Met-uk-fiz-him

Л.П. Мыкоц, Н.Н. Степанова

Методические указания по физической химии

для внеаудиторной самостоятельной работы студентов 2 курса (IV семестр)

по дисциплине «Физическая и коллоидная химия» С2.Б.5. очная форма обучения

2

3

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пятигорская государственная фармацевтическая академия» министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Кафедра физической и коллоидной химии

Л.П. Мыкоц, Н.Н. Степанова

Методические указания по физической химии

для внеаудиторной самостоятельной работы студентов 2 курса (IV семестр)

по дисциплине «Физическая и коллоидная химия» С2.Б.5. очная форма обучения

Пятигорск 2011

4

УДК 541.183(07)

ББК 24.5я73 М 94

Рецензент: Доцент кафедры аналитической химии химии Пятигорской ГФА, канд.фарм.наук, Ушакова Л.С.

Л.П. Мыкоц, Н.Н. Степанова

М 94 Методические указания по физической химии (для внеаудиторной самостоятельной работы студентов 2 курса очного отделения) /Л.П. Мыкоц, Н.Н. Степанова - Пятигорск: Пятигорская ГФА, 2011 - 16 с.

Методические указания по физической химии составлены в соответствии с типовой и рабочей программами (М.,2002 г и Пятигорск,2011) по физической и коллоидной химии. Они содержат рекомендации выполнения самостоятельной работы и способы ее контроля, а также ориентировочную таблицу поиска необходимого методического материала.

УДК 541.183 (07) ББК 24.5я73

Допущено к внутривузовскому изданию Председатель ЭМС Проф. ………………………………..В.В.Гацан Протокол № от

© Пятигорская государственная фармацевтическая академия, 2011

5

ВВЕДЕНИЕ.

Одной из форм организации обучения на кафедре физической и коллоидной химии являются внеаудиторные самостоятельные занятия (СРС). СРС:

-являются логическим продолжением аудиторных занятий;

-проводятся по заданию преподавателя, который инструктирует студентов и устанавливает сроки исполнения и контроля;

-режим работы выбирает сам обучающийся в зависимости от своих способностей и конкретных условий.

Затраты времени на выполнение этой работы регламентируются рабочей программой по дисциплине.

Значимость самостоятельных занятий:

-умение правильно организовать свой труд;

-выработка устойчивого внимания;

-умение сосредоточиться, выработка волевых усилий, способность к самоорганизации;

-установление определенного равномерного режима обучения на весь семестр. Основные цели самостоятельных занятий:

-расширение, систематизация, углубление, закрепление знаний, полученных во время аудиторных занятий;

-формирование умений и навыков самостоятельного умственного труда;

-развитие самостоятельного мышления;

-мотивирование целенаправленной работы по освоению специальности;

-овладение технологическим учебным инструментом.

При использовании на кафедре маршрутной системы применяются домашние задания опережающего, перспективного характера, что позволяет развивать познавательный интерес, активизировать проведение на занятиях бесед, дискуссий.

Проверка выполненной работы проводится в ходе опроса, беглого просмотра выполнения задания, проверки решенной задачи, самостоятельной работы студента в аудитории при тестировании или семинарских занятиях.

Оценивается выполненная работа соответствующим числом баллов в рейтинговом журнале и входит в оценку «зачтено» в кафедральном журнале.

Для своевременного получения оценки «зачтено» студенту следует учиться правильно организовать свой труд.

При этом студенту рекомендуется:

-учиться ставить перед собой цели и задачи;

-эффективно распределять время и планировать свою работу;

-овладевать навыками работы с книгой, электронными носителями, Интернетом;

-учиться вести короткие, конкретные записи;

-максимально использовать для повышения своих знаний все формы учебных

занятий;

-приобретать навыки научно-исследовательской работы;

-овладевать культурой речи и общения;

-поддерживать оптимальный психологический настрой и физическое здоровье. Приведенная таблица позволяет студенту ориентироваться в сроках и видах

самостоятельной работы.

Для выполнения самостоятельной работы студенту необходимо иметь:

-тетрадь для решения задач и ответов на вопросы;

-практикум по физической химии;

-лекционный материал;

6

-учебники, рекомендуемые в списке литературы;

-калькулятор.

Контроль выполненной работы проводится преподавателем на занятии и включает:

-проверку тетради с выполненной самостоятельной работой;

-проверку решений задачи;

-оценка своевременности выполнения работы;

Выполненная работа оценивается в баллах и выставляется в рейтинговый журнал.

