
- •Е. В. Ванчикова, м. А. Рязанов,
- •В. В. Сталюгин
- •Практические работы
- •По физической химии
- •Содержание
- •Числа переноса ионов Электролиз и числа переноса
- •Работа 1 определение чисел переноса ионов в растворе серной кислоты выполнение измерений
- •1 Подготовка медного кулонометра
- •1.1 Подготовка катода
- •2 Приготовление растворов
- •3 Электролиз водного раствора серной кислоты
- •4 Определение количества эквивалентов кислоты в анодном и катодном пространстве
- •4.1 Титрование растворов серной кислоты
- •4.2 Расчет изменения количества кислоты в растворах
- •5 Оценка значения числа переноса сульфат-ионов
- •Работа 2 определение чисел переноса ионов
- •3 Электролиз водного раствора гидроксида натрия
- •4 Определение количества эквивалентов гидроксида натрия в анодном и катодном пространстве
- •4.1 Титрование растворов гидроксида натрия
- •4.2 Расчет изменения количества гидроксида натрия в растворах
- •5 Оценка значения числа переноса ионов натрия
- •Поляризация молекул и молекулярная рефракция
- •1 Законы поляризации молекул
- •2 Рефракция
- •2.1 Аддитивность рефракции
- •2.2 Рефракция растворов
- •3 Показатель преломления
- •4 Молекулярная рефракция раствора
- •5 Дисперсия молярной рефракции
- •Работа 3 опредение рефракции органических соединений выполнение измерений
- •4.2 Измерение показателя преломления вещества
- •4.3 Расчет молекулярной рефракции вещества
- •Работа 4 Определение молекулярной рефракции растворов и оценка эффективного радиуса молекулы растворенного вещества
- •Выполнение измерений
- •1 Приготовление растворов
- •2 Измерение плотности растворов
- •3 Измерение показателя преломления растворов
- •4 Математическая обработка результатов измерений
- •Работа 5 Анализ смеси углеводородов по относительной дисперсии молекулярной рефракции
- •1 Приготовление растворов и измерение показателя преломления
- •2 Оценка значений коэффициентов градуировочной функции
- •3 Определение массовой доли ароматического углеводорода
- •Кинетика гомогенных химических реакций
- •1 Определение молярной концентрации ионов железа (III)
- •2 Определение частного порядка реакции по отношению к ионам железа (III)
- •2.1 Приготовление растворов
- •2.2 Исследование кинетики реакции
- •3 Определение частного порядка по отношению к йодид-ионам
- •3.1 Приготовление растворов
- •3.2 Исследование кинетики реакции
- •3.3 Расчет частного порядка реакции по отношению к йодид-ионам
- •14 Определение порядка реакции окисления йодид-ионов ионами железа (III)
- •Работа 7 Гидролиз сложного эфира в щелочном растворе
- •1 Приготовление раствора гидроксида натрия
- •2 Подготовка вспомогательных средств
- •3 Изучение кинетики реакции
- •3 Математическая обработка результатов исследования системы, в которой с(r1coor2) с(NaOh)
- •3.1 Расчет молярной концентрации исходных веществ и продуктов реакции
- •3.2 Расчет константы скорости реакции
- •4.1 Расчет молярной концентрации исходных веществ и продуктов реакции
- •4.2 Расчет константы скорости реакции
- •Работа 8 определение константы скорости и энергии активации реакции ГидролизА сложного эфира кондуктометрическим методом
- •1 Оценка значения характеристики ячейки кондуктометра
- •1 Измерение
- •3 Измерение электропроводности исследуемой системы
- •5 Расчет равновесных концентраций компонентов смеси и константы скорости реакции
- •Кинетика гомогенных каталитических химических реакций Работа 9 Определение константы скорости и энергии активации реакции гидролиза сложного эфира в присутствии кислоты
- •Выполнение измерений
- •1 Приготовление раствора сильной кислоты
- •2 Определение молярной концентрации эфира в исследуемой системе
- •3 Определение константы скорости реакции гидролиза сложного эфира при т 30 с
- •4 Определение константы скорости реакции гидролиза сложного эфира при т 45 с
