- •ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
- •«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
- •Введение
- •Обработка результатов физико-химических измерений
- •Погрешность измерений
- •Выражение результатов измерений и расчетов
- •Рис. 1. Пример построения графика и определения величины тангенса угла наклона прямолинейной зависимости.
- •Лабораторная работа № 1. Определение интегральной теплоты растворения соли и теплоты гидратообразования
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Рис. 2. Образец построения зависимости изменения температуры от времени.
- •Рис. 3. Пример графической обработки результатов эксперимента.
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 2. Определение теплоты диссоциации слабого электролита
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 3 Определение изменения энтальпии реакции нейтрализации
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 4. Определение константы диссоциации слабого электролита
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка экспериментальных данных
- •Рис. 4. Экспериментальная кривая кондуктометрического титрования.
- •Рис. 5. Обработка экспериментальной кривой титрования и определение точки эквивалентности.
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 5. Определение константы нестойкости
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 6. Кинетика окисления иодида калия персульфатом аммония
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 7. Исследование ионообменной адсорбции
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Обработка выходной кривой ионообменной адсорбции.
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 8. Молекулярная адсорбция на активированном угле
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Изотерма удельной адсорбции.
- •Линейная форма уравнения адсорбции Фрейндлиха. lgK = 0,97; 1/n = 1,04.
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Лабораторная работа № 9. Определение порога коагуляции фотометрическим методом
- •Цель работы
- •Сущность работы
- •Оборудование и реактивы
- •Выполнение работы
- •Содержание протокола лабораторной работы
- •Обработка результатов эксперимента
- •Экспериментальная зависимость оптической плотности золя от объёма элемтролита
- •Пример графической обработки экспериментальных данных
- •Содержание отчета по лабораторной работе
- •Содержание
- •«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
- •Введение
- •1 Содержание разделов дисциплины
- •1.1 Общие сведения
- •1.2 Лекционный курс
- •Таблица 1 – Содержание лекционного курса
- •1.3 Лабораторный практикум
- •Таблица 2 - Общий план - график лабораторных работ и семинарских занятий
- •Таблица 3 – План-график лабораторных работ и семинарских занятий
- •Таблица 4 - Темы лабораторных работ
- •1.4 Семинарские занятия
- •Таблица 5 – Темы семинарских занятий
- •1.5 Домашние задания
- •Таблица 6 – Темы домашних заданий
- •2. Разминка
- •2.1 Краткие теоретические сведения
- •2.2 Примеры решения задач
- •2.3 Задачи для решения
- •3. Расчет термодинамических параметров химических реакций
- •3.1. Краткие теоретические сведения
- •3.2. Примеры решения задач
- •Пример 1. Вычислить тепловой эффект и изменение энергии Гиббса реакции
- •Пример 2. Вычислить изменение энергии Гиббса реакции
- •Пример3.Вычислитьизменение энергииГиббсапри 850 Kдля реакции
- •3.3. Задачи для решения
- •3.3.1. Вычислить тепловой эффект и изменение энергии Гиббса при 298 K для реакции в водном растворе
- •3.3.2. Вычислить энергию Гиббса реакции при заданной температуре
- •4. Расчет константы равновесия при заданной температуре
- •4.1. Краткие теоретические сведения
- •4.2. Примеры решения задач
- •4.2.1. Применение уравнения изобары
- •4.2.2. Метод Темкина-Шварцмана
- •Пример 5. Вычислить энергию Гиббса реакции 4NH3 (г)+ 5O2 (г) = 6H2O (г) + 4NO (г) при 850 K.
- •4.2.3. Метод приведенных энергий Гиббса
- •Пример 6. Вычислить энергию Гиббса реакции 4NH3 (г)+ 5O2 (г) = 6H2O (г) + 4NO (г) при 850 K.
- •4.3. Задачи для решения
- •5. Расчет состава равновесной газовой смеси
- •5.1. Краткие теоретические сведения
- •5.2. Примеры решения задач
- •Пример 7. Определить степень диссоциации иодоводорода на водород и иод
- •Пример 8. Вычислить состав равновесной смеси, образующейся при протекании реакции
- •5.3. Задачи для решения
- •5.3.1. Задачи на расчет степени превращения вещества
- •5.3.2. Задачи на расчет равновесного состава газовой смеси
- •6. Двухкомпонентные диаграммы состояния жидкость-твердое
- •6.1. Краткие теоретические сведения
- •6.1.1. Общая информация
- •6.1.2. Порядок рассмотрения диаграммы
- •6.1.3. Типовые диаграммы состояния
- •Рис. 16. Диаграмма состояния двухкомпонентной системы с одной точкой эвтектики.
