EKSPERYMENTALNA CHEMIA FIZYCZNA

45.00

Na stanie

Spis treści

Przedmowa … 11

 

ROZDZIAŁ 1. TERMODYNAMIKA CHEMICZNA … 13

1.1. Podstawowe pojęcia … 13

1.2. Prawo zachowania materii i sposoby przekazywania energii … 14

1.3. Proces i droga procesu. Funkcja stanu … 15

1.4. Zerowa zasada termodynamiki. Temperatura … 17

1.5. Energia wewnętrzna i I zasada termodynamiki … 18

1.6. Zmiana energii wewnętrznej w zależności od typu przemiany. Pojemność cieplna … 21

1.7. Ciepło reakcji. Prawo Hessa i Lavoisiera-Laplace’a … 28

1.8. Prawa Kirchhoffa … 39

1.9. Równowaga termodynamiczna. Przemiany odwracalne i rzeczywiste … 42

1.10. Entropia. II i III zasada termodynamiki … 43

1.10.1. Definicja entropii i jej zmiany wraz ze zmianą stanu układu … 43

1.10.2. II i III zasada termodynamiki … 49

1.11. Wnioski wynikające z II zasady termodynamiki. Energia swobodna i entalpia swobodna … 52

1.12. Termodynamika procesów zmiany stanu skupienia … 57

1.13. Potencjał chemiczny. Aktywność … 64

1.14. Statyka chemiczna. Termodynamiczna stała równowagi reakcji chemicznej. Prawo działania mas … 68

1.15. Izoterma van’t Hoffa … 75

1.16. Wpływ temperatury na stałą równowagi reakcji. Izobara van’t Hoffa … 76

1.17. Reguła Le Chateliera-Brauna (reguła przekory) … 79

Ćwiczenie 1–1

Wariant I. Wyznaczanie ciepła rozpuszczania kwasu benzoesowego … 81

Wariant II. Wyznaczanie ciepła rozpuszczania kwasu benzoesowego … 84

Pytania i zadania … 86

 

ROZDZIAŁ 2. PŁYNY … 89

2.1. Wstęp … 89

2.2. Stan gazowy … 89

2.2.1. Właściwości stanu gazowego … 89

2.2.2. Gaz doskonały … 90

2.2.3. Kinetyczno-cząsteczkowa teoria gazów … 91

2.2.4. Energia i molowa pojemność cieplna gazów … 94

2.2.5. Równanie van der Waalsa … 97

2.2.6. Skraplanie gazów … 100

2.2.7. Równanie van der Waalsa i parametry krytyczne gazu … 100

2.2.8. Prawo Daltona … 102

Ćwiczenie 2–1. Wyznaczanie gęstości pary i masy molowej substancji metodą Meyera … 102

Pytania i zadania … 106

2.3. Ciecze … 109

2.3.1. Wiadomości ogólne … 109

2.3.2. Lepkość cieczy … 109

2.3.2.1. Wprowadzenie … 109

2.3.2.2. Metody pomiaru lepkości bezwzględnej cieczy … 111

2.3.2.3. Ciecze niutonowskie i nieniutonowskie … 117

Ćwiczenie 2–2. Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy za pomocą wiskozymetru Ostwalda … 119

Pytania i zadania … 122

Ćwiczenie 2–3. Wyznaczanie współczynnika lepkości cieczy za pomocą wiskozymetru Höpplera … 123

Pytania i zadania … 125

2.3.3. Napięcie powierzchniowe … 126

2.3.3.1. Wprowadzenie … 126

2.3.3.2. Molowe napięcie powierzchniowe … 128

2.3.3.3. Metody pomiaru napięcia powierzchniowego … 129

Pytania i zadania … 134

2.3.4. Współczynnik załamania światła i refrakcja molowa … 135

2.3.4.1. Współczynnik załamania światła … 135

2.3.4.2. Polaryzacja i refrakcja … 139

2.3.4.3. Zależność między strukturą chemiczną związku a refrakcją molową … 142

Ćwiczenie 2–4

Wariant I. Wyznaczanie zawartości alkoholu etylowego w badanym roztworze … 144

Wariant II. Wyznaczanie refrakcji molowej różnych atomów i wiązań … 146

Pytania i zadania … 149

 

