368 с.; 20 табл.; 161 рис.; список литературы 45 ссылок.
Книга является руководством к практическим работам по физической химии для студентов химических и химико-технологических вузов
Каждой работе предпослано теоретическое введение. Подробно описаны приемы исследований и аппаратура, применяемая в современных исследованиях.
Книга может служить также полезным пособием для преподавателей физической химии в техникумах и нехимических вузах.
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие к четвертому иаданию................... 9
Глава I. Определение точности физико-химических измерений..... И
Происхождение и классификация ошиб«к измерений....... 11
Определение систематических ошибок.............. 13
Определение случайных ошибок.....•............ 16
Глава II. Применение графических и аналитических методов в физической
химии ......................... 24
Правила составления таблиц и построения графиков....... 24
Расчеты, проводимые с помощью графиков............ 26
Литература ......................... 32
Глава III. Строение молекул, электрические и оптические свойства ... 33
Теоретическая часть
Дипольный момент и поляризуемость.............. 33
Мольная поляризация ..................... 34
Рефракция .......................... 35
Расчет диполъных моментов из экспериментальных данных .... 40
Межмолекулярное взаимодействие ............... 41
Экспериментальная часть
Рефрактометрия ....................... 42
Работа 1. Аддитивность рефракции............... 49
Работа 2. Рефракция смеси двух жидкостей........... 51
Работа 3. Анализ бинарной смеси................ 51
Работа 4. Определение рефракции растворенного вещества..... 52
Работа 5. Экзальтация рефракции ............... 52
Работа 6. Определение принадлежности углеводорода к определенному классу путем измерения относительной дисперсии..... 53
Работа 7. Определение концентрации раствора по показателю преломления .......................... 54
Дипольный момент и поляризуемость молекул.......... 54
Работа 8. Определение дипольного момента по измерению поляризации раствора ....................... 56
Работа 9. Определение дипольного момента по измерению констант
чистых жидкостей...................... 58
Работа 10. Определение атомной поляризуемости неполярной моле-
КУЛЫ ........................... 59
Литература ............. gl
Глава IV. Строение молекул. Молекулярные спектры..... g2
Теоретическая часть
Происхождение спектров.............. „„
Инфракрасные колебательные спектры двухатомных молекул ' ' ' к!
Инфракрасные колебательные спектры многоатомных молекул ' ' fifi
Колебательные спектры комбинационного рассеяния . ' ' оо
Электронные спектры двухатомных молекул газов . . ...... Н5
Спектры поглощения жидкостей и растворов . . . . '...... iV
Экспериментальная часть
Спектры комбинационного рассеяния.......... о,
Работа 1. Изучение спектра комбинационного рассеяния органического соединения ................ q«
Работа 2. Идентификация углеводородов по спектру комб'инапион-
ного рассеяния .................. " „2
Работа 3. Качественный анализ смеси ароматических углеводородов 94 Работа 4. Определение характеристических частот в спектрах комбинационного рассеяния органических соединений . or Работа 5. Применение спектров комбинационного расс'еяния' для
оценки значения константы диссоциации азотной кислоты Qfi
Электронные спектры поглощения двухатомных молекул газов * 97
Работа 6. Определение энергии диссоциации молекул брома и'иода 99
Спектры поглощения.............. ^QQ
Работа 7. Спектр поглощения окрашенного вещества . ..... Ц2
Работа 8. Проверка закона Бугера — Веера . . . ...... цо
Работа 9. Влияние межмолекулярного взаимодействия на электронные спектры................. ц?
