- •Саратовский государственный технический университет
- •Введение
- •1. Тепловые эффекты химических реакций и калориметрия
- •1.1. Теоретическая часть
- •Основные понятия
- •Первый закон термодинамики
- •Второй закон термодинамики
- •Третий закон термодинамики
- •Энергетика химических реакций Тепловые эффекты химических реакций Количество теплоты. Уравнение теплового баланса
- •Термохимические законы Закон Гесса
- •Закон Кирхгофа
- •Закон Лавуазье-Ломоносова-Лапласа
- •Тепловые эффекты фазовых превращений
- •Направленность химических процессов
- •1.2. Экспериментальная часть Основы калориметрии
- •Типы калориметров
- •Работа №1. Определение содержания кислоты (концентрации) по тепловому эффекту нейтрализации
- •Работа №2. Исследование тепловых эффектов химических реакций.
- •Графическая обработка результатов эксперимента
- •1. Определение изменение температуры в ходе химической реакции.
- •2. Расчет систематической погрешности
- •3. Расчет погрешности в определении теплового эффекта реакции
- •Содержание и оформление отчета
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задачи для самостоятельного решения
- •2. Идеальные растворы и их свойства
- •2.1. Теоретическая часть Растворы
- •Идеальные растворы
- •Свойства идеальных растворов Понижение давления насыщенного пара растворителя
- •Температура кристаллизации разбавленных растворов
- •Температура кипения разбавленных растворов
- •Изотонический коэффициент
- •Явление осмоса
- •Применение законов идеальных растворов
- •2.2. Экспериментальная часть Работа №1. Определение изотонического коэффициента и степени диссоциации электролита эбулиоскопическим методом
- •Работа №2 Определение молекулярной массы вещества криоскопическим методом
- •Обработка результатов эксперимента
- •Работа №3 Определение осмотического давления раствора неэлектролита
- •Вопросы для самоконтроля
- •Задачи для самостоятельного решения
- •3. Фазовые равновесия
- •3.1. Теоретическая часть
- •Фазовые диаграммы состояния систем
- •Однокомпонентные системы
- •Двухкомпонентные системы
- •Двухкомпонентные конденсированных системы
- •Диаграмма состояния системы с эвтектикой
- •Системы с образованием химических соединений, плавящихся конгруэнтно
- •Системы с образованием химических соединений, плавящихся инкогруэнтно
- •Системы с неограниченной растворимостью компонентов в жидком и ограниченной взаимной растворимостью в твердом состояниях
- •Системы с ограниченной взаимной растворимостью компонентов в жидком состоянии
- •Трехкомпонентные системы
- •3.2. Экспериментальная часть Работа № 1. Построение диаграммы состояния бинарной системы фенол-нафталин
- •Вопросы для самоконтроля
- •Пример решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Литература
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Оглавление
- •Лабораторный практикум по химической термодинамике
Задачи для самостоятельного решения
На приведенной диаграмме состояния системы (номеру варианта в таблице соответствует номер рисунка в приложении 2):
Указать смысл всех полей, линий и характерных точек.
Рассчитать формулы химических соединений.
Рассмотреть процесс охлаждения расплава, заданного точками M1 и M2 (определить, что происходит в данной точке, определить число фаз и число степеней свободы в точке). Результаты представить в виде таблицы.
Построить кривые охлаждения из точек M1 и M2.
Определить соотношение фаз по правилу рычага при заданных
температуре и составе системы.
При заданных температуре и составе системы рассчитать массы равновесных фаз, полученных из 500 г первоначального состава.
№ рисунка |
Система |
Температура, ºС |
Состав |
1 |
Li – Sn |
400 |
60 мол.%Sn |
2 |
Bi – Te |
400 |
40 масс.%Te |
3 |
Mg – Pb |
800 |
30 масс.%Pb |
4 |
Mg – Ca |
600 |
40 масс.% Ca |
5 |
KBr – CuBr |
400 |
30 мол.% CuBr2 |
6 |
Cu – As |
800 |
10 масс.% As |
7 |
Cu – Mg |
600 |
90 масс.% Mg |
8 |
K – Sb |
600 |
20 мол.%Sb |
9 |
SiO2 – Bi2O3 |
1000 |
20 мол.%SiO2 |
10 |
NaF – AlF3 |
900 |
30 мол.%AlF3 |
11 |
Fe – Zr |
1600 |
60 масс.% Zr |
12 |
CaO – Al2O3 |
1800 |
80 масс.% Al2O3 |
13 |
Mg – Zn |
500 |
20 масс.% Zn |
14 |
PbO – SiO2 |
750 |
20 масс.% SiO2 |
15 |
CaF2 – CaCl2 |
1000 |
30 мол.% CaF2 |
16 |
CuCl – CaCl2 |
700 |
80 мол.% CaCl2 |
17 |
Na – K |
0 |
90 мол.% К |
18 |
Au – Pb |
600 |
20 мол.%Pb |
19 |
Fe – Sb |
800 |
60 масс.% Sb |
20 |
Na –Tl |
100 |
70 масс.% Tl |
Литература
Мушкамбаров Н.Н. Физическая и коллоидная химия / Н.Н. Мушкамбаров. М.: Изд-во МИА, 2008. 384 с.
Краснов К.С. Физическая и коллоидная химия / К.С. Краснов. М.: Высшая школа, 2001. 319 с.
Архипова Н.В. Физическая химия: учеб. пособие / Н.В. Архипова, А.И. Варакин, В.В. Ефанова, В.В. Симаков. Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2009. 160 с.
Коровин Н.В. Общая химия. Учебник для вузов техн. направл. и спец. / М.: Высшая школа, 2005. 558 с.
Курс физической химии / под ред. Я.И. Герасимова. М.: Химия, 1979. 314 с.
Эткинс П. Физическая химия. М.: Мир, Т. 1. 1980. 580 с.
Курс общей химии / Под ред. Н.В. Коровина. М.: Высшая школа, 1989. 383 с.
Киреев В.А. Краткий курс физической химии / В.А. Киреев. М.: Высшая школа, 1970. 592 с.
Коровин Н.В. Курс общей химии / Н.В. Коровин, Г.Н. Масленникова и др. М.: Высшая школа, 1990. 472 с.
Базаров И.П. Термодинамика / М.: Высшая школа, 1991. 376 с.
Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии / Н.Л. Глинка. Л.: Химия (Ленинградское отделение), 1987. 704 с.
Лабораторные работы по химии / Под ред. Н.В.Коровина. М.: Высшая школа, 1985. 125 с.
Практикум по физической химии / Под ред. С.В.Горбачева. М.: Высшая школа, 1974. 92 с.
Михеева Е.В. Сборник задач по физической и коллоидной химии / Е.В. Михеева, А.П. Асташкина. Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2012. 193 с.