ROZDZIAŁ 3. PRZEMIANY I RÓWNOWAGI FAZOWE … 155

3.1. Pojęcia fazy, składnika, stopnia swobody. Reguła faz Gibbsa … 155

3.2. Układy jednoskładnikowe, wielofazowe … 157

3.2.1. Równowaga między fazą ciekłą i gazową … 157

3.2.2. Równowaga między fazą stałą a fazą ciekłą i gazową … 157

3.3. Układy wieloskładnikowe, jednofazowe – roztwory … 160

3.3.1. Definicja roztworów … 160

3.3.2. Rozpuszczalność substancji. Prawo Henry’ego … 161

3.3.3. Dyfuzja … 163

3.3.4. Osmoza … 164

3.4. Układy dwuskładnikowe, jednofazowe – prężność pary nad roztworem … 168

3.4.1. Prężność pary nad roztworem substancji nielotnej. Prawo Raoulta … 168

3.4.2. Podwyższenie temperatury wrzenia i obniżenie temperatury krzepnięcia cieczy … 169

3.4.3. Mieszaniny cieczy o całkowitej wzajemnej rozpuszczalności … 171

3.4.3.1. Prężność pary nad mieszaniną cieczy o całkowitej wzajemnej rozpuszczalności … 171

3.4.3.2. Skład pary a skład cieczy … 172

3.4.4. Odchylenia od prawa Raoulta … 173

3.5. Układy wieloskładnikowe, dwufazowe … 175

3.5.1. Mieszaniny cieczy o ograniczonej wzajemnej rozpuszczalności … 175

3.5.2. Prawo podziału Nernsta. Ekstrakcja … 176

3.5.2.1. Definicja prawa podziału … 176

3.5.2.2. Modyfikacja prawa podziału w przypadku asocjacji lub dysocjacji substancji w jednej z faz … 177

3.5.2.3. Ekstrakcja i czynniki wpływające na jej efektywność … 180

Ćwiczenie 3–1

Wariant I. Wyznaczanie współczynnika podziału w układzie dwóch niemieszających się cieczy i stałej dimeryzacji kwasu octowego w rozpuszczalniku organicznym … 183

Wariant II. Porównanie efektywności ekstrakcji kwasu octowego za pomocą różnych rozpuszczalników i wartości stałej dimeryzacji w tych rozpuszczalnikach … 186

Pytania i zadania … 188

 

ROZDZIAŁ 4. ADSORPCJA … 193

4.1. Adsorbent, adsorbat … 193

4.2. Podział procesów adsorpcji … 193

4.3. Adsorpcja z roztworów … 195

4.3.1. Adsorpcja nadmiarowa i rzeczywista … 195

4.3.2. Izoterma Freundlicha … 196

4.4. Adsorpcja gazów … 197

4.4.1. Teoria Langmuira … 197

4.4.2. Izoterma BET … 200

4.5. Adsorpcja a napięcie powierzchniowe cieczy.

Środki powierzchniowo czynne … 202

4.6. Zastosowanie procesów adsorpcji … 204

4.7. Adsorpcja wymienna na jonitach … 205

4.8. Metody chromatograficzne adsorpcyjne … 206

4.8.1. Wiadomości ogólne … 206

4.8.2. Chromatografia cienkowarstwowa i bibułowa … 207

4.8.3. Chromatografia gazowa … 207

4.8.4. Chromatografia cieczowa … 209

Ćwiczenie 4–1

Wariant I. Adsorpcja kwasu octowego na węglu aktywowanym … 210

Wariant II. Porównanie adsorpcji różnych kwasów organicznych

z roztworu wodnego na węglu aktywowanym … 213

Pytania i zadania … 215

 

ROZDZIAŁ 5. UKŁADY KOLOIDOWE … 217

5.1. Definicja koloidu i typy układów koloidowych … 217

5.2. Metody wytwarzania cząstek koloidowych … 218

5.3. Oczyszczanie układów koloidowych … 219

5.4. Właściwości kinetyczne układów koloidowych … 221

5.4.1. Ruchy Browna … 221

5.4.2. Sedymentacja … 222

5.5. Zjawisko równowagi membranowej Donnana … 223

5.6. Właściwości optyczne układów koloidowych … 225

5.7. Właściwości elektrokinetyczne układów koloidowych … 227

5.8. Trwałość układów koloidowych. Koagulacja i peptyzacja … 231

5.9. Lepkość i masa molowa koloidów … 234

5.10. Ogólna charakterystyka żeli … 235

5.11. Piany i emulsje … 236

5.12. Koloidy asocjacyjne … 237

Ćwiczenie 5–1. Nefelometryczne oznaczanie stężenia zolu kalafonii … 237

Pytania i zadania … 239

 

