>
Учебные практикумы для студентов
Общий практикум по физической химии

Общий практикум по Физической химии проводится о втором (зимнем) семестре для студентов 2-го курса дневного отделения, а для студентов 5-го курса вечернего отделения химического факультета, а также для студентов 2-го курса биолого-почвенного факультета. Программа практикума охватывает все основные разделы физической химии и состоит их четырех коллоквиумов с практическими работами (примерно три работы в каждом коллоквиуме). Занятия общего практикума по физической химии проводятся в помещениях: №№: 2086, 2070, 2071, 2072, 2058.

Заведующий общим практикумом по Физической химии - Сыроварова Татьяна Константиновна.

Правила прохождения студентами работ в I практикуме физической химии

В методичках, выдаваемых в практикуме, приводится теоретический материал с указанием списка необходимой для подготовки литературы.

I-й Коллоквиум - Термодинамика и химическое равновесие.
II-й Коллоквиум - Растворы и гетерогенные равновесия.
III-й Коллоквиум - Исследование переноса электрического заряда в растворах электролитов.
IV-й Коллоквиум - Теория и применение метода ЭДС.
Специальные практикумы по физической химии
Лаборатория физической химии флюидных систем
"ГЕТЕРОГЕННЫЕ РАВНОВЕСИЯ"
Теоретическая часть.
1.Фазовые равновесия жидкость-пар, жидкость-жидкость, жидкость-жидкость-пар в бинарных и тройных системах.
1.1.Условия равновесия между фазами.
1.2.Правило фаз Гиббса.
1.3.Условия устойчивости фазы.
1.4.Дифференциальное уравнение Ван-дер-Ваальса для бинарных систем.
1.5.Идеальные растворы и отклонения от идеальности.
1.6.Графическое изображение равновесий жидкость-пар в двухкомпонентных системах. Правило рычага.
1.7.Законы Коновалова. Азеотропные смеси.
1.8.Смещение состава пара и состава азеотропа при изменении давления и температуры: законы Вревского.
1.9.Равновесие жидкость-жидкость и жидкость-жидкость-пар в бинарных системах.
1.10.Трехкомпонентные системы. Графическое изображение их свойств. Изолинии.
1.11.Равновесие жидкость-пар в тройных смесях. Изотермы-изобары.
1.12.Равновесия двух и трех жидких фаз и равновесия жидкость-жидкость-пар в тройных системах.
1.13.Приборы циркуляционного типа, применяющиеся для изучения равновесия жидкость-пар: эбулиометр Свентославского, приборы Бушмакина и Джилеспи.
1.14.Сущность процесса ректификации. Устройство лабораторной ректификационной колонки и ее использование для изучения азеотропных характеристик систем.
2.Методы термодинамической обработки экспериментальных данных о парожидкостном равновесии, их интерполяции, экстраполяции и предсказания.
2.1.Температурная зависимость давления насыщенного пара вещества и расчет на ее основе его энтальпии испарения. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона. Уравнение Антуана.
2.2.Связь термодинамических параметров неидеальной жидкости и идеального равновесного пара при использовании симметрично нормированных коэффициентов активности компонентов. Расчет экспериментальных значений коэффициентов активности, избыточного термодинамического потенциала Гиббса, потенциала Гиббса смешения по полным данным о равновесии жидкость-пар.
2.3.Уравнение Гиббса-Дюгема. Проверка термодинамической согласованности данных о парожидкостном равновесии по методу Редлиха-Кистера.
2.4.Корреляционные уравнения для коэффициентов активности. Полиномиальные уравнения. Модели "локального состава" Вильсона, UNIQUAC. Групповая модель UNIFAC.
2.5.Методы расчета равновесий жидкость-пар по данным о коэффициентах активности компонентов жидкого раствора и давлении насыщенных паров чистых веществ. Расчет общего давления и состава пара при заданных температуре и составе раствора. Алгоритм расчета температуры кипения раствора и состава равновесного пара при заданном давлении и составе раствора.
Практическая часть.
1.Исследование зависимости давления насыщенного пара вещества от температуры.
2.Исследование фазового равновесия жидкость-пар в бинарной системе.
3.Исследование смещения состава бинарного азеотропа с изменением внешних условий.
4.Расчет равновесия жидкость-пар для бинарной системы с помощью уравнения Вильсона.
5.Расчет коэффициентов активности компонентов бинарной смеси с учетом неидеальности паровой фазы.

