Физикалық ЖӘне коллоидтық химия

жүктеу 2,11 Mb.

бет	1/12
Дата	24.02.2018
өлшемі	2,11 Mb.
	#10617

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12

ББК 24.5

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
А. Байтұрсынов атындағы Қостанай мемлекеттік университеті
Биология және химия кафедрасы

Пірімова Э.Р.

ФИЗИКАЛЫҚ ЖӘНЕ КОЛЛОИДТЫҚ ХИМИЯ
Физикалық және коллоидтық химиядан зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқау 5B072700 – Азық-түлік өнімдерінің технологиясы.

5B072800 – Өңдеу өндірістерінің технологиясы.

Қостанай, 2013

ББК 24.5

П 29

Рецензенттер:

Ерғалиева Айжан Халиуллақызы, химия ғылымдарының кандидаты, ҚМУ биология және химия кафедрасының доценті

Алишева Разия Қалқаманқызы, ҚМУ аға оқытушысы
Авторы:

Пірімова Э.Р., биология және химия кафедрасының оқытушысы

П 29 Пірімова Э.Р.

Физикалық және коллоидтық химия. Физикалық және коллоидтық химиядан зертханалық жұмыстарды орындауға арналған әдістемелік нұсқау.- Қостанай: А.Байтұрсынов атындағы ҚМУ., 2013.- 51 б
Оқу-әдістемелік құралы 5B072700- Азық-түлік өнімдерінің технологиясы, 5B072800 – Өңдеу өндірістерінің технологиясы мамандықтары студенттері үшін құрылған және физикалық және коллоидтық химия курсы бағдарламасының барлық бөлімдерін қамтиды.

ББК 24.5

Аграрлы-биологиялық факультетінің әдістемелік кеңесімен мақұлданған,

__ . __ . 2013 ж. хаттама. №

	Бет
Кіріспе ………………………………………………………………………..	4
Зертханалық жұмыс №1. Рефракция. Заттардың құрылымдық формулаларын анықау ........................	5
Зертханалық жұмыс № 2. Еру және бейтараптану реакцияларының жылу эффектілерін анықтау........	7
Зертханалық жұмыс № 3. Сутек пероксидінің ыдырау жылдамдығын анықтау ....................................	11
Зертханалық жұмыс № 4. Қышқыл-негіздік индикатордың диссоциациялану константасын анықтау ...............................................................................................................	14
Зертханалық жұмыс № 5. Йодсутек қышқылының сутек асқын тотығымен тотығу кинетикасын зерттеу .................................................................................................................	17
Зертханалық жұмыс № 6. Марганец триоксалаты комплексті ионының ыдырау кинетикасын фотометриялық зерттеу.....................................................................................	20
Зертханалық жұмыс № 7. Криоскопия..........................................................................................................	21
Зертханалық жұмыс № 8. рН-ты анықтаудың потенциометрлік әдісі.......................................................	22
Зертханалық жұмыс№ 9. Ерітінділердің электрөткізгіштігі .....................................................................	24
Зертханалық жұмыс № 10. Сутектік көрсеткіш. Буфер ерітінділері............................................................	30
Зертханалық жұмыс № 11. Адсорбция...........................................................................................................	34
Зертханалық жұмыс № 12. Коллоид ерітінділер алу және қасиеттері.........................................................	42
Зертханалық жұмыс № 13. Жоғары молекулалық қосылыстар ерітінділері және олардың қасиеттері...	46

Кіріспе

Физикалық химия курсы барлық химиялық пәндердің теориялық базасы болып табылады. Физикалық және коллоидтық химия курсы химиялық технологиямен тығыз байланысты және тамақ, мата, керамика және т.б көптеген өндірістің әртүрлі салаларының дамуында маңызды рөл атқарады. Мамандар даярлауда физикалық және коллоидтық химияны оқыту маңызды болып табылады. Өндірістік және өнеркәсіптік алуан түрлі тауарларды өндіру физика-химиялық әдістер мен коллоидты-химиялық процестерге негізделген.

Қазіргі таңда коллоидты жүйелер немесе коллоидты-химиялық процестер қолданылмайтын өндірістің ешбір саласы жоқ деп айтуға болады. Тіпті ұн, нан, май, желе, соустар және т.б тамақ өнімдері дисперсті жүйелер болып табылады. Коллоидты химия заңдарына сүйене отырып парфюмерия өндірісі кремдер, пасталар, опа-далаптар, эмульсиялар, сабындар дайындайды. Маталарды бояу, тері илеу, желімдеу, материалдарды ұсақтау (цемент, сыр-бояулар және т.б), цементация, маталар бояу, желімдеу сияқты процестер коллоидты-химиялық процестерге жатады.

Осы курс жалпы молкулалық-кинетикалық теория әдістері мен термодинамика негіздерін оқытады. Атом-молекулалық теория физика-химиялық процестердің жүру заңдылықтарын ұғынуға мүмкіндік береді. Термодинамика жүйелердегі химиялық тепе-теңдік пен денелердің энергетикалық күй заңдылықтарын тұрақтандыра отырып, нақты есептер шығаруда маңызы зор.

Әдістемелік нұсқаның әрбір тақырыбында оқытылатын курстың маңызды тараулары бойынша тәжірибе жұмыстары келтіріліп, өзін тексеруге арналған бақылау сұрақтары берілген, сондай-ақ типтік есептер шығару үшін мысалдар көрсетілген.

