физическая химия - рабочая программа

Рабочие программы дисциплин

«Утверждаю» Зав. кафедрой:

М. В. Дорогов

Рабочая програ.мма лаборатОР1l0-практических занятий

Наименование дисциплины: Физическая химия Рекомендуется для направления: 050100.62 Педагогическое образование, профиль подготовки - Химическое образование

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр педагогического образования

2-й семестр

Лаб-практ. занятий - 48 час. зачёт

Литература для подготовки:

1. Добычин Д.П. И др. Физическая и коллоидная химия. М. 1986.

2. Горшков В.И., Кузнецов И.Д. Основы физической химии. М.1998.

3. Киреев В. А. Курс физической химии. М. 1975.

4. Балезин С.А. и др. Практикум по физич. и колл. химии. М.1980.

5. Климов И.И., Филько А.И. Сборник задач по физической и коллоидной химии. М. 1983.

6. Гусева А.Д. Лабораторные работы по физической и коллоидной химии (методические рекомендации). ЯГПУ, 2002

Занятие 1.

Лабораторно-практическое занятие по теме: Химическая термодинамика.

Вопросы для обсуждения:

1. Предмет химической термодинамики. Основные понятия и величины.

2. Энергия системы. Формы обмена энергией системы с окружающей средой.

3. Первый закон термодинамики.

4. Обмен энергией в форме теплоты. Теплоемкости.

5. Закон Гесса.

6. Расчеты тепловых эффектов химических реакций.

7. Теплоты образования. Теплоты сгорания. Задание для подготовки:

1. - с. 6-33, с. 71-82. 3.-с.237-255;256-264

5. - с. 16-29, задачи: с. 21 N!!N!! 2, 3,5,6,9; с. 26 N!!N!! 40, 46, 48. Текст лекций.

Занятие 2.

Лабораторно-практическое занятие по теме: Химическая термодинамика. Химическое равновесие.

Вопросы для обсуждения:

1. Основной смысл и значение второго закона термодинамики.

2. О возможности и направлении самопроизвольного протекания процессов.

3. Энтропия. Необратимые процессы.

4. Расчет изменения энтропии в различных процессах.

5. Химическое равновесие как частный случай общей проблемы равновесия ..

3. Термодинамический вывод закона действующих масс.

4. Константы равновесия.

Задание для подготовки:

1. - с. 33-42, с. 86-94. , 3. - с. 273-286; 427-434.

5. - с. 29-40, задачи: с. 33 N!!N!! 49, 50, 52; с. 39 N!!N!! 1,2,3. Текст лекций.

Занятие 3.

Лабораторно-практическое занятие по теме: Молекулярные растворы - физико­химические системы. Способы выражения состава растворов.

Вопросы для обсуждения:

1. Количественные характеристики растворов: масса, объем, плотность (что они означает, единицы измерения, буквенное обозначение, взаимосвязь между ними)

2. Термодинамика растворения. Теории растворов.

3. Растворимость и коэффициент растворимости (понятие, обозначение,

единицы измерения). Зависимость растворимости веществ от температуры. Кривые растворимости и пользование ими.

4. Способы выражения состава растворов:

а) Массовая доля растворенного вещества и растворителя. б) Молярная доля растворенного вещества и растворителя. в) Молярная концентрация.

г) Моляльность.

Задание для подготовки:

1. - с. 125-127.

3.-с. 345-347; 350-352

5. - с. 51-55, задачи: с. 54 NQ 1; с. 55 N!!NQ 4, 13. Текст лекций.

Занятие 4

Лабораторно-практическое занятие по теме: Коллигативные свойства растворов

неэлектролитов.

Вопросы для обсуждения:

1. Понятие "идеальный раствор". Упругость пара над растворителем и раствором. Зависимость упругости пара от температуры.

2. Закон Рауля. Изменение упругости пара летучих компонентов в зависимости от состава жидкой фазы.

3. Понижение и относительное понижение упругости пара растворителя над

раствором.

4. Понижение температуры замерзания (кристаллизации) раствора по сравнению с чистым растворителем. Криоскопическая постоянная растворителя. Криоскопия.

5. Повышение температуры кипения раствора по сравнению с чистым растворителем. Эбуллиоскопическая постоянная растворителя. Эбуллиоскопия.

6. Явление осмоса. Осмотическое давление растворов неэлектролитов.

Задание для подготовки:

1. - с. 127-128 (до 4-0Й строки снизу). 3. - с. 345-380

5. - с. 56-70; задачи: - С.59 NQ 19,20; С.63 N2 31,41; С.64 N2 40; С.70 NQ 37,38

Текст лекций.

3

Занятие 5.

Лабораторная работа по теме: Определение молекулярной массы растворенного вещества (неэлектролита) криоскопическим методом.