Работа 10. Прочность химической связи и электронные спектры
поглощения .................... ^
Работа 11. Исследование сольватации ионов медиС.ц2+ вводных растворах с помощью спектров поглощения . . . ^о Работа 12. Спектрофотометрическое определение константы диссоциации одноцветного индикатора............ ^21
Литература......................... 122
Глава V. Термохимия ...................... 123
Теоретическая часть Экспериментальная часть
Общие принципы калориметрических измерений . _ ^2/ Методика проведения опыта и определение изменения температуры Работа 1. Определение теплот растворения хорошо растворимых
солей ....................... ^2я
Работа 2. Определение теплот гидратообразования солей..... 130
Работа 3. Определение теплоты нейтрализации.......... ^
Работа 4. Определение тепловых эффектов гетерогенно-каталитиче-
ских реакций в жидкой фазе............. ^^2
Работа 5. Определение теплот сгорания органических веществ . 134
Литература ......................... igg
Глава VI. Равновесие реакции в газовой фазе............ 137
Теоретическая часть
Понятие о химическом равновесии........... ^
Уравнение изотермы реакции............'.','''' 138
Зависимость константы равновесия от температуры ...,.., \ 139
4
Экспериментальная часть
Работа 1. Изучение равновесия реакции ............ 141
С02 + Н2 ?± СО + Н20
Работа 2. Изучение равновесия реакций дигидрирования спиртов
в газовой фазе: Rx—CHOH—R2 f± RI—CO—R2 + Н2...... 145
Литература ......................... 151
Глава VII. Давление насыщенных паров............... 152
Теоретическая часть Экспериментальная часть
Работа 1. Определение давления насыщенного пара легколетучей
жидкости ......................... 153
Литература ......................... 155
Глава VIII. Гетерогенные равновесия................ 156
Теоретическая часть
Основные понятия...................... 156
Идеальные растворы....................... 159
Неидеальные растворы..................... 161
Образование азеотропных смесей................ 163
Диаграмма состав пара — состав жидкости для полностью смешивающихся жидкостей ..................... 164
Правило рычага........................ 165
Диаграмма температура — состав для ограниченно смешивающихся
жидкостей ......................... 166
Трехкомпонентные системы................... 168
Диаграммы состояния систем, содержащих твердую и жидкую фазы 171
Экспериментальная часть
Работа 1. Исследование перегонки бинарных смесей (полностью смешивающиеся жидкости) ................... 180
Работа 2. Изучение взаимной растворимости жидкостей в двухком-
понентной системе...................... 183
Работа 3. Изучение взаимной растворимости жидкостей в трехком-
ионентной системе ..................... 188
Работа 4. Изучение кристаллизации бинарных смесей...... 189
Литература ......................... 194
Глава IX. Киветика гомогенных химических реакций......... 195
Теоретическая часть
Скорость реакции....................... 195
Кинетическая классификация реакций.............. 196
Определение порядка реакции................. 199
Влияние температуры на константу скорости реакции....... 202
Гомогенные каталитические реакции в растворах......... 204
Влияние ионной силы на скорость реакции............ 205
Измерение скорости реакции.................. 205
Экспериментальная часть
Работа 1. Определение порядка реакции окисления иодид-ионов
ионами трехвалентного железа................ 206
Работа 2. Изучение скорости мутаротации глюкозы........ 210
5
Работа 3. Изучение скорости омыления сложных эфиров в присутствии ионов водорода...................< . 211
Работа 4. Изучение скорости омыления сложных эфиров в присутствии ионов гидроксила ................... 213
Работа 5. Изучение скорости реакции иодирования ацетона .... 217
Работа 6. Изучение скорости реакции разложения комплексного оксалата марганца...................... 219
Работа 7. Изучение скорости разложения мурексида в кислой среде 220
Работа 8. Изучение скорости реакции малахитового зеленого
с ионами гидроксила в присутствии солей........... 222
Литература ......................... 224
Глава X. Кинетика гетерогенных и гетерогевно-каталитических реакций 225
Теоретическая часть
Стадии гетерогенно-каталитических реакций........... 225
Энергия активации гетерогенно-каталитических реакций...... 232
Экспериментальная часть
Кинетика жидкофазных гетерогенно-каталитических реакций восстановления и гидрирования................... 233
Работа 1. Изучение кинетики восстановления нитросоединений водородом в жидкой фазе на никеле Ренея.............. 236
Кинетика газофазных гетерогенно-каталитических реакций. Реакция дегидрирования....................... 239
Работа 2. Исследование скорости реакции дегидрирования изопро-пилового спирта....................... 240
Удельная поверхность катализаторов.............. 242
Работа 3. Определение удельной поверхности хроматографическим методом........................... 245
Литература ......................... 248
Глава XI. Электропроводность электролитов ............ 249
Теоретическая часть
Удельная электропроводность ................. 249
Эквивалентная электропроводность ............... 252
Экспериментальная часть
Измерение электропроводности растворов электролитов...... 253
Измерение электропроводности электролитов с использованием звукового генератора ЗГ-10 или ЗГ-11 и осциллографического нуль-индикатора ИНО-ЗМ.................... 255