Зертханалық жұмыс № 1
ЗАТТАРДЫҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ ФОРМУЛАЛАРЫН АНЫҚТАУ
Жұмыстың мақсаты: Рефрактометрия әдісімен заттардың құрылымдық формулаларын анықтау.

Құралдар мен реактивтер: рефрактометр, аналитикалық таразы, тамшылатқыш пипеткалар – 2 дана., пикнометр 5см³, фильтр қағазы, термометр, спирт немесе ацетон, дистиллденген су, бюкста зерттелетін зат.
Жұмысты орындау реті
Заттардың молекулалық рефракциясын эксперимент жүзінде анықтау үшін олардың тығыздығы мен сыну көрсеткіштерін анықтап, Лоренца- Лоренцтің келесі өрнегімен есептейді:

R_M=

(1)

Тығыздықты өлшеу. Заттардың тығыздығын пикнометрмен анықтайды. Алдымен оны құрғақ түрінде, тығынмен жауып аналитикалық таразыда өлшейді. Пикнометрді өлшеп алғаннан кейін зерттелетін затты белгіге дейін дәл өлшеп құйып, тығынмен жауып, сыртын фильтр қағазымен сүртіп өлшейді. Пикнометрдегі затты бюкске құйып, ацетонмен немесе спиртпен, екі рет сумен шайып, белгіге дейін толтырып, фильтр қағазымен сыртын ақырындап сүртіп өлшейді.

Кесте 1 – Әртүрлі температурадағы судың тығыздығы

t = 20⁰C	ρ, г/см³	t = 20⁰C	ρ, г/см³
16	0,9990	21	0,9980
17	0,9988	22	0,9978
18	0,9986	23	0,9976
19	0,9984	24	0,9974
20	0,9982	25	0,9972

Дистильденген сумен толтырылған пикнометрді өлшеу пикнометрді калибровка жасау үшін қажет, яғни оның дәл көлемін білу үшін. Пикнометрдің дәл көлемін білу үшін пикнометрге толтырылатын судың температурасы қандай болса, сол температурадағы судың тығыздығын білу қажет. Пикнометрдің көлемін келесі формула арқылы өрнектейді:

(2)

мұндағы: m_б.п. – бос пикнометрдің массасы, г; m_п.су. – пикнометрдің сумен бірге массасы, г; ρ – судың белгілі-бір температурадағы тығыздығы, г/см³.

Зерттелетін заттың тығыздығын келесі формула бойынша өрнектейді:

₍₃₎

мұндағы: m_п.зат –пикнометрдің затпен бірге массасы, г; m_п.б. – бос пикнометрдің массасы, г; V_пик– пикнометрдің көлемі, см³.

Пикнометр көлемін және зерттелетін заттың тығыздығын үш реттен кем емес өлшеп, үтірден кейінгі төрт мәнді ала отырып, орташа арифметикалық мәнін есептейді.

Сыну көрсеткішін есептеу. Зерттелетін заттың сыну көрсеткішін шамамен t=20⁰C-ғы сыну көрсеткіші n_D²⁰ = 1,3330 мәне тең судың сыну көрсеткішімен дұрысталған рефрактометрмен өлшейді.

Кесте 2 – Тәжірибелік мәліметтер

№	m _{бос пикн}	m _{пикн+су}	m _{пикн+зат}	ρ _зат, г/см³	n _{зат, моль}	M, г/моль	R, см³/моль

Сыну көрсеткішін үш реттен кем емес өлшеп, үтірден кейінгі төрт санды ала отырып, орташа арифметикалық мәнін анықтайды.

Зерттелетін заттың тығыздығын, сыну көрсеткішін, молярлық массасын біле отырып, Лоренца-Лоренц теңдеуі арқылы молекулалық рефракцияны есептейді. Өлшеу нәтижелерін 2-кестеге толтырады.

Кесте 3 – Кейбір атомдар мен байланыстардың рефракциясы

Атом немесе байланыс	R,см³/моль
Сутек	1,100
Көміртек	2,418
Гидроксильді оттек (-ОН)	1,525
Эфирлі оттек (-О)	1,643
Карбонильді оттек (СОО-)	2,211
Хлор	5,967
Бром	8,865
HS-R –гі күкірт	7,69
Қос байланыс	1,733
Үш байланыс	2,398
Алкилнитраттағы нитротоп	7,59
Нитроарилдегі нитротоп	7,30

Осы мәліметтердің молекула құрылысын анықтау үшін қолдануда мысалдар келтіру: С₃Н₆О затының тығыздығы ρ=0,8005г/см³ және сыну көрсеткіші n_D²⁰=1,3641. Молярлық масса М=58 г/моль. Молекулалық рефракция:

R_M=

= R_M=

=16,05

Молекуланың құрылысын анықтау үшін эмпирикалық формуласы С₃Н₆О затының мүмкін болатын құрылымдық формулаларын жазу керек;

СН₂ = СН – СН₃ОН – пропилен спирті
СН₃СО – СН₃ – ацетон.
3 кестеден табамыз:

1. Пропилен спирті үшін R=3R_C+ 6R_H+ R_O_{(гидроксил) +}R_C_=С= 3∙2,418 + 6∙1,100 + +1,525 + 1,733 = 17,112 см³ /моль.

2. Ацетон үшін R=3R_C+ 6R_H+R_O_{(карбонил)}=3∙2,418+6∙1,100+2,211=16,065см³ /моль.

Олай болса, осы қосылыстың эксперимент жүзінде анықталған молекулалық рефракциясы атомдық рефракциясы арқылы есептелген ацетон рефракциясына сәйкес келеді.

жүктеу 2,11 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 12