Лаборатории электрохимии стекла и ионометрии
Теоретическая часть.
1.Современные стеклянные электроды (СЭ)
- принципы устройства;
- принципы действия;
- классификация и возможности применения СЭ:
- СЭ для измерения рН;
- СЭ с металлическими функциями.
2.Теория стеклянного электрода
- простая теория СЭ. Уравнение Б.П.Никольского;
- межфазный потенциал;
- мембранный потенциал;
- константа обмена и коэффициент селективности; их физический смысл и методы определения.
3.Современные представления о строении оксидных стекол.
4.Зависимость электродных свойств стекол от их состава и химического строения
- различные типы кривых Е-рН;
- электродные эффекты стеклообразователей и модификаторов;
- структурная роль некоторых элементов Периодической системы в стекле и ее проявление в электродном поведении стеколa;
- качественный состав некоторых практических стекол для СЭ
Практическая часть.
1.Методика получения кривых Е-рН.
2.Исследование селективности СЭ с металлической функцией.
3.Работа с газочувствительным потенциометрическим датчиком.

Лаборатория ионного обмена
Теоретическая часть.
1.Ионообменное равновесие.
Типы ионитов, их строение и свойства. Классификация ионитов. Основные характеристики и методы исследования ионитов. Обменная ёмкость. Кривые титрования. Сорбция воды и набухание ионитов. Необменная сорбция электролитов. Избирательность (селективность) обмена ионов и способы её характеристики. Коэффициент распределения, коэффициент разделения, термодинамическая константа обмена. Термодинамика ионообменного равновесия. Уравнение изотермы обмена в общем виде и в форме закона действующих масс. Расчёт термодинамических констант ионного обмена. Равновесие обмена ионов в растворах, содержащих более чем два вида обменивающихся ионов.
2.Обмен ионов в динамических условиях и ионообменная хроматография.
Особенности обмена ионов в динамических условиях. Выходные кривые. Динамическая обменная ёмкость. Хроматографический анализ. Виды хроматографического анализа. Способы проведения хроматографического анализа: фронтальный анализ, анализ промыванием, вытеснительное проявление. Основной закон равновесной хроматографии.
Практическая часть.
1. 
2. 
3. 

Лаборатория растворов электролитов
Теоретическая часть.
I.Химические потенциалы. Активность.
1.Химические потенциалы компонентов раствора электролита. Выбор стандартного состояния. Зависимость химических потенциалов от состава раствора, температуры и давления.
2.Определение химических потенциалов электролитов в растворе. Прямые и косвенные методы определения активности электролита в растворе. Расчёт по экспериментальным данным потенциометрических измерений среднего коэффициента активности I:I и I:2 электролитов. Средние коэффициенты активности электролита в смеси сильных электролитов. Правило Харнеда для сильных электролитов.
II.Кислотно-основные равновесия в растворах электролитов.
1.Протолитическая теория кислот и оснований. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Буферные растворы. Функции кислотности.
2.Протолитические реакции в растворах обратимых окислительно-восстановительных систем. Хингидронные системы. Метод Кларка. Определение констант протолитической диссоциации методом ЭДС и спектрофотометрическим методом.
III.Реакции комплексообразования в растворах окислительно-восстановительных систем.
1.Комплексные соединения, их константы устойчивости. Установление состава и определение констант устойчивости комплексных соединений.
2.Метод частных зависимостей. Общие положения. Комплексообразование в водном растворе слабой кислоты. Комплексообразование в гетерогенных окислительно-восстановительных системах.
Практическая часть.
1.Определение коэффициентов активности соляной кислоты в растворах H2O-HCl-Na2SO4.
2.Определение константы диссоциации метилоранжа.
3.Редоксметрическое определение ядерности комплексов железа в водно-ацетатных средах.
4.Определение коэффициентов активности соляной кислоты в растворах одно-одновалентных хлоридов метaллов при постоянной общей моляльности с помощью ионоселективных электродов (проверка правила харнеда).