Данные методические указания используются при проведении лабораторных работ по важнейшим разделам физической химии: термохимия, фазовые равновесия, электропроводность растворов электролитов, электродвижущие силы, химическая кинетика. <...> П. Г. Демидова, 2010 2 Учебнолабораторный комплекс «Хими я» Большинство лабораторных работ по курсу физической химии из представленных в данных методических указаниях выполняются с применением учебно-лабораторного комплекса «Химия» (далее сокращенно будет называться УЛК). <...> Перед выполнением лабораторных работ следуе т ознакомиться с устройством УЛК и основными принципами работы с ним. <...> Устройство УЛК УЛК состоит из центрального контроллера, к которому могут подключаться три вида модулей. <...> Дисплей и клавиатура позволяют автономно управлять контроллером, однако в настоящем п рактикуме будет применяться упра вление УЛК при помощи компьютера. <...> УЛК «Химия», цент ральный контроллер 3 Модуль «Термический анализ» (рис. <...> В состав модуля входят 11 ампул, содержащих смеси фенола и нафталина. <...> Модуль имеет три группы гнезд для размещения ампул. <...> Блок снабжен вентилятором для обдува ампул воздухом. <...> Разъемы «I, R» предназначены для подключ ения кондуктометрического датчика к шесто му измерительному каналу контроллера. <...> Для уменьшения теплопотерь между с теклянным стаканом и корпусом кожуха вставляется теплоизолирующий вкладыш. <...> Разъемы «I, R» предназначены для подключения кондуктометрического датчика к шестому и змерительному каналу контроллера. <...> УЛК «Химия», модуль «Термостат» а – внешний вид; б – маркировка разъемов Управление УЛК при помощи компьютера При запуске программы управления УЛК при включ енном контроллере появляется окно, содержащее надпись «Конт роллер акти вен» и название подключенного моду ля. <...> Программа управления УЛК, вкладка «Управление» Здесь и далее подобным шрифтом будут выделяться названия элементов управления (кнопок, полей ввода, переключателей <...>
Физическая_химия_Методические_указания_к_лабораторному_практикуму.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
Ярославский государственный университет им. П. Г. Демидова
Кафедра общей и физической химии
Физическая химия
Методические указания
к лабораторному практикуму
Рекомендовано
Научно-методическим советом университета для студентов,
обучающихся по специальностям Биология, Экология,
Прикладная информатика в химии,
Экология и природопользование и Химия
Ярославль 2010
Стр.1
УДК 544
ББК Г5я73
Ф 50
Рекомендовано
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного издания. План 2009/10 года
Рецензент
кафедра общей и физической химии
Ярославского государственного университета им. П. Г. Демидова
Составители:
А. М. Гробов, В. Н. Казин, Е. М. Плисс,
А. В. Сирик, И. В. Тихонов
Ф 50
Физическая химия: метод. указания к лабораторному практикуму
/ Сост.: А. М. Гробов, В. Н. Казин, Е. М. Плисс, А. В. Сирик,
И. В. Тихонов; Яросл. гос. ун-т им. П. Г. Демидова. – Ярославль:
ЯрГУ, 2010. – 104 с.
Данные методические указания используются при проведении
лабораторных работ по важнейшим разделам физической химии:
термохимия, фазовые равновесия, электропроводность растворов
электролитов, электродвижущие силы, химическая кинетика.
Представлены теоретические основы, описание и методика проведения
лабораторных работ, а также контрольные вопросы. Отдельный
раздел посвящен описанию и приемам работы с учебнолабораторным
комплексом «Химия».
Предназначены для студентов факультета биологии и экологии,
обучающихся по специальностям 080101 «Прикладная информатика
в химии», 020100.62 «Химия», 020201 «Биология»,
020801 «Экология» и 020800 «Экология и природопользование».
УДК 544
ББК Г5я73
Ярославский
государственный университет
им. П. Г. Демидова, 2010
2
Стр.2
Учебнолабораторный комплекс «Хими я»
Большинство лабораторных работ по курсу физической химии
из представленных в данных методических указаниях выполняются
с применением учебно-лабораторного комплекса «Химия»
(далее сокращенно будет называться УЛК). Перед выполнением
лабораторных работ следуе т ознакомиться с устройством
УЛК и основными принципами работы с ним.