ROZDZIAŁ 6. KINETYKA CHEMICZNA … 241

6.1. Szybkość reakcji chemicznej … 241

6.2. Rzędowość i cząsteczkowość reakcji … 242

6.3 Wpływ temperatury na szybkość reakcji. Energia aktywacji … 250

6.4. Wpływ katalizatorów na szybkość reakcji … 253

6.5. Reakcje złożone … 255

Ćwiczenie 6–1

Wariant I. Wyznaczanie stałej szybkości reakcji hydrolizy sacharozy metodą polarymetryczną … 257

Wariant II. Wyznaczanie stałej szybkości i energii aktywacji reakcji hydrolizy sacharozy … 261

Pytania i zadania … 264

Ćwiczenie 6–2. Wyznaczanie stałej szybkości zasadowej hydrolizy octanu etylu przy różnych stężeniach substratów reakcji … 266

Pytania i zadania … 269

 

ROZDZIAŁ 7. PRZEWODNICTWO ROZTWORÓW ELEKTROLITÓW … 271

7.1. Przewodniki elektryczności … 271

7.2. Przewodnictwo właściwe … 272

7.3. Efekt relaksacyjny i elektroforetyczny … 277

7.4. Pomiar przewodnictwa właściwego … 278

7.5. Przewodnictwo molowe i równoważnikowe. Prawo Kohlrauscha … 280

7.6. Dysocjacja elektrolityczna … 285

7.7. Wpływ innych substancji na dysocjację elektrolityczną związku chemicznego … 290

7.8. Miareczkowanie konduktometryczne … 292

Ćwiczenie 7–1. Miareczkowanie konduktometryczne kwasu zasadą … 296

Pytania i zadania … 299

Ćwiczenie 7–2. Wyznaczanie klasycznej stałej dysocjacji z pomiarów przewodnictwa … 303

Pytania i zadania … 305

 

ROZDZIAŁ 8. OGNIWA GALWANICZNE … 309

8.1. Wstęp … 309

8.2. Różnice potencjałów w ogniwie galwanicznym … 309

8.2.1. Opis ogniwa … 309

8.2.2. Potencjał dyfuzyjny … 311

8.2.3. Potencjał elektrody. Wzór Nernsta … 312

8.2.4. Siła elektromotoryczna ogniwa … 316

8.3. Elektroda wodorowa i skala potencjałów elektrod … 319

8.4. Elektrody porównawcze (odniesienia) … 324

8.5. Pomiar pH … 326

8.6. Elektrody redoks … 329

8.7. Miareczkowanie potencjometryczne … 331

8.7.1. Wiadomości ogólne … 331

8.7.2. Miareczkowanie potencjometryczne z wykorzystaniem reakcji kwas-zasada … 331

8.7.3. Miareczkowanie potencjometryczne z wykorzystaniem reakcji utleniania i redukcji … 334

Ćwiczenie 8–1. Miareczkowanie potencjometryczne kwasu zasadą … 337

Pytania i zadania … 340

 

ROZDZIAŁ 9. ELEKTROLIZA … 345

9.1. Zjawisko elektrolizy … 345

9.2. Napięcie rozkładowe … 347

9.3. Polaryzacja elektrod i nadnapięcie … 350

9.4. Elektroliza roztworów wieloskładnikowych. Przewidywanie produktów elektrolizy … 353

9.5. Prawa elektrolizy Faradaya … 359

9.6. Zastosowanie procesów elektrolizy … 361

Ćwiczenie 9–1. Oznaczenie grubości osadzonej powłoki miedzianej i wydajności prądowej elektrolizy … 364

Pytania i zadania … 365

 

ROZDZIAŁ 10. METODY SPEKTROSKOPOWE … 371

10.1. Klasyfikacja metod spektroskopowych … 371

10.2. Spektroskopia w nadfiolecie i w zakresie widzialnym. Analiza kolorymetryczna … 376

10.3. Prawo Lamberta-Beera … 383

Ćwiczenie 10–1. Kolorymetryczne oznaczanie stężenia jonów Fe3+ … 386

Pytania i zadania … 390

 

ROZDZIAŁ 11. ANEKS … 397

11.1. Dodatkowe tabele … 397

11.2. Ważniejsze jednostki miar wielkości podstawowych i ich przeliczanie … 412

Zadania … 431

11.3. Sporządzanie i interpretacja wykresów funkcji otrzymanych na podstawie danych doświadczalnych … 432

 

 

Skorowidz … 439

Autor

ISBN

978-83-7583-732-2

Liczba stron

Rok wydania

Wydawca

Recenzje

Na razie nie ma opinii o produkcie.

Napisz pierwszą opinię o „EKSPERYMENTALNA CHEMIA FIZYCZNA”