Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Физическая химия. Методические указания
.pdf
Затем нужно вынуть из сушильного шкафа раствор и охладить
№
п/п
Время
отсчета,
мин.
Угол
вращения,
градусы
αt–
α
Константа
скорости,
мин.
–1
1
t0
α0 =
2
t10
α10 =
3
t20
α20 =
4
t30
α30 =
5
t40
α40 =
6
t50
α50 =
7
t75
α75 =
8
t
100
α
100
=
9
t
150
α
150
=
2
HO
его. Заполнить кювету этим раствором, вставить в прибор и сделать
отсчет угла вращения α, который будет соответствовать времени
окончания реакции t = . Угол α должен быть отрицательным.
Кювету вынуть из прибора, тщательно промыть дистиллированной водой и высушить. Также необходимо протереть камеру для кюветы и выключить прибор. Все полученные данные занести в табл. 1.
За α0 принимают первое измерение с раствором сахарозы, которое соответствует времени t0. Углы вращения t10, t20, t30, и т.д. равны углам
вращения в соответствующий момент времени (за вычетом нулевого
отсчета прибора).
Расчет константы скорости реакции
Таблица 1
Зависимость угла вращения поляризованного луча от времени
Пример расчета. Начальный угол вращения α0 = +9° (за вычетом
). Угол вращения раствора сахарозы через 10 минут (t10) α10 = +8°,
а α = – 2°. Тогда
αt– α = 8–(–2) = 10°.
.
81
По формуле (10)
1/2
0,693
=
k
t
0
t
-
2,303 lg
-
1
t
.
Подсчитать константу скорости k каждого измерения α, внести ее
в табл. 1 и найти среднее значение константы скорости. Полученные
данные показывают, что скорость инверсии тростникового сахара
подчиняется закономерностям реакции I порядка, т.е. в единицу времени превращается одна и та же часть вещества, независимо от исходной концентрации. Например, если константа скорости реакции
первого порядка равна 0,05, то это означает, что в первый момент
времени прореагировало 5 % вещества, а в следующий момент времени – 5 % от оставшихся 95 % вещества и т. д.
Наряду с константой скорости, нужно определить период полураспада – t
уменьшается вдвое. Для реакции первого порядка
время, в течение которого концентрация вещества
1/2
, где k –
константа скорости реакции. Используя полученные данные, построить график, откладывая по оси ординат значение
оси абсцисс –
.
, а по
По окончании работы сделать выводы о кинетике реакции инверсии сахара и оформить отчет в лабораторном журнале.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Как рассчитывается скорость химической реакции, от каких факторов
она зависит?
2. Сформулируйте закон действия масс.
3. От каких параметров зависит константа скорости реакции?
4. Что такое молекулярность и порядок реакции?
5. Как определяют константу скорости для реакций I порядка?
6. Что такое инверсия?
7. Что такое угол вращения плоскости поляризованного луча?
8. В чем состоит сущность определения порядка и константы скорости ре-
акции инверсии тростникового сахара?
9. Каким образом можно доказать, что реакция инверсии сахара является
реакцией первого порядка?
82
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Физическая химия: методические указания к лабораторным работам /
Сост.: О.А. Блатова. – Самара: Самар. гос. арх.-строит. ун-т, 2013. – 85 с.
2. Гельфман. М.И. Практикум по коллоидной химии. – СПб., М., Красно-
дар: Лань, 2005. – 256 с.
3. Гельфман М.И., Ковалевич О.В., Юстратов В.П. Коллоидная химия. –
СПб., М., Краснодар: Лань, 2005. – 332 с.
4. Фролов Ю.Г., Курс коллоидной химии. – 2-е изд. – М.: Химия, 1989. –
473 с.
5. Зимон А.Д. Занимательная коллоидная химия. – М.: Агар, 2002. – 168 с.
6. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Физическая химия. – М.: Химия, 2000. –
320 с.
7. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. – 3-е изд. – М.: Агар,
2001. – 320 с.
8. Щукин Е.Д., Перцов А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия. – 2-е изд. –
М.: Высшая школа, 1990. – 463 с.
9. Бондаренко Г.Г., Кабанова Т.А., Рыбалко В.В. Основы материаловеде-
ния. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2015. – 760 с.