- •Рис. 17. Диаграмма с полиморфным превращением компонента В
- •Рис. 18. Диаграмма с ограниченной растворимостью жидкостей
- •Рис. 19. Диаграммы состояния с твердыми растворами замещения.
- •Рис. 20. Диаграммы с твердыми растворами внедрения.
- •Рис. 21. Диаграмма с химическим соединением постоянного состава, которое плавится без разложения (конгруэнтно).
- •Рис. 22. Диаграмма с дальтонидом, который плавится без разложения
- •Рис. 23. Химическое соединение постоянного состава, которое плавится с разложением.
- •Рис. 24. Химическое соединение переменного состава, которое плавится с разложением.Обозначается на диаграммах как область состава δ, ограниченная линией перитектики.
- •2.7.2. Примеры решения задач
- •Пример 11.Прочесть диаграмму состояния системы «медь – магний».
- •Рис. 16. Диаграмма состояния медь-магний.
- •Рис. 17. Решение примера 1.
- •2.7.3. Задачи для решения
- •2.8. Трехкомпонентные диаграммы состояния жидкость-твердое
- •2.8.1. Краткие теоретические сведения
- •2.8.1.1. Общие сведения
- •Рис. 18. Определение состава системы по треугольнику Розебома.
- •Рис. 19. Применение правила рычага.
- •2.8.1.2. Порядок рассмотрения трехкомпонентной диаграммы состояния конденсированной системы
- •2.8.1.3. Некоторые типовые диаграммы состояния
- •Рис. 19. Диаграмма состояния трехкомпонентной конденсированной системы с одной тройной точкой эвтектики (а) и развертка к ней (б).
- •Рис. 21. Диаграмма состояния трехкомпонентной конденсированной системы с одним двойным химическим соединением, плавящимся без разложения (а) и развертка по линии АС (б).
- •Рис. 22. Диаграмма состояния трехкомпонентной конденсированной системы с одним двойным химическим соединением, плавящимся с разложением
- •Рис. 23. Трехкомпонентная система содним тройным соединением, плавящимся без разложения.
- •2.8.2. Примеры решения задач
- •Пример 12.Прочесть диаграмму состояния системы.
- •Рис. 24. Трехкомпонентная диаграмма состояния
- •Рис. 25. Диаграмма состояния с обозначенными полями и значимыми точками.
- •Рис. 26. Развертки к сторонам диаграммы: сторонаАС (а) сторонаАВ (б) и сторонаВС (в).
- •Рис. 27. Направления падения температуры.
- •Рис. 28. Пути кристаллизации фигуративной точки, пояснения к заполнению таблицы и кривая охлаждения.
- •2.8.3. Задачи для решения
- •Содержание
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ОБОРУДОВАНИЕ И РЕАКТИВЫ
Бюретка объемом 25 мл – 4 шт.; мерная пипетка объемом 5 мл (для крахмала) – 1 шт.; секундомер; колба круглая объемом 100 мл – 5 шт.; химический стакан объемом 50 мл – 5 шт; химический стакан объемом 25 мл (для персульфата) – 1 шт.; иодид калия – 0,2 М раствор; тиосульфат натрия – 0,02 М раствор; крахмал – 1 % раствор; персульфат аммония – 0,2 М раствор.
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
1.В каждую из 5 колб при помощи маркированных бюреток отмерить порции растворов иодида калия, тиосульфата натрия и дистиллированную воду в количествах, указанных в таблице 1. Мерной пипеткой объемом 5 мл в каждую колбу отобрать порцию крахмала. Содержимое колб перемешать.
2.В маркированный химический стакан объемом 25 мл отмерить указанный объем персульфата, вылить в колбу с приготовленной реакционной смесью и одновременно включить секундомер.
3.При появлении синего окрашивания секундомер останавливают и записывают время
опыта.
4.П.п. 2 и 3 выполнить для всех колб.