7

Ориентировочная таблица для внеаудиторной самоподготовки студентов к занятию.

выполнения

Источники литературы

занятия,

Реше-

Выполне

Теоретическая подготовка

Подготовка к

ние

Затраты времени

Теория (стр.)

ние

(изучение литературных

выполнению

задач

заданий в

источников, лекционного

лабораторных работ,

(стр.)

рабочей

№

сроки

материала)

семинарскому занятию

тетради

ЗЕТ

1.1

2.1.

3.1.

3.1.

час

(1,25)

(45)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Физическая химия

Тема1: «Химическая термодинамика. Термохимия.

1. Определение теплоты растворения

1.1. Устройство

соли.

калориметра.

1.1. Термохимия. Виды тепловых

1.2. Определение

эффектов реакций. Особенности

теплового значения

Задания из

записи термохимических уравнений.

калориметра.

1.

рабочей

1.2. Калориметрические измерения.

1.3. Графическое

20

30,

15-31,

тетради

1.3. Закон Гесса и его следствия.

определение Т.

22,36,42

(задача

4,5

0,125

1-я

32,31,36

30,32,36

Раздел

1.4. Расчет

Нr0

с использованием

1.4. Расчет теплоты

1,2)

неделя

теплот образования.

растворения соли и

«Термохи

мия»

1.5. Расчет

Нr0

с использованием

теплоты гидратации.

теплот сгорания.

1.6. Теплота растворения и ее

составляющие.

2. Определение теплоты

2.1. Определение

нейтрализации.

теплового значения

2.1. Теплота нейтрализации сильной

калориметра.

кислоты сильным основанием.

2.2. Экспериментальное и

2.

2.2. Теплота нейтрализации слабой

графическое определение

кислоты сильным основанием (или

Т.

45,47,59,

40,46,56,

32-34

-

3

0,08

слабого основания сильной

2.3. Расчет теплот

64,67,69

60

2-я неделя

кислотой).

нейтрализации, теплоты

2.3. Теплота диссоциации.

диссоциации, абсолютной

2.4. Уравнение Кирхгоффа для

и относительной ошибки

малого интервала температур.

эксперимента.

2.5. Расчет изменения теплоемкости

8

		и энтропии в ходе химической
		реакции.
		2.6. Энергия Гиббса и Гельмогльца
		как критерии направленности
		процесса и расчет их применения в
		ходе реакции.
		3. Семинар: «Химическая	Реферативная работа
		термодинамика. Термохимия»	«Химическая
		3.1. Термодинамические системы и	термодинамика.
		их классификации.	Термохимия»						Подготовк
		3.2. Параметры и факторы. Функции
									а к
		состояний.	2.1. Литературный поиск.
									индивидуа
		3.3. Нулевое начало термодинамики.	2.2. Подготовка текста
	3.								льному
		3.4. Первое начало термодинамики.	выступления.	22,23,31,
					21,26,48,		подготов		тестирова
		3.5. Энтропия и ее связь с	2.3. Оформление реферата	32,53,55,		-				5	0,145
	4-я				51-56		ить план		нию.
		термодинамической вероятностью	(или стендового доклада)	58
	неделя
		(Уравнение Больцмана).	2.4. Разработка
									Брошюра,
		3.6. Второе начало термодинамики.	компьютерной
									тестовые
		3.7. Третье начало термодинамики	презентации.
									задания
		(постулат Планка).	2.5. Подготовка
			вербальной презентации.
			2.6. Участие в
			конференции
			Итого:							12,5	0,35
			Тема 2: Химическое и фазовое равновесие.
		4. Определение критической	4.1. Определение
		температуры растворения системы	температуры
		«фенол-вода»	кристаллизации фенола по
		4.1. Типы взаимной растворимости	кривой охлаждения,
		веществ.	построенной по
		4.2. Ограниченно растворимые	экспериментальным
	4.	жидкости. Диаграммы	данным.
		растворимости с верхней, нижней и	4.2. Определение	156	123-128	35-47,	40(задач		-	1,5	0,04
	3-я	двумя КТР.	температуры			57-61	а №4)
	неделя.	4.3. Правило Алексеева.	гетерогенизации смесей
			фенол-вода.
			4.3. Построение
			диаграммы растворимости,
			определение составов
			сопряженных фаз и КТР.
	5.	5. Определение коэффициента	5.1. Методика проведения	171,193	158-164,	62-67	41(зада		-	1,5	0,04