- •4 Оценка энергии активации реакции гидролиза сложного эфира в водном растворе
- •Работа 10 Изучение кинетики реакции гидролиза сахарозы (тростникового сахара)
- •1 Поляризация излучения
- •2 Зависимость угла вращения плоскости поляризации поляризованного излучения от молярной концентрации оптически активного соединения
- •3 Поляриметр
- •1 Определение нулевого положения анализатора
- •2 Приготовление растворов сахарозы и измерение угла вращения
- •2.1 Приготовление и исследование водного раствора сахарозы
- •2.1 Приготовление и исследование кислого раствора сахарозы
- •3 Математическая обработка результатов измерений
- •4 Каталитическая активность кислот
- •Работа 11 Изучение скорости разложения мурексида. Определение константы диссоциации слабой кислоты
- •1 Изучение оптимальных условий измерения оптической плотности растворов
- •1.3 Приготовление рабочего раствора индикатора
- •2 Изучение кинетики разложения мурексида в присутствии сильной кислоты
- •2.1 Приготовление растворов сильной кислоты
- •2.2 Кинетические измерения для реакции разложения мурексида
- •2.3 Расчет константы скорости реакции
- •2.3.2 Метод наименьших квадратов
- •2.4 Оценка значений ko, kH
- •3 Изучение кинетики разложения мурексида в присутствии слабой кислоты
- •3.1 Приготовление растворов слабой кислоты
- •3.2 Кинетические измерения
- •4 Оценка значения константы диссоциации слабой кислоты
- •Работа 12 Йодирование ацетона в кислой среде
- •Выполнение измерений
- •1 Вспомогательные растворы
- •2 Приготовление реакционной смеси
- •3 Определение молярной концентрации эквивалента кислоты в растворе
- •4 Определение молярных концентраций ацетона и йодацетона
- •5 Расчет константы скорости реакции
- •5.1 Расчетный способ
- •5.2 Метод наименьших квадратов
- •Влияние ионной силы на кинетику ионных реакций
- •1 Приготовление раствора индикатора
- •2 Приготовление щелочных растворов соли с различной ионной силой
- •3 Измерение оптической плотности исследуемых растворов индикатора с электролитом
- •4 Математическая обработка результатов измерений
- •4.1 Расчет констант скорости реакции
- •4.2 Расчет ионной силы раствора
- •4.3 Расчет значения параметра а уравнения Дебая – Хюккеля
- •Равновесия в растворах
- •Выполнение измерений
- •1 Приготовление растворов
- •1.1 Основной раствор индикатора
- •1.2 Растворы индикатора, имеющие различное значение рН
- •3 Математическая обработка результатов измерений
- •3.1 Определение числа поглощающих частиц в растворе по числу изобестических точек
- •3.2 Оценка значения константы диссоциации органического реагента
- •Работа 15 Определение рН образоваНия гидроксида металла и его произведения растворимости
- •1 Определение значения рНо
- •1.1 Измерение рН растворов
- •2 Математическая обработка результатов измерений
- •2.1 Определение пр по значению рНо
- •Литература
- •167982, Г. Сыктывкар, ул. Коммунистическая, д. 28
1 Оценка значения характеристики ячейки кондуктометра
Характеристика ячейки зависит от площади платиновых электродов и расстояния между ними. Для ячейки ее значение постоянное и называется постоянной ячейки K:
,
(110)
где – удельная электропроводность раствора , Смсм-1;
изм – измеренное значение электропроводности раствора , Смсм-1.
Оценку значения постоянной ячейки проводят, используя раствор хлорида калия. Значения удельной электропроводности раствора хлорида калия приведены в таблице 8.2.
Измеряют электропроводность двух растворов хлорида калия (с(KCl) = 0.01 моль/дм3 и с(KCl) = 0.02 моль/дм3 ) при комнатной температуре, помещая их последовательно в специальную проточную ячейку или стакан, выполняющий роль ячейки.
Рассчитывают:
– значение K, измеренное с использованием каждого из двух растворов хлорида калия;
– среднее двух
значений постоянной ячейки
–
;
– стандартное
отклонение постоянной ячейки
–.
