УДК 541.1(075) ББК 24.54я73 Д44
Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине «Химическая кинетика» подготовлен в рамках реализации Программы развития федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» (СФУ) на 2007–2010 гг.
Рецензенты:
Красноярский краевой фонд науки; Экспертная комиссия СФУ по подготовке учебно-методических комплексов дисциплин
Дидух, С. Л.
Д44 Химическая кинетика [Электронный ресурс] : лаб. практикум / С. Л. Дидух, А. В. Чубаров, Н. В. Белоусова. – Электрон. дан. (2 Мб). – Красноярск : ИПК СФУ, 2009. – (Химическая кинетика : УМКД № 1441–2008 / рук. творч. коллектива Н. В. Белоусова). – 1 электрон. опт. диск (DVD). – Систем. требования : Intel Pentium (или аналогичный процессор других производителей) 1 ГГц ; 512 Мб оперативной памяти ; 50 Мб свободного дискового пространства ; при-
вод DVD ; операционная система Microsoft Windows XP SP 2 / Vista (32 бит) ;
Adobe Reader 7.0 (или аналогичный продукт для чтения файлов формата pdf). ISBN 978-5-7638-1677-8 (комплекса)
ISBN 978-5-7638-1731-7 (лабораторного практикума)
Номер гос. регистрации в ФГУП НТЦ «Информрегистр» 0320902496 (комплекса)
Настоящее издание является частью электронного учебно-методического комплекса по дисциплине «Химическая кинетика», включающего учебную программу дисциплины, учебное пособие, практикум, методические указания по самостоятельной работе, контрольно-измерительные материалы «Химическая кинетика. Банк тестовых заданий», наглядное пособие «Химическая кинетика. Презентационные материалы».
Приведено описание лабораторных работ, а также требования к их выполнению, оформлению и защите.
Предназначен для студентов направления подготовки бакалавров 020100.62 «Химия» укрупненной группы 020000 «Естественные науки».
© Сибирский федеральный университет, 2009
Рекомендовано к изданию Инновационно-методическим управлением СФУ
Редактор Л. Г. Семухина
Разработка и оформление электронного образовательного ресурса: Центр технологий электронного обучения Информационно-телекоммуникационного комплекса СФУ; лаборатория по разработке мультимедийных электронных образовательных ресурсов при КрЦНИТ
Содержимое ресурса охраняется законом об авторском праве. Несанкционированное копирование и использование данного продукта запрещается. Встречающиеся названия программного обеспечения, изделий, устройств или систем могут являться зарегистрированными товарными знаками тех или иных фирм.
Подп. к использованию 30.11.2009 Объем 2 Мб
Красноярск: СФУ, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79
Оглавление |
|
|
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.................................................... |
|
5 |
1. ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ, ОФОРМЛЕНИЮ |
||
И ЗАЩИТЕ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ........................ |
|
8 |
1.1. Требованиякдопускуиоформлениюлабораторныхработ....... |
|
8 |
1.2. Общиеправилаработывлаборатории. техникабезопасности.. |
9 |
|
Правилаработыскислотамиигорючимивеществами................................... |
|
10 |
Перваяпомощьвлабораторияхприожогахиотравлениях........................... |
|
10 |
Тушениеместногопожараигорящейодежды.................................................... |
|
11 |
1.3. Техникавыполнениялабораторныхработ................................... |
|
11 |
Работасостекляннымитрубками, капиллярами.............................................. |
|
11 |
Работасгорячимижидкостями............................................................................. |
|
12 |
Техникамытьяпосуды............................................................................................ |
|
12 |
Работасмернойпосудой, разбавлениерастворов........................................... |
|
13 |
1.4. Правиласоставлениятаблиципостроенияграфиков................ |
|
14 |
1.5. Обработкаэкспериментальныхданных. расчетабсолютной |
|
|
иотносительнойошибок. записьрезультатовизмерений................ |
|
18 |
Распределениеслучайныхошибок....................................................................... |
|
19 |
Выборочноесреднеезначениеx........................................................................... |
|
20 |
Обнаружениепромахов........................................................................................... |
|
21 |
Ошибкикосвенныхизмерений............................................................................... |
|
21 |
Порядоквычисленияпогрешностей..................................................................... |
|
22 |
2. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ.................................. |
23 |
|
2.1. Простыереакции................................................................................. |
|
23 |
Лабораторнаяработа1. Изучениескоростигидролизауксусногоангидрида |
||
методомэлектрическойпроводимости............................................................... |
|
23 |
Лабораторнаяработа2. Изучениекинетикиреакциигидролиза уксусного |
|
|
ангидридаколориметрическимметодом............................................................. |
|
27 |
2.2. Сложныереакции............................................................................... |
|
32 |
Лабораторнаяработа3. Изучениекинетикиреакцииокисления |
|
|
тиомочевиныитиоацетамидаионамигексацианоферрата(III) |
|
|
вщелочномрастворе............................................................................................... |
|
32 |
2.3. Влияниетемпературы наскоростьреакции................................. |
|
