Ćwiczenie 5.5 + 7.4 Ćwiczenie 6.1 Ćwiczenie 6.11 Ćwiczenie 7.2

Zagadnienia teoretyczne do ćwiczeń laboratoryjnych z Chemii Fizycznej
Ćwiczenie 5.5 + 7.4
Struktura a właściwości fizykochemiczne cieczy
Prawo Snelliusa. Refrakcja molowa, właściwa, refrakcja mieszaniny. Właściwości refrakcji
molowej. Pomiar współczynnika załamania światła. Bieg promieni w pryzmacie
i refraktometrze Abbyego. Wpływ temperatury na refrakcję.
Napięcie
powierzchniowe.
Termodynamika
powierzchni.
Oddziaływania
międzycząsteczkowe. Metody wyznaczania napięcia powierzchniowego. Praca adhezji
i kohezji. ZwilŜanie i kąt zwilŜania. Wpływ temperatury na napięcie powierzchniowe
(równanie Eötvösa) i parachorę. Parachora. Napięcie powierzchniowe roztworów. Równanie
Szyszkowskiego. Równanie Gibbsa. Zakrzywienie powierzchni. Koloidy, ich właściwości
i rodzaje. Napięcie międzyfazowe. Związki powierzchniowo czynne.
Ćwiczenie 6.1
Określanie rzędu i stałej szybkości reakcji
Kinetyka. Parametry wpływające na szybkość reakcji chemicznej. Szybkość reakcji
chemicznych. Śledzenie postępu reakcji, metody pomiarów. Rząd reakcji, metody
wyznaczania rzędu reakcji i stałej szybkości reakcji. Cząsteczkowość reakcji. Równanie
kinetyczne: róŜniczkowe i całkowe postacie równań kinetycznych dla reakcji zerowego, I-go,
II-go i III-go rzędu. Reakcje pseudopierwszego rzędu. Czas połowicznej przemiany. Reakcje
złoŜone.
Ćwiczenie 6.11
Badanie aktywacji termicznej reakcji chemicznej
ZaleŜność szybkości reakcji chemicznej od temperatury. Teoria Arrheniusa, zderzeń, stanu
przejściowego.
Ćwiczenie 7.2
Pomiar entalpii parowania wysoko wrzącej cieczy
Praca i ciepło (interpretacja molekularna). Zasady termodynamiki. Funkcje termodynamiczne
i ich róŜniczki zupełne i pochodne. Równanie Clapeyrona. PręŜność par jako funkcja
temperatury. PręŜność par nad zakrzywioną powierzchnią. Pomiar pręŜności par. Krzywa
skraplania gazu. Oddziaływania międzycząsteczkowe. Kryteria odwracalności procesów i
zastosowanie. Cykl Carnota. Przemiany izobaryczne, izochoryczne, fazowe i wielkości
termodynamiczne.
Ćwiczenie 8.1
Krzywa temperatura wrzenia – skład roztworu dla układu metanol – benzen
Prawo Raoulta dla roztworów doskonałych. Odstępstwa od prawa Raoulta. Roztwory
doskonałe. Prawo Henry’ego. Termodynamika mieszania. Diagramy pręŜności par. Krzywe
równowagi ciecz - para. Azeotropia.
Ćwiczenie 8.3
Badanie równowagi fazowej w układzie trójskładnikowym
Reguła faz Gibbsa (z wyprowadzeniem). Wykres rozpuszczalności wzajemnej dwóch cieczy.
Układy trójskładnikowe. Trójkąt stęŜeń Gibbsa (omówienie). Konody, znaczenie i ich
określanie.
Ćwiczenie 8.4
Współczynnik podziału
Potencjał termodynamiczny. Prawo podziału dla układów doskonałych i rzeczywistych.
Termodynamiczne wyprowadzenie współczynnika podziału. Ekstrakcja.
Ćwiczenie 8.5
Izotermy adsorpcji
Adsorpcje fizyczna, chemiczna i ich charakterystyka. Izotermy Gibbsa, Freundlicha,
Langumira i BET. Czynniki wpływające na szybkość adsorpcji. Termodynamiczny opis
procesu adsorpcji na granicy faz ciało stałe/ciecz i ciało stałe/gaz. Histereza adsorpcji
i kondensacja kapilarna. Zastosowanie procesów adsorpcji w technologii chemicznej,
biotechnologii i ochronie środowiska.
Ćwiczenie 10.1
Wyznaczanie granicznego przewodnictwa równowaŜnikowego mocnego i słabego
elektrolitu
Przewodnictwo roztworów elektrolitów (właściwe, molowe, równowaŜnikowe). Ruchliwość
jonów, czynniki wpływające na ruchliwość jonów. Liczby przenoszenia. Zasada pomiaru
przewodnictwa roztworów. Czynniki wpływające na przewodnictwo roztworów. Graniczne
przewodnictwo elektrolitów, sposoby wyznaczania dla mocnego i słabego elektrolitu. Prawo
Kohlrauscha. Teoria dysocjacji elektrolitycznej.
Ćwiczenie 10.3 + 10.31
Zastosowanie metod elektrochemicznych do wyznaczania pH roztworu oraz iloczynu
rozpuszczalności trudno rozpuszczalnych soli
pH roztworu. Roztwory buforowe. Hydroliza soli. Metody pomiaru pH roztworu. Elektrody
do pomiaru pH roztworu. Kwasy i zasady. Iloczyn rozpuszczalności. Oznaczanie
rozpuszczalności soli metodą pomiaru przewodnictwa. Ogniwa elektrochemiczne. Pomiar
SEM ogniwa i jego zastosowanie.
Ćwiczenie 10.6
Wyznaczanie ∆G, ∆H oraz ∆S reakcji chemicznej
Ogniwa galwaniczne. Potencjały elektryczne faz. Szereg napięciowy metali. Równanie
Nernsta. Rodzaje elektrod i ich zastosowanie. Siła elektromotoryczna ogniwa i potencjały
elektrod. Rodzaje ogniw. Termodynamika ogniwa elektrochemicznego. Zastosowanie
pomiarów SEM ogniw.
Literatura:
1. P.W. Atkins „Chemia fizyczna”.
2. S.T. Bursa „ Chemia fizyczna”.
3. R. Brdička „ Podstawy chemii fizycznej”.
4. G.M. Barrow „Chemia fizyczna”.
5. K. Pigoń. Z. Ruziewicz „ Chemia fizyczna”.
6. A. Kisza „ Elektrochemia I. Jonika”.
7. A. Kisza „ Elektrochemia I. Elektrodyka”.
8. E.T. Dutkiewicz „ Fizykochemia powierzchni”.
9. A. Molski „Wprowadzenie do kinetyki chemicznej”.
10. H. Buchowski, W. Ufnalski „ Podstawy termodynamiki”.
11. T. Drapała „ Chemia fizyczna z zadaniami”.
12. B. Dębska, Z.Hippe – praca zbiorowa „Chemia fizyczna”.
13. H. Buchowski, W. Ufnalski „ Fizykochemia gazów i cieczy”
14. J. Lubczak, E. Chmiel, „Chemia w szkole, 5/88