ФизХим_рабочая тетрадь
.pdf
Кафедра экологии, агрохимии и защиты растений
РАБОЧАЯ ТЕТРАДЬ
к лабораторным занятиям по физической и коллоидной химии
Студент____________________________
Группа _________________
Миасское
2015
2
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛЕКЦИЙ
|
№ |
|
|
Неделя |
|
|
|
|
|
Тема |
|
|
|
|
Кол-во |
|
||
|
п/п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
часов |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
1 |
|
|
7.09-11.09 |
|
Предмет физической химии. Агрегатные состояния вещества. |
|
2 |
|
|||||||||
|
2 |
|
|
21.09-25.09 |
|
Химическая термодинамика и термохимия. |
|
|
|
|
2 |
|
||||||
|
3 |
|
|
5.10-9.10 |
|
Химическая кинетика и равновесие. Катализ. |
|
|
|
2 |
|
|||||||
|
4 |
|
|
19.10-23.10 |
|
Свойства растворов неэлектролитов. |
|
|
|
|
2 |
|
||||||
|
5 |
|
|
2.11-6.11 |
|
Свойства растворов электролитов. |
|
|
|
|
2 |
|
||||||
|
6 |
|
|
16.11-20.11 |
|
Основы электрохимии. |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
||
|
7 |
|
|
30.11-4.12 |
|
Поверхностные явления. Адсорбция. |
|
|
|
|
2 |
|
||||||
|
8 |
|
|
14.12-18.12 |
|
Коллоидные системы и методы получения лиофобных коллоидов. |
|
2 |
|
|||||||||
|
9 |
|
|
28.12-31.12 |
|
Устойчивость и коагуляция лиофобных коллоидов. |
|
|
|
2 |
|
|||||||
|
|
|
|
КАЛЕНДАРНО-ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ |
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
|
Дата |
|
|
|
|
|
Тема занятия |
|
|
|
|
Вид |
|
||
|
занятия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
занятия |
|
|||
|
Номер звена → |
1 |
2 |
3 |
|
4 |
5 |
|
6 |
7 |
8 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
1 |
|
|
1.09-4.09 |
|
|
|
|
Техника безопасности. |
|
|
|
|
Семинар |
|
|||
|
2 |
|
|
7.09-11.09 |
|
|
|
|
|
Решение задач. |
|
|
|
|
Семинар |
|
||
|
3 |
|
|
14.09-18.09 |
Термоди- |
ВМС |
Коагуляц. |
|
Коллоид. |
Адсорбция |
|
Электро- |
Буферные |
Кинетика |
Лаборат. |
|
||
|
|
|
|
|
|
намика |
|
|
|
растворы |
|
|
проводн. |
растворы |
|
|
работа |
|
|
4 |
|
|
21.09-25.09 |
|
|
|
Сдача лабораторных работ. Решение задач |
|
|
|
Семинар |
|
|||||
|
5 |
|
|
28.09-2.10 |
Кинетика |
Термоди- |
ВМС |
|
Коагуляц. |
Коллоид. |
|
Адсорбция |
Электро- |
Буферные |
Лаборат. |
|
||
|
|
|
намика |
|
растворы |
|
проводн. |
растворы |
работа |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
6 |
|
|
5.10-9.10 |
|
|
|
Сдача лабораторных работ. Решение задач |
|
|
|
Семинар |
|
|||||
|
7 |
|
|
12.10-16.10 |
Буферные |
Кинетика |
Термоди- |
|
ВМС |
Коагуляц. |
|
Коллоид. |
Адсорбция |
Электро- |
Лаборат. |
|
||
|
|
|
растворы |
намика |
|
|
растворы |
проводн. |
работа |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
8 |
|
|
19.10-23.10 |
|
|
|
Сдача лабораторных работ. Решение задач |
|
|
|
Семинар |
|
|||||
9 |
|
|
26.10-30.10 |
Электро- |
Буферные |
Кинетика |
|
Термоди- |
ВМС |
|
Коагуляц. |
Коллоид. |
Адсорбция |
Лаборат. |
|
|||
|
|
|
|
проводн. |
растворы |
|
|
намика |
|
|
|
растворы |
|
|
работа |
|
||
10 |
|
|
2.11-6.11 |
|
|
|
Сдача лабораторных работ. Решение задач |
|
|
|
Семинар |
|
||||||
11 |
|
|
9.11-13.11 |
Адсорбция |
Электро- |
Буферные |
|
Кинетика |
Термоди- |
|
ВМС |
Коагуляц. |
Коллоид. |
Лаборат. |
|
|||
|
|
проводн. |
растворы |
|
намика |
|
растворы |
работа |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
12 |
|
|
16.11-20.11 |
|
|
|
Сдача лабораторных работ. Решение задач |
|
|
|
Семинар |
|
||||||
13 |
|
|
23.11-27.11 |
Коллоид. |
Адсорбция |
Электро- |
|
Буферные |
Кинетика |
|
Термоди- |
ВМС |
Коагуляц. |
Лаборат. |
|
|||
|
|
растворы |
проводн. |
|
растворы |
|
намика |
работа |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
14 |
|
|
30.11-4.12 |
|
|
|
Сдача лабораторных работ. Решение задач |
|
|
|
Семинар |
|
||||||
15 |
|
|
7.12-11.12 |
Коагуляц. |
Коллоид. |
Адсорбция |
|
Электро- |
Буферные |
|
Кинетика |
Термоди- |
ВМС |
Лаборат. |
|
|||
|
|
растворы |
|
проводн. |
растворы |
|
намика |
работа |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
16 |
|
|
14.12-18.12 |
|
|
|
Сдача лабораторных работ. Решение задач |
|
|
|
Семинар |
|
||||||
17 |
|
|
21.12-25.12 |
|
ВМС |
Коагуляц. |
Коллоид. |
|
Адсорбция |
Электро- |
|
Буферные |
Кинетика |
Термоди- |
Лаборат. |
|
||
|
|
|
растворы |
|
проводн. |
|
растворы |
намика |
работа |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
18 |
|
|
28.12-31.12 |
|
|
|
Сдача лабораторных работ. Решение задач |
|
|
|
Семинар |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Условные сокращения: |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Термодинамика |
– ЛР № 1 Химическая термодинамика |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
Кинетика |
|
|
– ЛР № 2 Химическая кинетика и равновесие. |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Буферные растворы |