36 |
Лабораторнаяработа4 Изучениекинетикиокисленияметалловисплавов36 |
||
2.4. Цепныеифотохимические реакции............................................... |
|
41 |
Лабораторнаяработа5. Изучениекинетикифотохимическогоразложения |
|
|
перекисиводорода................................................................................................... |
|
41 |
2.5. Гетерогенныепроцессы.................................................................... |
|
47 |
Лабораторнаяработа6. Изучениекинетикитопохимическихреакций.......... |
|
47 |
Химическая кинетика. Лаб. практикум |
3 |
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
Лабораторнаяработа7. Изучениекинетикииспаренияжидкости |
|
идиффузииеепаровввоздухе............................................................................ |
52 |
Лабораторнаяработа8. Изучениекинетикирастворенияидиффузии |
|
вводныхрастворах................................................................................................. |
56 |
Лабораторнаяработа9. Изучениекинетикипроцессовтравления |
|
полупроводников...................................................................................................... |
62 |
2.6. Основныеположениякатализа........................................................ |
67 |
Лабораторнаяработа10. Изучениескоростиреакции |
|
йодированияацетона............................................................................................... |
67 |
Лабораторнаяработа11. Изучениекинетикикаталитическихреакций |
|
напримереразложенияперекисиводорода....................................................... |
71 |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ............................................ |
78 |
Основнаялитература................................................................................ |
78 |
Дополнительнаялитература................................................................... |
79 |
Электронныеиинтернет-ресурсы.......................................................... |
80 |
ПРИЛОЖЕНИЯ.......................................................... |
81 |
Приложение1.............................................................................................. |
81 |
Значениякоэффициента Стьюдента................................................................... |
81 |
Приложение2.............................................................................................. |
82 |
Измерениеэлектрическойпроводимости сиспользованиемкондуктометра |
|
«Мультитест» ксл...................................................................................................... |
82 |
Приложение3.............................................................................................. |
83 |
Инструкцияпоэксплуатации спектрофотометра«SPEKOL-1300»................. |
83 |
Приложение4.............................................................................................. |
86 |
Инструкцияпоэксплуатации катетометраВ-630............................................... |
86 |
Приложение5.............................................................................................. |
89 |
Способывыражения концентрацийрастворов................................................. |
89 |
Химическая кинетика. Лаб. практикум |
4 |
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Цель изучения дисциплины «Химическая кинетика» – получение студентами базовых сведений по химической кинетике и катализу, необходимых для освоения специальных дисциплин, а по окончании обучения в вузе – для грамотной, эффективной работы в сфере профессиональной деятельности.
Целью выполнения лабораторных работ по названному курсу является овладение студентами методикой исследования различных физико-химических процессов, протекающих во времени, и техникой обработки экспериментальных данных.
В задачи выполнения лабораторных работ входит приобретение навыков работы с лабораторным оборудованием, в том числе с современным оборудованием.
Процесс обучения и, в частности, решение практических задач в ходе выполнения лабораторных работ способствуют формированию таких соци- ально-личностных компетенций, как настойчивость в достижении цели; способность к сотрудничеству, разрешению конфликтов, к толерантности; умение работать в коллективе; способность осваивать большие объемы информации и выделять главное; навыки культуры социальных отношений; умение критически переосмысливать свой социальный опыт.
Одновременно развиваются общенаучные и инструментальные компетенции: способность использовать в познавательной деятельности базовые знания в области математики и естественных наук, способность применять навыки работы с компьютерами; способность в условиях развития науки и техники к критической переоценке накопленного опыта и творческому анализу своих возможностей; понимание необходимости приобретения новых знаний и способность приобретать их, используя современные научные методы, а также владение ими на уровне, необходимом для решения задач в области химии и химической технологии; навыки аргументации, коммуникации и передачи научного материала; умение работать с компьютером на уровне пользователя; способность использовать в профессиональной деятельности базовые знания в области информатики и современных информационных технологий, навыки использования программных средств и работы в компьютерных сетях, умение создавать базы данных и использовать ресурсы Интернета; умение работать на серийной аппаратуре, применяемой в аналитических и физико-химических исследованиях.