10. Третьяков Ю.Д., Путляев В.И. Введение в химию твердофазных мате-
риалов: учеб. пособие. – М.: Наука: Изд-во МГУ, 2006. – 399 с.
83
СОДЕРЖАНИЕ
ОБЩАЯ ЧАСТЬ ....................................................................................................... 3
ТЕХНИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ....................................... 4
Порядок работы ........................................................................................................ 4
Реактивы и обращение с ними ............................................................................. 4
Меры предосторожности при работе в лаборатории: ......................................... 5
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ
ЖИДКОСТЕЙ .......................................................................................................... 6
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ..................................................................................... 6
Возникновение сил поверхностного натяжения .................................................... 6
Смачивание ........................................................................................................... 9
Методы измерения поверхностного натяжения ................................................ 11
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ .................................................................................... 14
Приборы и реактивы ................................ .............................................................. 14
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ................................................................................ 19
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2. АДСОРБЦИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ
РАЗДЕЛА «ТВЕРДОЕ ТЕЛО – РАСТВОР» ......................................................... 20
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ................................................................................... 20
Общие понятия и представления ....................................................................... 20
Адсорбция и сорбция на поверхности раздела «твердое тело – раствор» ....... 24
Наиболее широко используемые сорбенты....................................................... 26
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ .................................................................................... 28
Приборы и реактивы ................................ .............................................................. 28
Порядок выполнения работы ............................................................................. 28
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ................................................................................ 32
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3. КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ ....................... 33
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ................................................................................... 33
Понятие о дисперсных системах ................................................................ ........... 33
Коллоидные растворы ........................................................................................ 35
Методы получения коллоидных растворов ....................................................... 36
Образование двойного электрического слоя ..................................................... 40
Устойчивость коллоидных растворов ............................................................... 41
Защита коллоидных растворов от коагуляции .................................................. 43
Студни и гели ...................................................................................................... 44
Структурно-механические свойства дисперсных систем................................. 46
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ .................................................................................... 48
Приборы и реактивы ........................................................................................... 48
84
1. Получение золя гидроксида железа реакцией гидролиза ............................. 48
2. Получение гидрозоля флуоресцеина методом диспергирования ................ 50
3. Получение золя канифоли методом замены растворителя ........................... 51
4. Получение золя иодида серебра ..................................................................... 51
5. Определение знака заряда коллоидных частиц ............................................. 52
6. Образование геля кремниевой кислоты ......................................................... 53
7. Капиллярный анализ ....................................................................................... 53
8. Коагуляция коллоидных растворов ............................................................... 54
9. Определение порога коагуляции.................................................................... 54
10. Определение защитного числа ..................................................................... 55
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ................................................................................ 57
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4. ПОЛУЧЕНИЕ СИЛИКАГЕЛЯ
И ИЗУЧЕНИЕ ЕГО АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ........................................ 58
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ................................................................................... 58
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ .................................................................................... 65
Приборы и реактивы ........................................................................................... 65
Получение силикагеля ........................................................................................ 65
Изучение свойств силикагеля ............................................................................ 66
1. Адсорбция паров и газов ................................................................ ................ 66
2. Сорбция растворенных веществ .................................................................... 67
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ................................................................................ 71
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТЫ
СКОРОСТИ РЕАКЦИИ ИНВЕРСИИ САХАРОЗЫ ............................................ 72
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ................................................................................... 72
Влияние концентрации веществ на скорость протекания реакции ..................... 72
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ .................................................................................... 77
Приборы и реактивы ........................................................................................... 77
Аппаратура .......................................................................................................... 77
Порядок выполнения работы ............................................................................. 78
Определение нулевого отсчета прибора............................................................ 78
Определение угла вращения плоскости поляризации раствора сахарозы ...... 79
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ................................................................................ 82
Список литературы ................................................................................................ 83
85
Учебное издание
Составитель: БЛАТОВА Ольга Александровна
Физическая химия
В авторской редакции
Подп. в печать 18.03.21
Формат 60×84 1/16. Бумага офсетная
Усл. п. л. 5,0. Уч.-изд. л. 4,85
Тираж 50 экз. Рег. № M5/21
Федеральное государственное бюджетное
образовательное учреждение высшего образования
«Самарский государственный технический университет»
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Главный корпус
Отпечатано в типографии
Самарского государственного технического университета
443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244. Корпус № 8
86
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]