Doświadczenia fizykochemiczne (wyd.II poprawione)
Andrzej Olszowski
rok wydania: 2010 (wyd.II, poprawione)
stron: 416
oprawa: miękka
format: B5
wydawnictwo: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
"Doświadczenia fizykochemiczne" są podręcznikiem przeznaczonym do ćwiczeń laboratoryjnych z chemii fizycznej. Autor, wieloletni nauczyciel akademicki i wykładowca chemii fizycznej na Wydziale Chemicznym Politechniki Wrocławskiej, oprócz obszernego wprowadzenia teoretycznego do poszczególnych działów fizykochemii podaje szczegółowe instrukcje do 44 doświadczeń wraz z opisem, krok po kroku, sposobu wykonania obliczeń i opracowania wyników. Omawia również budowę, zasady działania i sposób obsługi typowej aparatury używanej w laboratoriach fizykochemicznych zarówno studenckich, jak i przemysłowych oraz badawczych.
Podręcznik jest adresowany do studentów Wydziału Chemicznego Politechniki Wrocławskiej i dostosowany do programu nauczania na tym Wydziale, ale zawiera materiał znacznie obszerniejszy, niż wymaga tego podstawowy program zajęć z chemii fizycznej. Może więc być pomocny w projektowaniu doświadczeń w laboratoriach specjalnościowych na wyższych latach studiów, a nawet na studiach doktoranckich.
Z powodzeniem można go polecić do nauczania doświadczalnej chemii fizycznej i prowadzenia ćwiczeń laboratoryjnych z tego przedmiotu na innych pokrewnych wydziałach Politechniki Wrocławskiej oraz na wydziałach chemicznych innych uczelni.
SPIS TREŚCI:
Od autora 9
Rozdział 1. Podstawy eksperymentu fizykochemicznego 11
1.1. Pomiar masy i ciężaru 12
1.1.1. Ważenie, rodzaje wag 12
1.1.2. Precyzyjne ważenie, waga analityczna 13
1.2. Pomiary długości, powierzchni i objętości. Gęstość materii 15
1.2.1. Pomiary długości 15
1.2.2. Pomiary powierzchni 16
1.2.3. Pomiary objętości 16
1.2.4. Pomiary gęstości 18
1.2.5. Objętość molowa, cząstkowa objętość molowa 21
1.3. Temperatura. Pomiar i stabilizacja temperatury 23
1.3.1. Termometry cieczowe 24
1.3.2. Termopary i termometry oporowe 25
1.3.3. Stabilizacja temperatury, termostaty 27
1.4. Pomiary ciśnienia, ciśnienie atmosferyczne, wytwarzanie i pomiar niskiego ciśnienia 29
1.4.1. Pomiary ciśnienia 29
1.4.2. Wytwarzanie niskiego ciśnienia (technika próżniowa) 31
1.5. Pomiar czasu 32
1.6. Zagrożenia, zachowanie środków ostrożności i bezpieczeństwo pracy 33
1.7. Literatura uzupełniająca 34
Rozdział 2. Termochemia 35
2.1. Wstęp 35
2.2. Kalorymetria i kalorymetry 41
2.2.1. Kalorymetr diatermiczny, korygowana różnica temperatury 43
2.3. Doświadczenia 51
Ćwiczenie 2C-1. Ciepło spalania (bomba kalorymetryczna) 51
Ćwiczenie 2C-2. Ciepło rozpuszczania 57
Ćwiczenie 2C-3. Ciepło hydratacji soli 61
Ćwiczenie 2C-4. Ciepło neutralizacji 65
2.4. Literatura uzupełniająca 68
Rozdział 3. Statyka chemiczna 69
3.1. Reakcje chemiczne 69
3.2. Równowagi fazowe, procesy fizyczne 72
3.3. Doświadczenia 75
Ćwiczenie 3C-1. Stała równowagi reakcji heterogenicznej 75
Ćwiczenie 3C-2. Ciepło krystalizacji 79
Ćwiczenie 3C-3. Ciepło parowania lotnych cieczy 82
3.4. Literatura uzupełniająca 86
Rozdział 4. Równowagi fazowe w układach wieloskładnikowych 87
4.1. Układy dwuskładnikowe 87
4.1.1. Równowaga ciecz-para 88
4.1.2. Równowaga ciecz-ciało stałe 95
4.2. Równowaga fazowa w układach trójskładnikowych 101
4.3. Doświadczenia 107
