- •Предисловие
- •Введение
- •Роберт Вильгельм Бунзен
- •Анри Луи Ле Шаталье
- •Вильгельм Фридрих Оствальд
- •Сванте Август Аррениус
- •Якоб Генрих Вант-Гофф
- •Иоханн Николаус Брёнстед и Михаил Ильич Усанович
- •Николай Николаевич Семенов
- •Химическая термодинамика учебно-целевые задачи – научить студентов:
- •Значимость темы
- •Основные понятия и определения химической термодинамики
- •Внутренняя энергия
- •Теплота и работа
- •Первый закон термодинамики
- •Применение I закона к простейшим процессам
- •Тепловые эффекты. Закон гесса
- •Теплоемкость
- •Второй закон термодинамики
- •Некоторые формулировки 2-го закона
- •Изменение энтропии при различных процессах
- •Пастулат планка
- •Термодинамические потенциалы
- •Соотношение между термодинамическими потенциалами
- •Закон действующих масс
- •Вопросы по теме: "термодинамика"
- •Примеры решения типовых задач
- •Пример решения контрольного задания по теме "Термодинамика"
- •Решение
- •Задачи для самостоятельной работы
- •Варианты заданий для домашней контрольной работы
- •Лабораторная работа №1.
- •Особые условия выполнения работы:
- •Устройство и настройка термометра Бекмана
- •Термодинамика фазовых превращений
- •Термодинамика фазовых равновесий
- •Основные понятия
- •Уравнение клайперона-клаузиуса
- •Диаграммы состояния однокомпонентных систем
- •Диаграмма состояния воды
- •Диаграмма состояния диоксида углерода
- •Бинарные системы Диаграммы плавкости
- •Взаимная растворимость жидкостей
- •Трехкомпонентные системы
- •Равновесие жидкость-жидкость в трехкомпонентных системах.
- •Распределение растворяемого вещества между двумя жидкими фазами. Экстракция.
- •Вопросы для подготовки к занятиям по теме: "термодинамика фазовых равновесий".
- •Примеры решения типовых задач.
- •Задачи для самостоятельной работы.
- •Лабораторная работа 1: построение диаграммы плавкости 2-х компонентной системы с простой эвтектикой.
- •Лабораторная работа № 2. Изучение взаимной растворимости фенола и воды.
- •Лабораторная работа № 3. Определение коэффициента распределения уксусной кислоты между водой и бензолом.
- •Свойства разбавленных растворов электролитов и неэлектролитов.
- •Повышение температуры кипения растворов.
- •Понижение температуру замерзания растворов.
- •Биологическое значение осмотического давления
- •Указания к выполнению работы.
- •Вопросы для самоконтроля по технике выполнения работы
- •Вопросы для самоконтроля при выполнении данного задания
- •Вопросы и задачи для самоконтроля усвоения темы
- •Вопросы для самоконтроля усвоения материала практической работы
- •Биологический статус изучаемой темы
- •Вопросы для подготовки:
- •Диссоциация воды
- •Водородный показатель
- •Механизм действия буферных систем
- •РН буферных систем
- •Влияние изменения объема буферных систем на рН.
- •Кислотно-щелочное равновесие крови
- •Роль внутренних органов в поддержании кислотно-щелочного резерва.
- •Изменение кислотно-щелочного равновесия при различных заболеваниях.
- •Задачи и задания для самостоятельной работы
- •Экспериментальная часть
- •Работа №3. Определение буферной ёмкости.
- •Электрохимия. Учебно-целевые задачи: Изучив этот раздел учебной программы, студент должен знать:
- •Значение электрохимических явлений для медицины.
- •Электродные процессы и электродвижущие силы.
- •Электрод и электродный потенциал.
- •Строение двойного электрического слоя на границе раствор-металл
- •Уравнение нернста
- •Гальванические элементы и их электродвижущие силы
- •Концентрационные гальванические элементы.
- •Диффузный потенциал.
- •Электроды первого рода.
- •Водородный электрод.
- •Ионоселективные электроды
- •Стеклянный электрод
- •Электроды второго рода.
- •Хлорсеребряный электрод Аg ׀ Ag Cl. KCl
- •Сопровождается реакцией растворения или осаждения соли АgСl:
- •Окислительно – восстановительные системы (ов) и ов –электроды.
- •Уравнение Петерса.
- •Классификация обратимых электродов.
- •Измерение эдс гальванических элементов.
- •Потенциометрия.
- •Прямые потенциометрические методы.
- •Приложение
- •Экспериментальная часть. Лабораторная работа №1. Измерение эдс гальванических элементов.
- •Порядок выполнения работы.
- •Изменение потенциалов отдельных электродов.
- •Потенциалов отдельных электродов.
- •Лабораторная работа № 3.
- •Лабораторная работа №4. Потенциометрическое измерение окислительно – восстановительных потенциалов. Редокс – системы.
- •Кинетика
- •Значение для медицины и фармации
- •Вопросы для подготовки к занятию
- •Введение
- •Понятие о скорости химического процесса
- •Основной закон химической кинетики
- •Кинетические уравнения реакций
- •Реакции первого порядка
- •Реакции второго порядка
- •Сложные реакции
- •Гетерогенные реакции
- •Температурная зависимость константы скорости реакции.
- •Методы расчета энергии активации и предэкспоненциального множителя а.
