1 BIOTECHNOLOGIA semestr IV Laboratorium chemii fizycznej

BIOTECHNOLOGIA semestr IV
Laboratorium chemii fizycznej
2015/2016
Zakres zagadnień na kolokwia
1. Wymagania ogólne
Podstawą przygotowania do ćwiczeń jest skrypt pt. Chemia fizyczna. Ćwiczenia
laboratoryjne, praca zbiorowa pod redakcją H. Strzeleckiego i W. Grzybkowskiego, Gdańsk
2004. Należy również korzystać z literatury uzupełniającej, podanej na końcu każdego
ćwiczenia.
Przed przystąpieniem do wykonywania pomiarów laboratoryjnych, każdy ze studentów musi
wykazać się znajomością:
a) Celu ćwiczenia, a więc co mierzymy i jaką zmienną finalnie chcemy wyznaczyć.
b) Sposobu pomiaru mierzonych wartości (w tym przebieg ćwiczenia).
c) Podstaw teoretycznych metody pomiaru.
Ponadto, studenci w trakcie nauki powinni kierować się zebranymi poniżej wytycznymi
szczegółowymi. Należy przy tym pamiętać, że podane zagadnienia nie wyczerpują
całkowicie wymaganego materiału. W celu jeszcze większego udokładnienia wymogów
studenci powinni kontaktować się bezpośrednio z osobą prowadzącą laboratoria.
2. Wymagania szczegółowe
Blok 1
1. Spektrofotometria (UV-VIS)
- warunek Bohra
- prawo Lamberta-Beera, absorbancja
- wiązanie absorbancji z transmitacją
- zależność absorbancji od długości fali
- punkt izosbestyczny
- współczynnika absorpcji; prawo addytywność
- budowa spektrofotometru
- źródła promieniowania, monochromatory, detektory
- materiały z których mogą być wykonane kiuwety
- zmiana widma ze stężeniem substancji
- odchylenia od prawa Lamberta-Beera
2. Masa cząsteczkowa polimerów
- pojęcie średniej masy cząsteczkowej polimeru
- definicja lepkości, jednostka (skrypt strona 60)
- wyznaczanie lepkości cieczy za pomocą wiskozymetru Ubbelohde’a
- zależność lepkości roztworu od masy cząsteczkowej polimeru; równanie Marka i Houwinka
- zależność lepkości od temperatury (dla cieczy i gazów)
- układy polidyspersyjne, monodyspersyjne
- pomiar lepkości różnymi typami lepkościomierzy (wiskozymetr z kapilarą, wiskozymetr z opadającą
kulką, wiskozymetr obrotowy)
1
3. Kalorymetria
- stała kalorymetru (pojemność cieplna kalorymetru)
- podstawowe pojęcia termodynamiczne (m. in. pojęcie układu, otoczenia, reakcje egzoendotermiczne, pierwsza zasada termodynamiki, entalpia, prawo Hessa, prawo Kirchhoffa, ciepło
molowe)
- przebieg zmian temperatury w kalorymetrze
- metody wyznaczania pojemności cieplnej kalorymetru
- pomiar ciepła reakcji przy wykorzystaniu kalorymetru diatermicznego
4. Stałe fizykochemiczne cieczy
- definicje następujących wielkości: gęstość, lepkość, napięcie powierzchniowe, współczynnik
załamania światła, normalna temperatura wrzenia
- eksperymentalne sposoby wyznaczania wyżej wymienionych wielkości
- wyznaczanie lepkości cieczy za pomocą wiskozymetrów Vogel-Ossaga i Höpplera
- budowa i działanie ebuliometru Świętosławskiego
- definicja kąta granicznego (rysunek)
- metody pomiaru gęstości; prawo Archimedesa; zależność gęstości od temperatury
- metody pomiaru napięcia powierzchniowego cieczy: pęcherzykowa, stalagmometryczna; na jakich
założeniach metody te się opierają
Blok 2
5. Potencjometria
- pojęcia: elektroda, półogniwo, ogniwo, klucz elektrolityczny, katoda, anoda, redukcja, utlenienie
- budowa i klasyfikacja ogniw (półogniwa pierwszego rodzaju, półogniwa drugiego rodzaju,
półogniwa gazowe, półogniwa redoks, elektroda wodorowa, elektroda szklana)
- budowa ogniwa składającego się z elektrody chlorosrebrowej i kalomelowej
- podstawowe równania termodynamiczne wiążące ΔGo, ΔHo i ΔSo, oraz ΔG, ΔH i ΔS, z siłą
elektromotoryczną
- standardowa siła elektromotoryczna
- metoda pomiaru SEM
- od czego zależy SEM
- ogniwa w których SEM nie zależy od stężenia jonów w roztworze
- potencjał standardowy półogniwa
- siła elektromotoryczna
- budowa układu do miareczkowania potencjometrycznego
- jak wygląda krzywa miareczkowania potencjometrycznego
- jak znaleźć punkt równoważnikowy na krzywej miareczkowania potencjometrycznego
- przebieg ćwiczenia dotyczącej kinetyki jodowania aniliny (przebieg ćwiczenia ze strony 180 nie
będzie wymagany)
6. Polarymetria; kinetyka inwersji sacharozy
- definicja szybkości reakcji chemicznej
- równanie kinetyczne, rząd reakcji
- jaka jest jednostka stałej szybkości reakcji
- od czego zależy szybkości reakcji
- od czego zależy stała szybkości reakcji (równanie Arrheniusa)
- definicja szybkości reakcji chemicznej
- równanie kinetyczne, rząd reakcji
- co to jest światło spolaryzowane
- metody polaryzacji światła
- zasada działania polarymetru kołowego; budowa polaryzatorów
- zasada działania polarymetru półcieniowego
- kąt skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego
2
7. Kinetyka koagulacji
- co to jest koagulacja
- układ koloidalny, definicja
- typy układów koloidalnych: liofobowe (fazowe); cząsteczkowe (liofilowe); agregacyjne
- budowa cząstki koloidalnej
- własności układów koloidalnych, stabilizacja koloidów
- destabilizacja koloidów, szybka/wolna koagulacja
- podstawowe sposoby uzyskania układów koloidalnych
- przykłady układów koloidalnych w zależności od rodzaju fazy rozpraszającej i fazy rozproszonej
- własności optyczne układów koloidalnych; efekt Tyndalla, rozproszenie Rayleigha
- zależność intensywność światła rozproszonego od wielkości cząsteczek, ilości cząsteczek, długości
fali, typu koloidu
8. Konduktometria
- przewodnictwo, przewodnictwo właściwe, przewodność molowa - definicje, jednostki
- prawo niezależnego ruchu jonów
- zależność przewodności molowej od stężenia
- zależność przewodności elektrolitycznej od stężenia
- elektrolity słabe, mocne
- graniczna przewodność molowa
- związek między graniczną przewodnością molową a ruchliwością jonu
- wpływ temperatury na przewodność
- przewodnictwo jonów H+ oraz OH- pomiary przewodności elektrolitycznej
- miareczkowanie konduktometryczne
- opis krzywych miareczkowania konduktometrycznego
- proszę nie uczyć się pojęć równoważnikowych, ale ich odpowiedników molowych
3