ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра химии

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ, ЭЛЕКТРОХИМИЯ, КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

для выполнения лабораторных работ № 1-7

по дисциплине “Физическая химия”

для студентов специальностей

150104, 150702, 200503, Направления 223200

очной формы обучения

Воронеж 2011

Составители: канд. техн. наук В.В. Корнеева, канд. техн. наук А.Н. Корнеева, д-р техн. наук В.А. Небольсин

УДК 541.1(07)

Поверхностные явления, электрохимия, кинетика химических реакций: методические указания для самостоятельной работы и выполнения лабораторных работ по дисциплине “Физическая химия” для студентов специальностей 150104, 150702, 200503, направления 223200 очной формы обучения / ФГБОУВПО «Воронежский государственный технический университет»; сост. В.В.Корнеева, А.Н. Корнеева, В.А. Небольсин. Воронеж, 2011. 36 с.

Методические указания содержат теоретический и практический материал для самостоятельной подготовки к выполнению лабораторных работ по дисциплине “Физическая химия”.

Предназначены для студентов первого и второго курсов

Методические указания подготовлены в элктронном виде в текстовом редакторе Microsoft Word 97 и содержатся в файле Пов. явления.doc.

Табл.3. Ил.7. Библиогр.: 4 назв.

Рецензент канд. хим. наук, доц. В.П. Горшунова

Ответственный за выпуск зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. В.А. Небольсин

Издаётся по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

 ФГБОУВПО Воронежский

государственный технический

университет, 2011

Содержание

1. Поверхностные явления …………………………………...2

2. Лабораторная работа №1. Адсорбция уксусной кислоты углем…………………………………………………………....2

3. Лабораторная работа №2. Определение поверхностного натяжение жидкостей………………………………………….6

4. Электролиты………………………………………………...11

5. Лабораторная работа №3. Электропроводность электролитов…………………………………………………...15

Лабораторная работа №5. Электродвижущие силы………..................................................................................20

7.Кинетика химических реакций……………………………...26

8. Лабораторная работа №6. Определение константы скорости реакции омыления эфира………………………………………29

9. Лабораторная работа №7. Определение константы скорости инверсии сахара………………………………………………....31

10. Библиографический список………………………………...36

Поверхностные явления лабораторная работа № 1 адсорбция уксусной кислоты углем

Состояние вещества у поверхности раздела соприкасающихся фаз отличается от его состояния в объеме вследствие различия молекулярных полей в разных фазах. Это различие вызывает особые поверхностные явления на границах раздела фаз, например, на границе твердое тело – жидкость, твердое тело – газ и т.д. Поэтому все твердые тела, особенно пористые, обладают способностью поглощать из объема фазы и удерживать на своей поверхности вещество. Такое концентрирование вещества на поверхности раздела фаз называется адсорбцией; вещество, на поверхности которого происходит адсорбция,  адсорбентом, а вещество поглощаемое – адсорбатом. Взаимодействие между частицами адсорбента и адсорбата может осуществляться за счет ван-дер-ваальсовых сил, а также за счет ковалентных или химических сил. В зависимости от характера сил взаимодействия различают физическую адсорбцию и хемосорбцию. Хемосорбция – это процесс, связанный с образованием поверхностного химического соединения. Если в процессе адсорбции происходит одновременно и конденсация газообразного вещества в порах адсорбента, то она называется капиллярной конденсацией.

Количество адсорбированного вещества данным адсорбентом зависит от химической природы вещества, от его концентрации в данной фазе, от температуры и т.д. и может изменяться в широких пределах.

Зависимость величины адсорбции от концентрации растворенного вещества в состоянии адсорбционного равновесия выражается уравнением изотермы адсорбции Ленгмюра.

(1)

где a – количество вещества в моль, адсорбированного 1 г адсорбента; c – концентрация раствора после достижения им адсорбционного равновесия; a₀ и b – постоянные, характерные для адсорбированного вещества и адсорбента (a₀ – предельная адсорбция, или емкость монослоя, т.е. количество адсорбированного вещества, покрывающего поверхность адсорбента плотным монослоем; b – константа адсорбционного равновесия).

Уравнение Ленгмюра (1) можно привести к линейному виду:

(2)

Величины a₀ и b не зависят от концентрации, поэтому полученное уравнение есть уравнение прямой в координатах = f(c). Отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат, дает величину , а тангенс угла наклона прямой равен . Таким образом, имеется возможность расчета постоянных a₀ и b.