- •Основы молекулярной кинетики
- •Теория активных столкновений
- •Теория переходного состояния
- •Задачи и задания для самостоятельного решения.
- •Экспериментальная часть
- •Опыт № 1.Зависимость от концентрации.
- •Опыт №2. Зависимость от температуры
- •Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
- •По технике безопасности
- •И производственной санитарии при работе
- •В химических лабораториях
- •Медицинских учебных заведений
- •Содержание
Примеры решения типовых задач.
Карбид кальция получают по уравнению:
СаО(т) + ЗС → СаС2(т) + С02(г)
При 1600°С СаС2 и СаО взаимно растворяются, образуя расплав. Определить фазовый состав и число степеней свободы этой системы до 1600°С и выше этой температуры.
Решение:
До 1600°С система состоит из четырех составляющих веществ. В состоянии равновесия эти вещества связаны одним уравнением Кр=Рсо2, то число компонентов равно 3. Число фаз равно 4. Число степеней свободы С=К-Ф+2=3-4+2=1.
При температуре выше 1600°С СаС2 и СаО образуют расплав, в этих условиях будет 3 фазы и С = 3-3+2 = 2.
При какой температуре кипит вода в автоклаве при давлении 2 атм? Теплота испарения воды 40,7 кДж/моль.
Решение:
По уравнению Клапейрона-Клаузиуса
lg P2/P1=∆H/2,3 R *(1/T1-1/T2);
lg 2/1 = 40700/2,3*8,31 (1/37,3 - 1/Т2);
Т2=390,8 К или 117,8°С
Построить диаграмму плавкости системы парафин- метилстеарат с одной эвтектикой по следующим данным: tпл.парафина = 34°С, tплметилстеората=45°С, tE=25°С, состав эвтектики: 60% парафина.
а) определить, что представляет собой система из 10% метилстеарата и 90% парафина, какое вещество кристаллизуется первым?
б) при какой температуре закончится кристаллизация системы? Чему равен состав последних ее капель ?
в) построить кривую охлаждения сплава (а).
г) каков фазовый качественный и количественный состав сплава состава (в), если общая масса системы 3 кг.
Решение:
1) Построим диаграмму состояния системы (П-парафин, М-метилметилстеарат).
2) Расставим фазы на диаграмме;
3) В жидкой области отмечаем сплав (а) состава
10%М + 90%П, проследим ход его кристаллизации: при понижении температуры расплав охлаждается до линии ликвидус. При температуре соответствующей точке a1, выпадут первые кристаллы компонента П, при дальнейшем понижении температуры до а2 из сплава будет кристаллизоваться П, остающаяся жидкость при этом обогащается компонентом М и ее состав изменяется по линии ликвидус к точке Е.
4) В точке а2 заканчивается кристаллизация сплава (а), состав последующих капель жидкости соответствует составу точки Е (эвтектики), т.е. 60% П + 40% М, в точке а2 происходит нонвариантный процесс
ЖЕ -> П + М
Ниже ta2 сплав будет твердым и содержать 2 фазы - кристаллы П и М.
5) Построим кривую охлаждения сплава (а) в соответствии с вышеизложенными рассуждениями. В точке a1 наблюдается излом кривой охлаждения, т.к.скорость охлаждения сплава в связи с кристаллизацией замедляется, а в точке а2 происходит нонвариантный процесс кристаллизации эвтектики, поэтому температура остается постоянной.
6) Сплав состава (в) находится в 2х фазном поле, содержащем кристаллы М и жидкость. Количественно определить их соотношение можно с помощью правила рычага.
mж / mM = bk / bl;
Измерим длину отрезков bk и bl на диаграмме: bk=l,l см: bl= 1 см. Учитывая, что вся масса сплава равна 3 кг, решаем уравнение: mж/(3-mж)=1,1 /1; mж=1,57кг, mм=1,43кг.
В 1 литре культуральной жидкости содержится 0,3 г пенициллина. Для экстракции берут 500 мл амилацетата. В каком случае извлечение будет более полным, если экстрагировать:
а) 1 раз 500мл амилацетата;
б) 5 раз порциями по 100 мл амилацетата. Величина К=С1Орг / С2Вод=25.
Решение:
Для решения воспользуемся формулой
'mn = m0(V1 / К*V2+V1)n
m0, mn- количество пенициллина в культуральной жидкости соответственно до и после экстрагирования;
n - число экстракций.
a)m = m0*(V1 / R*V2+V1) = 0,3*( 1 / 25*0,5+1) = 2,2*10-2 (Г)
б)m= m0*(V1 / K*V2/n+V1)n = 0,3*(1 / 25*0,5/5+1 )5 = 7,3*10-4 (Г)
Извлечение в случае "б" будет более полным, т.к. в культуральной жидкости останется меньшее количество пенициллина.
При распределении янтарной кислоты между водой и эфиром были получены следующие данные: концентрация кислоты (моль/дм3) в водном растворе 0,121 и 0,07, в эфире соответственно 0,22 и 0,0128.
Показать, что для янтарной кислоты и данных растворителей справедлив закон распределения в его простейшей форме.
Решение:
Кд=С1 вод / С2 орг;
1)К1д=0,121 /0,022=5,5;
2) К2д=0,07 / 0,0128=5,47; К1д ~ К2д.
Следовательно для данной системы закон распределения справедлив в простейшей его форме.