9

	распределения 3-го компонента	жидкостной экстракции и		158		ча №5)
5-я	между двумя жидкими фазами.	правило выбора
неделя	5.1. Жидкостная экстракция.	экстрагента.
	Основные условия проведения	5.2. Титреметрическое
	экстракции.	определение концентрации
	5.2. Закон распределения Нернста.	3-го компонента в
	Степень ассоциации.	рафинате и экстракте.
	5.3. Расчет количества	5.3. Графическое
	экстрагированного вещества и	определение степени
	степени извлечения.	ассоциации.
		5.4. Определение
		коэффициента
		распределения по графику
		и по уравнению Нернста.
	6. Построение диаграммы плавления	6.1. Построение по данным
	бинарной смеси.	термического анализа
	6.1. Фазовое равновесие. Основные	диаграммы плавления.
	понятия (фаза, компонент,	6.2. Определение
	вариантность). Правило фаз Гиббса.	ликвидуса, солидуса					Задания из
	6.2. Термический анализ. Кривые	химических соединений и					рабочей
6.	охлаждения.	эвтектических смесей (их	114,116,				тетради
	6.3. Виды диаграмм плавления.	состава и температуры).			48-	40(зада	Раздел
			145,179,	145-147				1,5	0,04
6-я		6.3. Построение кривых			53,87-89	ча№3)	«Химическ
			140-156
неделя		охлаждения.					ое и
		6.4. Определение					фазовое
		физического состояния					равновесие»
		различных систем.
		6.5. Определение
		вариантности систем по
		правилу фаз Гиббса.
	7. Построение диаграммы кипения	7.1. Построение	83,87,	107,110,	54-56
	бинарной смеси.	диаграммы кипения и	160, 168,	113,114,
	7.1. Двухкомпонентные смеси	определение по ней	187-193,	116,119,
7.	летучих жидкостей. Идеальные	состава и температуры		121,142,
	растворы. Закон Рауля.	кипения азеотропа.		143
7-я	7.2. Реальные растворы. Отклонения	7.2. Определение				44(зада	-	1	0,03
	от закона Рауля.	температуры начала и				ча №7)
Неделя.
	7.3. Диаграмма кипения.	конца кипения смеси.
	7.4. 1-й и 2-й законы Коновалова.	7.3. Определение составов
	Азеотропные смеси.	равновесных пара и
	7.5. Простая и фракционная	жидкости.
	перегонка.	7.4. Определение

10

	7.6. Нерастворимые жидкости. Закон	вариантности различных
	Дальтона.	систем.
	7.7. Перегонка с водяным паром и
	расчет коэффициента расхода пара.
	8. Семинар: «Химическое и фазовое	Реферативная работа
	равновесие»	(см.занятие№3)
	8.1. Химическое равновесие. Закон
	действующих масс для обратимых
	реакций.
	8.2. Расчет равновесного выхода
	продуктов реакции.
8.	8.3. Уравнение изотермы
	химической реакции.			68,70-
			91,93,99,
	8.4. Зависимость константы			74,76,78,
8-я			105,107,					2	0,05
	равновесия от температуры			8392,96,
Неделя			127
	(уравнения изобары и изохоры).			99
	8.5. Химическое равновесие в
	гетерогенных системах. Давление
	диссоциации.
	8.6. Фазовая диаграмма воды и ее
	анализ.
	8.7. Уравнение Клапейрона.
	8.8. Уравнение Клазиуса-
	Клапейрона.
		Итого:						7,5	0,2
		Тема 3: «Растворы. Электрохимия»
1	2	3				4	5	6	7
	9. Потенциометрическое и	9.1. Принципиальное
	колориметрическое определение рН	устройство рН-метра.
	растворов и концентрации	9.2. Устройство
	водородных ионов.	стеклянного и
	9.1. Гальванические элементы.	хлоридсеребрянного
	Правила записи галванической цепи.	электродов.
9.	9.2. Электроды 1-го рода:	9.3. Приготовление	235,240,	182,187,		91(зада
	Формула, полуреакция, расчет	буферных растворов.	243,252,		88-104	ча	-	3	0,08
				190,191
9-я неделя	потенциала по уравнению Нернста.	9.4. Калориметрическое	256			№2,3)
	9.3. Электроды 2-го рода:	определение рН буферных
	Формула, полуреакция, применение.	растворов.
	9.4. Ионоселективные электроды.	9.5. Проверка
	(устройство и примеры).	правильности работы рН-
	9.5. Водородные электроды:	метра.
	устройство, формула, полуреакция.	9.6. Потенциометрическое