Таблица 8.2 – Удельная электропроводность раствора хлорида калия при различной температуре
Молярная концентрация с(KCl), моль/дм3 |
Температура, Т, С | ||||||||||
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 | |
Удельная электропроводность, , мСмсм-1 | |||||||||||
0.01 |
1.15 |
1.17 |
1.20 |
1.22 |
1.25 |
1.28 |
1.30 |
1.33 |
1.36 |
1.39 |
1.41 |
0.02 |
2.24 |
2.29 |
2.34 |
2.40 |
2.45 |
2.50 |
2.55 |
2.61 |
2.66 |
2.71 |
2.76 |
1 Измерение
Готовят 400 см3 раствора гидроксида натрия (с(OH-) выбирают в таблице 8.3).
В стакан мерной пипеткой отбирают рассчитанный объем раствора гидроксида натрия (с(OH-) = 1 моль/дм3) и мерным цилиндром дистиллированной воды.
В колбу для титрования помещают мерной пипеткой аликвотную часть (Va = 25 см3) приготовленного раствора гидроксида натрия и титруют раствором хлороводородной или серной кислот
(с(H+) = 0.05 моль/дм3) в присутствии фенолфталеина. Повторяют титрование еще один раз.
Рассчитывают
молярную концентрацию гидроксида натрия
в приготовленном растворе:
,
моль/дм3
.
В сухую ячейку наливают раствор гидроксида натрия и измеряют его удельную электропроводность – t=0 при комнатной температуре.
3 Измерение электропроводности исследуемой системы
В мерную колбу вместимостью 250 см3 наливают до метки приготовленный раствор гидроксида натрия (п. 2) и сверх метки добавляют сложный эфир (таблица 8.3). Раствор перемешивают.
Включают секундомер.
Таблица 8.3 – Состав исследуемых систем
Номер системы |
Объем эфира |
Молярная концентрация гидроксида натрия |
Номер системы |
Объем эфира |
Молярная концентрация гидроксида натрия | |
V, см3 |
с(OH-), моль/дм3 |
V, см3 |
с(OH-), моль/дм3 | |||
HCOOCH3 + NaOH |
СH3COOCH3+ NaOH | |||||
1 |
0.30 |
0.040 |
5 |
0.40 |
0.040 | |
2 |
0.25 |
0.032 |
6 |
0.35 |
0.035 | |
3 |
0.20 |
0.025 |
7 |
0.30 |
0.030 | |
4 |
0.15 |
0.020 |
8 |
0.25 |
0.025 | |
СH3COOCH2CH3+ NaOH | ||||||
9 |
0.50 |
0.040 |
12 |
0.35 |
0.028 | |
10 |
0.45 |
0.036 |
13 |
0.30 |
0.025 | |
11 |
0.40 |
0.032 |
14 |
0.25 |
0.020 |
Наливают в ячейку исследуемую систему и помещают в нее электроды кондуктометра так, чтобы они не касались стенок сосуда, а раствор полностью покрывал внутреннее пространство электродов.
Измеряют t системы при температуре комнаты: в первые 10 минут – через каждую 1 минуту, затем через 5 минут в течение 30 минут.
Определение молярной концентрации сложного эфира
Оставшуюся часть исследуемой системы в закрытой конической колбе вместимостью 250 см3, помещают в термостат и выдерживают при температуре 50÷60 С не менее 60 минут.
Смесь охлаждают и титруют аликвотные части (25 см3) раствором сильной кислоты (с(Н+) = 0.05 моль/дм3) в присутствии фенолфталеина.
Рассчитывают молярную концентрацию эфира в исходной смеси (b, моль/дм3) по формуле:
,
(111)
где а – молярная концентрация гидроксида натрия в исходном растворе, моль/дм3;
с(Н+) – молярная концентрация эквивалента сильной кислоты в титранте, моль/дм3;
Vк – израсходованный объем титранта, см3;
Vа – аликвотная часть системы, см3.
Оставшуюся часть исследуемой системы помещают в кондуктометрическую ячейку и измеряют удельную электропроводность при t = .