Отчет по индивидуальному домашнему заданию

Для подготовки к лабораторной работе

повторить: Закон Рауля. Криоскопия.

6. - с. 3-7

Занятие 6.

Лабораторно-практическое занятие по теме: Температура кипения и составы жидких и газообразных фаз в идеальных и реальных растворах.

Вопросы для обсуждения:

1. Диаграммы "упругость пара - состав", "температура кипения - состав" идеальных растворов. Первый закон Коновалова.

2. Разделение (перегонка) идеальных растворов. Виды перегонок.

3. Положительное отклонение от закона Рауля. Причины отклонений. Диаграммы "упругость пара - состав", "температура кипения - состав" для систем с положительным и отрицательным отклонением от закона-Рауля.

4. Отрицательное отклонение от закона Рауля. Причины отклонений. Диаграммы "упругость пара - состав", "температура кипения - состав" для систем с отри­цательными отклонени;ями от ЗакQна Рауля. Перегонка растворов с отрицательными отклонениями от закона Рауля.

5. Несмешивающиеся жидкости. Упругость пара и температура кипения несмешивающихся жидкостей. Перегонка с водимый паром.

6. Закон распределения третьего компонента в несмешивающихся жидкостях. Экстракция и ее значение.

. ,

7. Растворимость газообразных веществ в жидкостях. Закон Генри.

Задание для подготовки:

1. - с. 127-130; с. 140- 150. 3. - с. 380 -407.

, .

5. - с. 71 - 83; задачи: - с. 79 NQ 78; с. 82 NQ 82-85.

Занятие 7.

Лабораторная работа по теме: Исследование перегонки бинарных растворов.

4

а) Построение графика зависимости показателя преломления раствора от его состава.

б) Построение диаграммы "температура кипения - состав" бинарной системы "ацетон - хлороформ".

Задание для подготовки: 1. - с. 127- 130; 140-146 3. - с. 365 - 381.

6. - с. 11-15

Текст лекций.

Необходимо проработать следующие вопросы:

1. Закон Рауля. Положительные и отрицательные отклонения от закона Рауля и их причины. 1-ый и 2-0Й законы д.п. Коновалова на примере диаграммы "температура кипения - состав". Почему такие диаграммы всегда состоят из двух кривых?

2. При каких условиях появляются максимум и минимум на диаграмме? Что такое азеотропные смеси? Разобрать процесс перегонки бинарных смесей по диаграмме "состав - температура кипения". Привести примеры бинарных систем, образующих диаграмму с максимумом.

Занятие 8.

Лабораторно-практическое занятие по теме: Гетерогенное равновесие. Физико-

химический анализ Вопросы для обсуждения:

1. Основные понятия темы: фаза, компонент, степень свободы.

2. Условия равновесия в гетерогенных системах. Правило фаз Гиббса, уравнение Клапейрона- Клаузиуса.

3. Физико-химический анализ. Работы Н.С. Курнакова. Принципы непрерьmности и соответствия.

4. Одно компонентные системы. Диаграмма состояния воды.

5. Анализ диаграмм двухкомпонентных систем с эвтектикой, твердыми растворами, химическими соединениями. Трёхкомпонентные системы.

6. Термический анализ. Кривые охлаждения.

Задание для подготовки:

1. - с. 107-124. 3. - с. 323-337.

5. - с. 41-44; задачи: с. 45 NQ}(!! 13-15; с. 46 NQ}(!! 25, 28, 29.

5

Занятие 9. -

Лабораторная работа по теме: Термический анализ. Построение диаграммы плавкости двухкомпонентной системы.

Задание для подготовки: 4. - с. 35-39.

Методическое руководство к работе.

Занятие 10.

Контрольная работа по теме: Коллигативные свойства растворов неэлектролитов.

Задание для подготовки:

Повторить содержание темы и типы расчетных задач.

Занятия 11-12.

Лабораторная работа по теме: "Исследование зависимости между поверхностным натяжением и адсорбцией изоамилового спирта на границе раздела "раствор-воздух". (Построение изотермы поверхностного натяжения. Расчет величин адсорбции (Г), максимальной адсорбции (Г макс), площади, занимаемой одной молекулой

спирта, длины молекулы.)

Задание для подготовки:

1. - с. 187-191,204-206,230-283. ­3. - с. 489 - 514;

5. - с. 150-158; задачи: с. 156 NQNQ

6. - с. 16-25 Текст лекций

Необходимо проработать следующие вопросы:

1. Свойства границы раздела двух фаз (напр. раствор-воздух).

2. Поверхностное натяжение.

3. Поверхностно-активные и неактивные вещества.

4. Адсорбция - явление физико-химическое.

5. Связь поверхностного натяжения с адсорбцией; изотерма адсорбции (см. теоретич. часть к лабор. работе).

составитель: старший преподаватель Хахина М.Ю.

6