концентрация раствора С = 2.510^{- 3}моль/л, то в строку записывают число 2.5, а в верху столбца С10³. Так как С10³= 2.5, то С = 2.510^-3моль/л. Таким же образом поступают и при обозначении подобных величин на осях координат графиков.

При исследовании какой-либо зависимости результаты удобно выражать в виде графиков в прямоугольной системе координат. На оси абсцисс графика (ОХ) откладывают значение варьируемого параметра (аргумент функции), а на оси ординат (ОУ) – функции. Сначала по значениям координат наносят точки, затем через них или около них проводят кривую с помощью лекала, изогнутой линейки или от руки. Так как результаты опыта в той или иной степени неточные, то всегда будет наблюдаться разброс точек. Поэтому кривую следует проводить таким образом, чтобы она проходила возможно ближе ко всем нанесенным точкам и находилась примерно на одинаковом удалении от них.

График строят на миллиметровой бумаге. Необходимо стремиться к более полному использованию площади графика. В связи с этим точка пересечения оси абсцисс и оси ординат может иметь любые координаты (не обязательно х = 0; у = 0). Масштабы по осям могут быть различными, но при их выборе надо стремиться к тому чтобы площадь рисунка не слишком отличалась от квадрата (т.е. прямая должна располагаться под углом близким к 45к осям координат). В качестве опорных точек при разметке осей следует выбирать не опытные, а округленные и равноотстоящие друг от друга значения х и у (в интервале, охваченном экспериментом). Хотя выбор цены деления определяется крайними значениями х и у, однако целесообразно выбрать такой масштаб, чтобы одно деление соответствовало значащим цифрам числа, откладываемого на осях. Само же число может быть сколь угодно большим или малым. Например, 1 см на осях координат может соответствовать 110^{- 2}, 210^{- 3} , 510⁵и т.д.

При построении графиков необходимо учитывать точности экспериментальных и расчетных данных. Это достигается рациональным выбором масштаба, размеров графика и способов нанесения на него числовых значений исследуемых величин. Числовое значение функции, отвечающее данному значению аргумента, часто обозначают на графике кружком. Диаметр этого кружка должен соответствовать значению систематической ошибки функции.

С помощью графика можно найти значения функции и аргумента, которые непосредственно не определялись. Для этого достаточно любую точку на кривой спроецировать на оси координат. Если значение аргумента находится внутри изученного интервала, то операцию нахождения функции при данном промежуточном значении аргумента называют графической интерполяцией. Если же значение аргумента находится за пределами изученного интервала, определение функции проводят путем продолжения кривой за пределы интервала. Такая операция называется графической экстраполяцией. При выполнении графической экстраполяции предполагают, что, как и внутри исследованного интервала значений аргумента, так и за его пределами наблюдается одна и та же функциональная зависимость.

Для графического дифференцирования надо провести в данной точке касательную к кривой и в соответствии с тем, что , определить тангенс угла α, образуемого касательной с положительным направлением оси абсцисс (рис. 1). При вычислении производная определяется как отношение соответствующих катетов вспомогательного прямоугольного треугольника АВС, причем длина каждого из них предварительно должна быть выражена в единицах масштаба. Тогда.

Графическое интегрирование сводится к определению площади под кривой, ограниченной двумя ординатами.

Для построения касательных к кривым рекомендуется пользоваться одним из следующих приемов.

Первый прием. В тех случаях, когда касательная должна быть построена в заданной точке Q на кривой, целесооб­разно применять метод зеркала (рис. 2). Поперек кривой ребром кладут плоское тонкое зеркало АВ (можно взять, например, лезвие бритвы) и, поворачивая его вокруг заданной точки Q, добиваются того, чтобы отражение QR кривой PQ составляло не ломаную (левая часть рис. 2), а непрерывную кривую RQP (правая часть рис. 2); отметив на рисунке положение зеркала (прямую АВ), получают направление нормали. Перпендикуляр к ней, проведенный через точку Q, представляет искомую касательную. Действительно, в случае отсутствия излома кривой прямая АВ (зеркало) пересекает кривую под углом, равным, в силу равенства углов падения и отражения света, своему смежному, т. е. под прямым углом.

Второй прием. На выбранном участке кривой проводят две параллельные прямые АВ иCD(рис. 3), Через середины Ри Q отрезков проводят прямую FQ вплоть до пересечения с кри­вой в точке Е. Прямая MN, проведенная через точку Е параллельно CD и АВ, представляет касательную в точке E.

Определение точности измерений.

Известно, что любое измерение может быть произведено с определенной точностью, которая обусловлена погрешностью измерений. Под погрешностью (ошибкой) измерения величины х подразумевается разность между ее истинным значением а и результатом измерений а_i: Δа = а – а_i, где Δа – абсолютная погрешность измерения. Величинаназывается относительной погрешностью, она может быть выражена в долях единицы или в процентах.

Погрешности, возникающие в результате неправильных показаний приборов, неточности в методике измерений, односторонности внешних воздействий, являются систематическими погрешностями (Δ_сист). Значение систематической ошибки остается постоянным в серии повторных измерений.

Случайные погрешности (Δ_случ) обусловлены неточностями в установке приборов и отсчете их показаний, комбинациями внешних воздействий, т.е. связаны с условиями опыта, с субъективными особенностями экспериментатора. При повторных измерениях значение случайной погрешности колеблется. Случайные погрешности отличаются от систематических тем, что увеличение числа повторных измерений может уменьшить их величину.

72