Ćwiczenie 4C-1. Równowaga ciecz-para w układach dwuskładnikowych 107
Ćwiczenie 4C-2. Analiza termiczna I. Wykres fazowy stopu dwuskładnikowego 114
Ćwiczenie 4C-3. Analiza termiczna II. Analiza składu stopu Sn-Pb 117
Ćwiczenie 4C-4. Rozpuszczalność wzajemna trzech cieczy (reguła faz dla układu trójskładnikowego) 120
Ćwiczenie 4C-5. Współczynnik podziału 125
4.4. Literatura uzupełniająca 128
Rozdział 5. Zjawiska osmotyczne w roztworach 129
5.1. Wstęp 129
5.2. Doświadczenia 134
Ćwiczenie 5C-1. Kriometria - pomiar masy cząsteczkowej 134
Ćwiczenie 5C-2. Ebuliometria - pomiar współczynników osmotycznych w roztworach wodnych 139
5.3. Literatura uzupełniająca 141
Rozdział 6. Spektroskopia 143
6.1. Teoretyczne podstawy spektroskopii molekularnej 145
6.2. Przyrządy do rejestracji widm absorpcyjnych 157
6.2.1. Spektrofotometr jednowiązkowy z odczytem punktowym 160
6.2.2. Dwuwiązkowy spektrofotometr rejestrujący 162
6.2.3. Zautomatyzowany spektrofotometr jednowiązkowy 164
6.3. Doświadczenia 166
Ćwiczenie 6C-1. Widmo absorpcyjne roztworu trójskładnikowego 166
Ćwiczenie 6C-2. Wpływ ośrodka na ustrukturowane widmo absorpcyjne 169
Ćwiczenie 6C-3. Widmo absorpcyjne barwnika fotochromowego 171
Ćwiczenie 6C-4. Widmo absorpcyjne indykatora 173
6.4. Literatura uzupełniająca 176
Rozdział 7. Ogniwa elektrochemiczne 177
7.1. Wprowadzenie 177
7.2. Ciepło i praca w ogniwie elektrochemicznym - siła elektromotoryczna ogniwa i potencjał półogniwa 178
7.3. Termodynamika ogniw elektrochemicznych 182
7.4. Rodzaje półogniw i ich zastosowanie 183
7.4.1. Półogniwa I rodzaju 184
7.4.2. Półogniwa II rodzaju 185
7.4.3. Półogniwa "redoks" 186
7.5. Potencjał dyfuzyjny i potencjał membranowy Donana 187
7.5.1. Źródła potencjału dyfuzyjnego i membranowego 187
7.5.2. Jonoselektywne elektrody membranowe 189
7.5.3. Ogniwa bez przenoszenia 193
7.6. Pomiary SEM 195
7.7. Doświadczenia 197
Ćwiczenie 7C-1. Pomiar SEM ogniw elektrochemicznych 197
Ćwiczenie 7C-2. Pomiar średnich współczynników aktywności i wyznaczanie E ogniwa bez przenoszenia 202
Ćwiczenie 7C-3. Pomiary pH 205
Ćwiczenie 7C-4. Potencjał dyfuzyjny, wyznaczanie liczb przenoszenia jonów 208
Ćwiczenie 7C-5. Termodynamika ogniw elektrochemicznych 210
Ćwiczenie 7C-6. Jonoselektywne elektrody membranowe 213
7.8. Literatura uzupełniająca 217
Rozdział 8. Jonika 219
8.1. Równowagi w roztworach mocnych elektrolitów 220
8.2. Słabe elektrolity 224
8.2.1. Teoria kwasów i zasad 224
8.2.2. Roztwory buforowe 226
8.2.3. Indykatory (wskaźniki kwasowo-zasadowe) 229
8.3. Związki kompleksowe 231
8.3.1. Jony kompleksowe (kompleksy koordynacyjne) 231
8.3.2. Kompleksy z przeniesieniem ładunku (kompleksy CT) 236
8.4. Doświadczenia 240
Ćwiczenie 8C-1. Wpływ siły jonowej na rozpuszczalność soli srebra (ćwiczenie dwutygodniowe) 240
Ćwiczenie 8C-2. Pomiar stałej dysocjacji kwasów i zasad metodą potencjometryczną 243
Ćwiczenie 8C-3. Pomiar stałej dysocjacji indykatora metodą spektrofotometryczną. 246
Ćwiczenie 8C-4. Wyznaczanie liczby koordynacji jonu 250
Ćwiczenie 8C-5. Wyznaczanie stałej równowagi kompleksu CT 253
Ćwiczenie 8C-6. Wyznaczanie stałej równowagi kompleksu jodu z rozpuszczalnikiem organicznym 255
8.5. Literatura uzupełniająca 259
Rozdział 9. Procesy nieodwracalne i zjawiska transportu 261
9.1. Wstęp 261
9.2. Dyfuzja (transport masy) 263
9.3. Lepkość cieczy (transport pędu) 264
