Wybrane zagadnienia z chemii fizycznej dla towaroznawców

Opis

Wybrane zagadnienia z chemii fizycznej dla towaroznawców

autor: Marzenna Popek, Maria Rutkowska

Wydawnictwo Uniwersytet Morski w Gdyni

 

Skrypt „Wybrane zagadnienia z chemii fizycznej dla towaroznawców” autorstwa Marzenny Popek i Marii Rutkowskiej stanowi drugie wydanie wcześniejszej pracy, poprawione i uzupełnione. Obejmuje część teoretyczną i doświadczalną. W części teoretycznej w kolejnych rozdziałach autorki omawiają problematykę dotyczącą stanów skupienia materii, termodynamiki chemicznej, równowagi fazowej. Poruszają tematy z zakresu elektrochemii, kinematyki chemicznej, opisują właściwości koloidów, zajmują się zjawiskami powierzchniowymi oraz spektrofotometrią UV i VIS. Część doświadczalna zawiera komplet ćwiczeń laboratoryjnych dotykających zakresu poruszanej tematyki.

Pozycja niezbędna w kształceniu studentów Wydziału Przedsiębiorczości i Towaroznawstwa.

 

SPIS TREŚCI

CZĘŚĆ TEORETYCZNA … 7

1. Stany skupienia materii … 9

1.1. Stan gazowy.. …. 9

1.1.1. Pojęcie gazu doskonałego…. 9

1.1.2. Podstawowe prawa gazu doskonałego … 10

1.1.3. Równanie stanu gazu doskonałego .. 12

1.1.4. Gazy rzeczywiste ….. 13

1.1.5. Izotermy gazu rzeczywistego … 13

1.2. Stan stały ….. 14

1.3. Stan ciekły .. 16

1.3.1. Gęstość cieczy ….. 17

1.3.2. Lepkość cieczy …… 17

1.3.3. Przepływ laminarny cieczy …… 19

1.3.4. Metody oznaczania lepkości cieczy …. 20

1.3.5. Szybkość ścinania cieczy ….. 21

1.3.6. Napięcie powierzchniowe cieczy …. 22

1.3.7. Metody pomiaru napięcia powierzchniowego …. 23

1.3.8. Zależność napięcia powierzchniowego od temperatury …. 25

1.3.9. Parachora … 26

1.3.10. Napięcie powierzchniowe roztworów ….. 27

2. Termodynamika chemiczna …. 29

2.1. Termochemia …… 30

2.1.1. Pojęcie ciepła i pracy …. 30

2.1.2. Pojęcie energii wewnętrznej …. 31

2.1.3. I zasada termodynamiki….. 32

2.1.4. Procesy odwracalne i nieodwracalne … 32

2.1.5. Entalpia. I zasada termodynamiki dla procesów izobarycznych … 34

2.1.6. Ciepło reakcji chemicznych. Prawo Hessa .. 35

2.1.7. Obliczanie ciepła reakcji chemicznych. Standardowe entalpie

tworzenia związków chemicznych ….. 37

2.1.8. Ciepło molowe w stałej objętości Cv i pod stałym ciśnieniem Cp .. 38

2.1.9. Zależność ciepła reakcji od temperatury. Prawo Kirchhoffa … 40

2.1.10. Ciepło spalania …. 41

2.1.11. Ciepło zobojętniania ….. 42

2.2. Entropia i II zasada termodynamiki …. 43

2.2.1. Procesy samorzutne….. 43

2.2.2. II zasada termodynamiki. Entropia …. 43

2.2.3. Energia swobodna i entalpia swobodna . … 46

2.3. III zasada termodynamiki ….. 48

2.4. Równowaga chemiczna ……. 50

2.4.1. Zmiana entalpii swobodnej w reakcjach chemicznych …. 50

2.4.2. Entalpia swobodna a stała równowagi chemicznej … 52

2.4.3. Zależność stałej równowagi od temperatury. Izobara van’t Hoffa … 54

2.5. Termodynamiczny opis roztworów …… 55

2.5.1. Stężenia roztworów ….. 55

2.5.2. Potencjał chemiczny …… 57

2.5.3. Termodynamiczna stała równowagi chemicznej … 58

3. Równowagi fazowe …… 60