№ |
Объем растворов, мл |
|
|
|
Время, с |
|||
KI |
Na2S2O3 |
H2O |
крахмал |
(NH4)2S2O8 |
Vобщ |
|||
|
|
|||||||
Вариант 1 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
10 |
2 |
8 |
5 |
10 |
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
10 |
4 |
6 |
5 |
10 |
35 |
|
|
3 |
10 |
6 |
4 |
5 |
10 |
35 |
|
|
4 |
10 |
8 |
2 |
5 |
10 |
35 |
|
|
5 |
10 |
10 |
0 |
5 |
10 |
35 |
|
|
Вариант 2 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
12 |
2 |
9 |
5 |
12 |
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
12 |
4 |
7 |
5 |
12 |
40 |
|
|
3 |
12 |
6 |
5 |
5 |
12 |
40 |
|
|
4 |
12 |
8 |
3 |
5 |
12 |
40 |
|
|
5 |
12 |
10 |
1 |
5 |
12 |
40 |
|
|
Вариант 3 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
14 |
2 |
10 |
5 |
14 |
45 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
14 |
4 |
8 |
5 |
14 |
45 |
|
|
3 |
14 |
6 |
6 |
5 |
14 |
45 |
|
|
4 |
14 |
8 |
4 |
5 |
14 |
45 |
|
|
5 |
14 |
10 |
2 |
5 |
14 |
45 |
|
|
Вариант 4 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
16 |
2 |
16 |
5 |
16 |
55 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
16 |
4 |
14 |
5 |
16 |
55 |
|
|
3 |
16 |
6 |
12 |
5 |
16 |
55 |
|
|
4 |
16 |
8 |
10 |
5 |
16 |
55 |
|
|
5 |
16 |
10 |
8 |
5 |
16 |
55 |
|
|
Вариант 5 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
18 |
2 |
17 |
5 |
18 |
60 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
18 |
4 |
15 |
5 |
18 |
60 |
|
|
3 |
18 |
6 |
13 |
5 |
18 |
60 |
|
|
4 |
18 |
8 |
11 |
5 |
18 |
60 |
|
|
5 |
18 |
10 |
9 |
5 |
18 |
60 |
|
СОДЕРЖАНИЕ ПРОТОКОЛА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
1.Концентрация раствора иодида калия
2.Концентрация раствора тиосульфата натрия
3.Концентрация раствора персульфата аммония (или натрия)
4.Часть таблицы 1, соответствующая номеру Вашего варианта с отмеченным временем протекания реакции
22
vk.com/club152685050 | vk.com/id446425943
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
Заполнить таблицу:
№ |
Среакция(KI), |
С (KI), |
ki, |
|
|
|
моль−1·л·с−1 |
опыта |
моль/л |
моль/л |
k =…..
k |
i |
k |
|
|
( ki k |
)2 |
( ki k |
)2 = ….. |
Cреакция(KI) – концентрация иодида калия, израсходованного на реакцию с персульфатом натрия (аммония)
С |
реакция |
(KI) C(Na |
S |
O |
) |
|
2 |
2 |
3 |
|
C |
исх |
(Na |
S |
O |
3 |
)V (Na |
S |
O |
) |
|
2 |
2 |
|
2 |
2 |
3 |
|
||
|
|
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
общ |
|
|
|
,
где, Сисх(Na2S2O3) – концентрация тиосульфата натрия, указанная на емкости с реактивом, моль/л; V(Na2S2O3) – объем тиосульфата натрия, взятый на приготовление реакционной смеси согласно номеру варианта по табл. 1, мл; Vобщ – общий объем реакционной смеси согласно номеру варианта по табл. 1, мл.
С (KI) – концентрация иодида калия в данный момент времени
Сτ (KI) C0 (KI) Cреакция (KI) ,
где С0(KI) – концентрация иодида калия в реакционной смеси в начальный момент времени ( = 0 с.), моль/л
С |
0 |
(KI) |
|
|
C |
исх |
(KI)V (KI) |
|
|
|
|
|
V |
|
|
общ |
,
где Сисх(KI) – концентрация иодида калия, указанная на емкости с реактивом, моль/л; V(KI) – объем иодида калия, взятый на приготовление реакционной смеси согласно номеру варианта по табл. 1, мл; Vобщ – общий объем реакционной смеси согласно номеру варианта по табл. 1, мл.
Константа скорости реакции k рассчитывается по формуле:
k
|
1 |
ln |
|
τC |
|
(KI) |
|
0 |
|
||
|
|
|
C |
0 |
(KI) 0,5C |
реакция |
(KI) |
|
|
|
|
|
||
|
|
C |
(KI) |
|
|
|
|
τ |
|
|
|
.
Среднее значение константы скорости реакции:
k |
k |
i |
, |
|
|||
|
|
|
|
|
n |
|
|
где n – количество опытов, n = 5.
2. Рассчитать вероятную (для 95 %) ошибку определения средней константы скорости процесса:
|
5 |
|
|
|
k t |
(ki k |
)2 |
. |
|
1 |
|
|
||
|
n(n 1) |
|
3. Найти относительную погрешность:
k |
100% |
|
k |
||
|
.
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
1.Название работы.
2.Цель работы.
3.Ход эксперимента.
4.Экспериментальные данные (см. протокол к лабораторной работе).
5.Обработка экспериментальных данных.
6.Вывод.
23