Измерение электропроводности электролитов с использованием рео-хордного моста Р-38..................... 258
Работа 1. Измерение электропроводности растворов электролитов различной концентрации и определение константы электролитической диссоциации или коэффициента электропроводности . . . 262
Работа 2. Определение температурного коэффициента электропроводности раствора электролита................ 263
Работа 3. Определение растворимости малорастворимых электролитов ........................... 264
Работа 4. Кондуктометрическое титрование........... 266
Литература ......................... 2701
Глава XII. Числа переноса ионов . . . -............... 271
Теоретическая часть
Понятие о числах переноса.................-. . 271
Расчет чисел переноса на основании экспериментальных данных . . . 272
Экспериментальная часть
Работа 1. Определение чисел переноса ионов в растворе серной кислоты ............................ 277
Работа 2. Определение чисел переноса ионов в растворе хлористого
калия ........................... 279
Работа 3. Определение чисел переноса ионов в смеси электролитов 280
Литература ......................... 282
Глава XIII. Электродвижущие силы ............... 283
Теоретическая часть
Гальванический элемент.................... 283
Электродвижущая сила гальванического элемента........ 284
Электродвижущая сила концентрационного элемента....... 287
Электроды второго рода.................... 289
Экспериментальная часть
Работа 1. Измерение э. д. с. элемента Якоби — Даниэля . . . . . 297
Работа 2. Определение потенциала отдельных электродов..... 298
Работа 3. Определение нормального окислительно-восстановительного потенциала и константы равновесия между окисленной и восстановленной формами.................... 298
Работа 4. Измерение температурного коэффициента э. д. с. гальванического элемента и расчет термодинамических величин..... 301
Работа 5. Определение водородного показателя.......... 304
Работа 6. Определение коэффициента активности измерением электродвижущих сил гальванических элементов.......... 314
Работа 7. Потенциометрическое титрование........... 315
Литература ......................... 323
Глава XIV. Двойной электрический слой на границе электрод — раствор 324
Теоретическая часть Экспериментальная часть
Работа 1. Зависимость поверхностного натяжения на границе металл — раствор от потенциала................. 328
Литература ......................... 330
Глава XV. Кинетика электродных процессов............. 331
Теоретическая часть
Электродная поляризация ................... 331
Диффузионное перенапряжение................. 332
Электрохимическое перенапряжение .............. 335
Олектроосаждение металлов .................. 337
Анодное растворение и пассивность металлов........... 339
1 емпературно-кинетический метод определения природы электродной
поляризации.............. Г ......... 341
Поляризационные явления в элементах ............. 342
Работа 1. Поляризация при катодной выделении .и анодной иониза-
ции меди в растворах простых солей.............. 349
Работа 2. Перенапряжение водорода .............. 350
Работа 3. Катодная поляризация при электролитическом выделении
никеля .......................... 351
Работа 4. Катодная поляризация при электроосаждении меди из
растворов комплексных солей................ . 352
Работа 5. Влияние добавок поверхностно-активных веществ ка катодную поляризацию при выделении металлов........... 352
Работа 6. Анодная пассивность никеля............. 353
Работа 7. Изучение кинетики электрохимических реакций темпера-
турно-кинетическим методом ................. 354
Работа 8. Поляризация элементов ............... 356
Работа 9. Напряжение разложения растворов электролитов .... 357
Литература......................... 360
Приложение.......................... 361
Международная система едиЕиц СИ................ 361
ПРЕДИСЛОВИЕ К ЧЕТВЕРТОМУ ИЗДАНИЮ
Курс физической химии имеет исключительно важное значение в общеинженерной и научной подготовке студентов химико-технологических институтов. Эффективность освоения этой учебной дисциплины в значительной мере зависит от содержания и постановки лабораторного практикума.
Лабораторный практикум по физической химии должен дать студенту правильное понимание взаимосвязи между теорией и практикой эксперимента, закрепить теоретические знания и привить навыки в научной работе с использованием современного оборудования.
В связи с этим назрела необходимость коренной переработки ранее (1964 г.) выпущенного практикума по физической химии.
В четвертое издание включена новая глава — «Кинетика гетерогенных и гетерогенно-каталитических реакций».
Заново написаны главы: «Определение точности физико-химических измерений», «Применение графических методов при обработке опытных данных», «Термохимия», «Кинетика гомогенных химических реакций».
Существенно переработаны и расширены главы: «Равновесие реакций в газовой фазе», «Электропроводность электролитов», «Кинетика электродных процессов».
Внесены дополнения и изменения в остальные главы «Практикума».
В связи с наличием общедоступного «Краткого справочника физико-химических величин» под редакцией Мищенко К. П. и Равделя А. А. в четвертом издании «Практикума» в разделе «Приложения» не приводятся таблицы с физико-химическими величинами и сделаны ссылки на последнее издание справочника (1972 г.)« обозначенного в тексте «Справочник М».
Цена: 150руб.
