МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ТВЕРСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

А.С. Павлов, А.А.Столяров

ПРАКТИКУМ ПО ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Учебное пособие

Тверь 2004

УДК 541(076.5)

ББК 541

П69

Павлов А.С., Столяров А.А.

Практикум по физической химии: Учебное пособие.– Тверь, Твер.гос. ун-т, 2004, 108 с.; 5 табл.; 10 рис.; список литературы 27 ссылок.

Пособие является руководством к лабораторным работам по курсу физической химии. Каждой работе предпослано краткое теоретическое введение. Подробно описываются принципы физико-химических измерений, используемое оборудование, методика проведения измерений и обработки полученных результатов.

Предназначено для студентов химического факультета, а также может быть использовано студентами физико-технического и биологического факультетов.

Печатается по решению кафедры физической химии (протокол № 5 от 3 марта 2004 г)

© Павлов А.С., Столяров А.А. 2004

©Тверской государственный университет, 2004

Подписано к печати 21.05.2004

Формат 6084 1/16. Бумага типографская № 1. Печать офсетная

Усл. печ. л. 6,7. Уч.-изд. л. 6,0. Тираж 10.

Заказ 247

Тверской государственный университет

Химический факультет

Адрес: 170002, Тверь, Садовый пер., 35

Телефон 36-85-72

Введение

Физическая химия имеет большое значение для смежных разделов химии. Она является самостоятельной дисциплиной, обладающей своими методами исследования, среди которых важное место занимает физико-химический эксперимент.

Учебным планом при изучении физической химии предусмотрено выполнение лабораторного практикума, которому отводится основная часть аудиторного учебного времени. Практикум служит решению двух задач. Во-первых, позволяет изучить и закрепить теоретические положения курса, применяя их к поведению реальных физико-химических систем. Во-вторых, при выполнении лабораторных работ вырабатываются навыки проведения физико-химического эксперимента, получения необходимых характеристик систем, обработки и интерпретации экспериментальных данных.

В предлагаемом пособии описана методика выполнения работ по трём основным разделам физической химии: химической термодинамике, химической кинетике и электрохимии и включает 14классических лабораторных работ. Описание всех их можно найти в большом числе практикумов по физической химии, которые были использованы при подготовке данного пособия. При этом учитывались условия выполнения работ на кафедре физической химии ТвГУ. Все использованные издания указаны в списке литературы, приведенном в конце книги.

Описание каждой работы содержит краткий обзор теоретических основ изучаемой темы, включающее необходимые уравнения (без вывода), используемые в дальнейшем, рассмотрение наиболее сложных вопросов темы и методики измерений. Затем описывается принцип измерения соответствующих физико-химических параметров, даётся характеристика используемых в данной лабораторной работе приборов. Основное внимание уделяется изложению порядка выполнения эксперимента и обработке полученных результатов.

Пособие не может рассматриваться как единственный источник информации для подготовки к выполнению лабораторных работ. Необходимо изучить соответствующие разделы учебных пособий и практикумов. Данное пособие служит для создания общих представлений об изучаемых явлениях и закономерностях и должно облегчить изучение и систематизацию большого объема информации, приводимой в литературе. В процессе подготовки к работе необходимо ответить на вопросы для самопроверки и решить задачи, помещенные после описания соответствующих работ.

Ко всему циклу работ допускаются студенты, прошедшие инструктаж по технике безопасности, о чем они расписываются в соответствующем журнале. К выполнению конкретной лабораторной работы студент допускается после проверки преподавателем степени готовности студента к работе и только при положительном результате проверки. При этом студент получает индивидуальное задание (качественный и количественный состав систем, температура и т.д.). Большинство растворов, используемых в работах, студент готовит самостоятельно.

Включать приборы в сеть можно, лишь изучив соответствующие инструкции и получив разрешение преподавателя или лаборанта. Запрещается работать на незаземленных приборах и приборах, имеющих видимые повреждения корпуса или сетевого провода. При появлении запаха горящей резины или пластмассы, а также возникновения посторонних звуков, источником которых является экспериментальная установка, немедленно выключить её из сети и поставить в известность преподавателя или лаборанта. Запрещается оставлять работающую установку без присмотра; при этом не допускается прибегать к помощи студентов, выполняющих другие работы. В процессе выполнения работы приборы использовать только в соответствии с инструкцией. Закончив работу, выключить приборы, убрать рабочее место и сообщить лаборанту об окончании работы.

Все величины измерять с максимально возможной точностью, обеспечиваемой приборами. Перечень используемых приборов и оборудования необходимо записать в рабочей тетради, так как эти величины потребуются в дальнейшем для оценки погрешности определяемых величин.

В отчёте о работе следует дать краткое теоретическое введение с изложением сущности применяемой методики, привести используемые урав­нения с расшифровкой обозначений входящих в них величин; описать ход эксперимента так, чтобы при необходимости весь эксперимент можно было воспроизвести, руководствуясь лишь отчётом. Все исходные, промежу­точные и конечные результаты представить в виде таблиц, образцы которых даны в описаниях работ. К отчёту приложить графики исследованных зависимостей, построенные на миллиметровой бумаге или с помощью компьютера. Завершается отчет вычислением погрешности конечного результата.