Устройство УЛК
УЛК состоит из центрального контроллера, к которому могут
подключаться три вида модулей. Внешний вид центральног о контроллера
представлен на рис. 1. Дисплей и клавиатура позволяют
автономно управлять контроллером, однако в настоящем п рактикуме
будет применяться упра вление УЛК при помощи компьютера.
На задней панели контроллера расположены разъемы для п одключения
кабелей связи с модулями и к омпьютером. Кнопка включения
питания расположена на левой боковой стороне контроллера.
Контроллер обладает энергонезависимой памятью, в которо й хранятся
результаты последних измерений. Перед выполнением новой
лабораторной работы рекомендуется очистить память контро ллера.
с использованием встроенной клавиатуры в меню
Для этого
«1. Выбор установки» необходимо выбрать пункт «6. Сбр ос настроек,
каналов и памяти» (компью терная программа управления
УЛК при этом не должна быть запущена).
Рис. 1. УЛК «Химия», цент ральный контроллер
3
Стр.3
Модуль «Термический анализ» (рис. 2) используется для выполнения
одноименной лабораторной работы. В состав модуля
входят 11 ампул, содержащих смеси фенола и нафталина. Модуль
имеет три группы гнезд для размещения ампул. Первая г руппа,
предназначенная для нагревания ампул, имеет четыре гнез да (два
из которых снабжены термодатчиками для фиксирования температуры
в ходе нагревания) и снаб жена нагревательным элементом.
Вторая группа, расположенная посередине, имеет семь гнезд
и предназначена для хранения ампул, не задействованны х в текущем
опыте. Третья группа – измерительный блок – имеет четыре
гнезда, предназначенных для охлаждения предварительно
нагретых ампул с фиксированием температуры в каждой ампуле
в ходе охлаждения. Блок снабжен вентилятором для обдува ампул
воздухом.
Рис. 2. УЛК «Химия», модуль «Термический анализ»
Модуль «Электрохимия» (рис. 3а) представляет собой пластмассовый
корпус с цилиндрическими гнездами для химических
стаканов, контактной площадкой для подключения электр одов и
датчиков и двумя подвижными держателям и электродов с отверстиями.
В корпусе модуля под гнездами для химических стаканов
расположены приводы электромагн итных мешалок. Марк ировка
разъемов контактной площадки для подключения электр одов и
датчиков представлена на рис. 3б. Разъем ы 1–3 предназн ачены
для подключения термодат чиков к соответствующим и змерительным
каналам контроллера. Разъемы 4 и 5 предназначены для
подключения одного из электродов при измерении ЭДС и соответствуют
четвертому и п ятому измерительным каналам кон4
Стр.4
троллера. Крайний правый р азъем (общий контакт) предназначен
для подключения второго электрода при измерении ЭДС (как
правило, электрода сравнения). Разъемы «I, R» предназначены
для подключ ения кондуктометрического датчика к шесто му измерительному
каналу контроллера.
Рис. 3. УЛК «Химия», модуль «Электрохимия»
а – внешний вид; б – маркировка разъемов
Модуль «Термостат» (рис. 4а) представляет собой пла стмассовый
корпус с теплоизолированным цилиндрическим кожухом,
крышкой с отверстиями для установки датчиков и конт актной
площадкой для подключения электродов и датчиков. В к орпусе
модуля расположен привод электромагнитной мешалки. Модуль
может работать в адиабатическом и изотермическом режи мах. В
адиабатическом режиме в результате выделения или погло щения
теплоты в ходе процесса происходит изменение темпер атуры
системы, т. е. модуль используется как калориметр. Для уменьшения
теплопотерь между с теклянным стаканом и корпусом кожуха
вставляется теплоизолирующий вкладыш. Для работы в
изотермическом режиме внутрь кожуха наливается дисти ллированная
вода, вставляется стеклянный стакан с исследуемым рас5
Стр.5