– ЛР № 3 Буферные растворы |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Электропроводн. |
– ЛР № 6 Электропроводность растворов электролитов |
|
|
|||||||||||||
|
|
Адсорбция |
|
|
– ЛР № 8 Молекулярная адсорбция |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
Коллоид. растворы |
– ЛР № 9 Коллоидные растворы |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Коагуляц |
|
|
– ЛР № 10 Коагуляция коллоидных растворов |
|
|
|
|
|||||||||
|
|
ВМС |
|
|
– ЛР № 11 Высокомолекулярные соединения |
|
|
|
|
|||||||||
3
|
|
|
|
ВВОДНОЕ ЗАНЯТИЕ |
|
|
|
Тема. Лабораторное оборудование и посуда |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
Ход работы. |
|
|
|
|
Рассмотреть посуду и оборудование имеющиеся в химической |
|||||
лаборатории, заполнить таблицу. |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
|
Рисунок |
|
|
||
|
|
Название |
|
|
Применение |
Точность |
|
|
п/п |
|
(схема) |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Химический |
|
|
Для выполнения реакций, |
|
|
1 |
(мерный) |
|
|
приготовления растворов, |
Неточен |
||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
||||||
|
|
стакан |
|
|
переливания жидкостей. |
|
|
2
3
4
5
6
4
№ |
Название |
Рисунок |
Применение |
Точность |
|
п/п |
(схема) |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
11 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
13 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
||
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1 Тема. Химическая термодинамика. Определение теплового эффекта процесса растворения хорошо растворимого соединения.
Основные понятия.
Теплота –
Работа –
Энергия –
Энтальпия –
Калориметр –
Термометр –
Ход работы.
1.Подготовить калориметр к работе.
2.Взять навеску.
3.Провести измерение.
4.Построить график и рассчитать тепловой эффект.
Исследуемое вещество__________________ Масса__________________
Таблица 1 – Изменение температуры в калориметре при растворении соли
Предварительный период |
Главный период |
Заключительный период |
|||
№ |
Показание |
№ |
Показание |
№ |
Показание |
отсчета |
термометра, °С |
отсчета |
термометра, °С |
отсчета |
термометра, °С |
1 |
|
11 |
|
21 |
|
2 |
|
12 |
|
22 |
|
3 |
|
13 |
|
23 |
|
4 |
|
14 |
|
24 |
|
5 |
|
15 |
|
25 |
|
6 |
|
16 |
|
26 |
|
7 |
|
17 |
|
27 |
|
8 |
|
18 |
|
28 |
|
9 |
|
19 |
|
29 |
|
10 |
|
20 |
|
30 |
|
Величину H вычислить по формуле: |
H |
K T M |
|
|
|
|
|||
q |
, |
|||
|
|
|||
|
|
|
где К – постоянная калориметра (взять у преподавателя), M – молярная масса соли; Т – изменение температуры в процессе растворения соли, найденная по графику; q – навеска соли.
6
График изменения температуры в калориметре при растворении соли_______
Расчеты.
Выводы.
а) Рассчитать теплоту растворения вещества.
б) Сравнить теплоту растворения с истинной величиной. Рассчитать абсолютную и относительную ошибки измерений.
7
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Тема. Химическая кинетика. Фотометрическое изучение кинетики химической реакции.
Основные понятия.
Скорость химической реакции –
Константа скорости химической реакции –
Период полупревращения вещества –
Энергия активации –
Ход работы.
1.Включить колориметр.
2.Приготовить смесь.
3.Измерить скорость реакции при комнатной температуре.
4.Приготовить новую смесь.
5.Измерить скорость реакции при повышенной температуре.
6.Построить графики и сделать расчеты.
Таблица 2 – Изучение кинетики химической реакции
|
Время |
Эксперимент при Т1 = … |
Эксперимент при Т2 = … |
|
Eакт, |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
k1, мин–1 |
|
|
k2, мин–1 |
|
|||||
|
(τ), мин |
|
DT1 |
lgDT1 |
DT2 |
lgDT2 |
кДж/моль |
||||||||||
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
k1средн = |
|
|
|
|
τ ½1 = |
k2средн = |
|
|
τ ½2 = |
|
|
|
|
|||
Константу скорости реакции в каждый момент времени рассчитать по |
|||||||||||||||||
формуле: |
k |
|
2,303 |
lg |
D0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Dt |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
где D0 – оптическая плотность в начальный момент. |
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
DT – оптическая плотность в момент времени τ. |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,693 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12 |
|
|
|
Период полупревращения вещества рассчитать по формуле: |
|
k |
|||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
Энергию активации найти, исходя из уравнения: lg k1 |
|
R 2,303 |
T1 |
T2 |
|
|
k2 |
|
Eакт |
T2 |
T1 |
Расчеты:
9
График зависимости логарифма оптической плотности lgDT комплексного иона [Mn(C2O4)3]3- от времени τ
Выводы:
Какая из найденных констант скоростей выше и почему?
Подчиняется ли данная реакция правилу Вант−Гоффа (определить температурный коэффициент реакции γ)?
10