Курс «Химическая кинетика» преподается как дисциплина общей профессиональной подготовки для студентов, обучающихся на химическом факультете СФУ по направлению 020100 «Химия». Этот курс является частью физической химии, которуюстудентыуниверситетаначинают изучатьв пятомсеместре.
Химическая кинетика. Лаб. практикум |
5 |
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Предметом курса являются физико-химические закономерности, управляющие скоростью химических процессов. В ходе выполнения лабораторных работ студенты приобретают следующие профессиональные компетенции:
1.Знание теории фундаментальных разделов физической химии, в частности теории химической кинетики и катализа.
2.Умение применять основные законы физической химии при обсуждении полученных результатов, в том числе с привлечением информационных баз данных.
3.Навыки химического эксперимента, навыки использования физикохимических методов исследования систем и процессов, протекающих во времени.
4.Навыки работы на современной учебно-научной аппаратуре при проведении химических экспериментов.
5.Владение методами регистрации и обработки результатов физикохимических экспериментов применительно к системам, изменяющимся во времени.
6.Понимание необходимости безопасного обращения с химическими веществами с учетом их физических и химических свойств.
Всоответствии с учебной программой дисциплины, каждый студент в течение семестра должен выполнить и защитить восемь лабораторных работ из одиннадцати, представленных в следующей таблице (чтобы по объему времени у каждого было по 34 ч):
№ |
№ раздела |
Наименования лабораторных работ |
|
п/п |
дисциплины |
(объем, ч) |
|
|
|
Модуль 1. Формальная кинетика (12) |
|
1 |
Раздел 1. Введение |
Работа 1. Изучение скорости гидролиза уксусного ангидри- |
|
Раздел 2. Простые |
да методом электрической проводимости (4) |
||
|
Работа 2. Изучение кинетики реакции гидролиза уксусного |
||
|
реакции |
ангидрида колориметрическим методом (4) |
|
2 |
Раздел 3. Сложные |
Работа 3. Изучение кинетики реакции окисления тиомоче- |
|
вины и тиоацетамида гексацианоферрата (III) в щелочном |
|||
реакции |
|||
|
|
растворе (4) |
|
3 |
Раздел 4. Реакции в |
Лабораторные работы не предусмотрены |
|
потоке |
|||
|
Раздел 5. Влияние |
|
4температуры на скоРабота4. Изучениекинетикиокисленияметалловисплавов(4) рость реакции
Модуль 2. Теория химической кинетики
Раздел 6. Теория бинарных соударений
5Раздел 7. Теория акЛабораторные работы не предусмотрены тивированного комплекса
Химическая кинетика. Лаб. практикум |
6 |
|
|
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
№ раздела |
Наименования лабораторных работ |
|
п/п |
дисциплины |
(объем, ч) |
|
Модуль 3. Кинетика специфических сложных реакций (12)
|
Раздел 8. Цепные ре- |
Работа 5. Изучение кинетики фотохимического разложения |
6 |
акции |
|
Раздел 9. Фотохими- |
перекиси водорода (4) |
|
|
ческие реакции |
Работа 6. Изучение кинетики топохимических реакций (4) |
|
|
|
|
|
Работа 7. Изучение кинетики испарения жидкости и диффу- |
7 |
Раздел 10. Гетероген- |
зии ее паров в воздухе (4) |
ные процессы |
Работа 8. Изучение кинетики растворения и диффузии в |
|
|
|
водных растворах (4) |
|
|
Работа 9. Изучение кинетики процессов травления полупро- |
|
|
водников (4) |
|
|
Модуль 4. Катализ (10) |
|
|
Работа10. Изучениескоростиреакциийодированияацетона(6) |
|
Раздел 11. Основные |
|
8 |
положения катализа |
|
Раздел 12. Общее за- |
Работа 11. Изучение кинетики каталитических реакций на |
|
|
ключение |
примере разложения перекиси водорода (4) |
Лабораторные работы в соответствии с графиком учебного процесса проводятся раз в две недели. На первом занятии студенты проходят инструктаж по технике безопасности в химической лаборатории и выполняют по одной работе. Каждое следующее занятие начинается с защиты выполненной работы. Студенты, защитившие работу, приступают к выполнению следующей.
Химическая кинетика. Лаб. практикум |
7 |