9.4. Transport ładunku elektrycznego (przewodnictwo elektrolitów) 271
9.4.1. Przewodnictwo roztworów elektrolitów 271
9.4.2. Przewodnictwo stopionych soli 276
9.4.3. Pomiary przewodnictwa, aparatura pomiarowa 278
9.5. Doświadczenia 281
Ćwiczenie 9C-1. Pomiar współczynnika dyfuzji w roztworze metodą optyczną 281
Ćwiczenie 9C-2. Pomiar lepkości cieczy 285
Ćwiczenie 9-C3. Pomiar średniego wiskozymetrycznego ciężaru cząsteczkowego polimeru 288
Ćwiczenie 9C-4. Przewodnictwo mocnych elektrolitów 291
Ćwiczenie 9C-5. Przewodnictwo słabych elektrolitów (pomiar stałej dysocjacji słabego kwasu) 294
Ćwiczenie 9C-6. Przewodnictwo stopionych soli 297
9.6. Literatura uzupełniająca 300
Rozdział 10. Oddziaływanie materii z polem elektrycznym (polaryzacja) 301
10.1. Polaryzacja, przenikalność elektryczna ośrodka, moment dipolowy 301
10.2. Polaryzacja ośrodka a polaryzacja orientacyjna, polaryzowalność molowa 304
10.3. Współczynnik załamania światła 309
10.4. Aparatura i pomiary 311
10.4.1. Pomiar względnej przenikalności elektrycznej 311
10.4.2. Pomiary refraktometryczne 313
10.5. Doświadczenia 315
Ćwiczenie 10-C1. Pomiar momentu dipolowego 315
Ćwiczenie 10-C2. Refraktometria 320
10.6. Literatura uzupełniająca 324
Rozdział 11. Zjawiska powierzchniowe 325
11.1. Wprowadzenie 325
11.2. Napięcie powierzchniowe czystych cieczy 326
11.3. Napięcie powierzchniowe roztworów 328
11.4. Napięcie międzyfazowe, adhezja, kohezja 330
11.5. Metody pomiaru napięcia powierzchniowego 331
11.5.1. Wzniesienie w rurce kapilarnej 331
11.5.2. Metoda pęcherzykowa 333
11.5.3. Metoda stalagmometryczna 334
11.5.4. Metoda tensjometryczna 337
11.6. Adsorpcja 339
11.6.1. Chemisorpcja - izoterma Langmuira 340
11.6.2. Adsorpcja fizyczna, izoterma BET 342
11.6.3. Adsorpcja z roztworów 343
11.7. Doświadczenia 346
Ćwiczenie 11C-1. Stalagmometria 346
Ćwiczenie 11C-2. Zależność napięcia powierzchniowego roztworu od stężenia 349
Ćwiczenie 11C-3. Zależność napięcia powierzchniowego od temperatury. Reguła Eótvósa 352
Ćwiczenie 11C-4. Adsorpcja z roztworów wodnych 355
11.8. Literatura uzupełniająca 357
Rozdział 12. Kinetyka chemiczna 359
12.1. Podstawowe pojęcia w kinetyce chemicznej (kinetyka formalna) 359
12.2. Metody wyznaczania rzędu reakcji 363
12.2.1. Metoda podstawienia 363
12.2.2. Metoda wykreślna 363
12.2.3. Metoda różniczkowa van't Hoffa 363
12.2.4. Metoda okresów półtrwania 364
12.2.5. Wyznaczanie rzędów cząstkowych (metoda izolacji) 364
12.3. Doświadczalne metody pomiaru stężenia reagentów 365
12.4. Wpływ temperatury na szybkość reakcji chemicznej 366
12.5. Wpływ siły jonowej na szybkość reakcji (pierwotny efekt solny) 369
12.6. Wpływ obcych substancji na szybkość reakcji. Kataliza 370
12.7. Doświadczenia 372
Ćwiczenie 12C-1. Kinetyka reakcji Landoldta 372
Ćwiczenie 12C-2. Kinetyka reakcji rozkładu jonu kompleksowego 378
Ćwiczenie 12-C3. Konduktometryczny pomiar zmydlania estru ługiem 381
Ćwiczenie 12-C4. Katalityczny rozkład nadtlenku wodoru 385
12.8. Literatura uzupełniająca 387
Rozdział 13. Opracowanie wyników pomiarów 389
13.1. Zasady statystycznego opracowania wyników 390
13.2. Graficzne opracowanie wyników (sporządzanie wykresów) 394
13.3. Różniczkowanie i całkowanie graficzne 398
13.4. Jednostki, wymiary 399
13.5. Literatura uzupełniająca 402
Rozdział 14. Ważniejsze dane liczbowe 403