3.1. Układy jednoskładnikowe … 60

3.1.1. Reguła faz Gibbsa … 60

3.1.2. Zastosowanie reguły faz Gibbsa … 61

3.1.3. Równanie Clausiusa-Clapeyrona ….. 62

3.2. Właściwości roztworów …. 63

3.2.1. Prężność pary …… 65

3.2.2. Ebuliometria i kriometria …. 66

3.2.3. Ciśnienie osmotyczne….. 67

3.3. Równowaga fazowa w układach wieloskładnikowych …. 68

3.3.1. Mieszaniny cieczy o całkowitej wzajemnej rozpuszczalności … 68

3.3.2. Mieszaniny azeotropowe …. 69

3.3.3. Mieszaniny cieczy o ograniczonej wzajemnej rozpuszczalności .. 70

3.3.4. Ciecze prawie nawzajem nierozpuszczalne …. 71

3.3.5. Rozpuszczalność gazów w cieczach i ciałach stałych … 72

3.3.6. Krystalizacja w układach dwuskładnikowych …. 73

4. Elektrochemia…. 75

4.1. Właściwości roztworów elektrolitów …. 75

4.1.1. Charakterystyka elektrolitów …. 75

4.1.2. Przewodnictwo elektrolitów …. 75

4.1.3. Liczby przenoszenia ….. 78

4.1.4. Teoria dysocjacji elektrolitycznej …… 79

4.1.5. Elektroliza …. 79

4.1.6. Zastosowanie pomiarów przewodnictwa …. 81

4.2. Ogniwa galwaniczne….. 86

4.2.1. Siła elektromotoryczna ogniw. ….. 86

4.2.2. Potencjał elektrody .. 89

4.2.3. Podział półogniw ze względu na budowę …… 90

4.2.4. Rodzaje ogniw … 93

4.2.5. Zależność SEM ogniwa od temperatury i ciśnienia .. 94

4.2.6. Korozja metali …. 95

4.2.7. Potencjometria …. 96

4.3. Równowagi w roztworach elektrolitów … 98

4.3.1. Równowagi dysocjacji ….. 98

4.3.2. Równowagi kwasowo-zasadowe ….. 99

4.3.3. Równowagi hydrolizy …. 100

4.3.4. Roztwory buforowe … 102

4.3.5. Reakcje zobojętniania … 103

4.3.6. Elektrolity amfoteryczne …. 105

5. Kinetyka chemiczna.. 107

5.1. Szybkość reakcji chemicznych . 107

5.1.1. Pojęcia ogólne… 107

5.1.2. Równania kinetyczne prostych reakcji …. 109

5.1.3. Wyznaczanie rzędu reakcji . 111

5.1.4. Kinetyka reakcji złożonych …. 113

5.2. Mechanizm reakcji chemicznych …. 115

5.2.1. Teoria aktywnych zderzeń …. 115

5.2.2. Teoria reakcji jednocząstkowych.. 117

5.2.3. Teoria stanu przejściowego . 118

5.2.4. Reakcje łańcuchowe ….. 120

5.2.5. Reakcje katalityczne … 121

6. Koloidy .. 123

6.1. Charakterystyka ogólna….. 123

6.1.1. Pojęcie układu koloidalnego … 123

6.1.2. Podział układów koloidalnych ….. 125

6.1.3. Metody otrzymywania układów koloidalnych … 125

6.1.4. Oczyszczanie roztworów koloidalnych … 125

6.2. Właściwości kinetyczne koloidów …. 126

6.2.1. Ruchy Browna … 126

6.2.2. Dyfuzja w układach koloidalnych ….. 126

6.2.3. Sedymentacja w układach koloidalnych … 128

6.2.4. Lepkość koloidów ….. 129

6.3. Właściwości optyczne układów koloidalnych…. 130

6.3.1. Rozpraszanie światła przez roztwory koloidalne… 130

6.3.2. Nefelometria …. 131

6.4. Właściwości elektrokinetyczne układów koloidalnych…. 133

6.4.1. Budowa podwójnej warstwy elektrycznej …. 133

6.4.2. Elektroosmoza …. 135

6.4.3. Elektroforeza …… 137

6.5. Koagulacja układów koloidalnych …. 138

7. Zjawiska powierzchniowe …. 139

7.1. Adsorpcja na granicy faz ….. 139

7.2. Izoterma adsorpcji Langmuira…. 140

7.3. Równanie Freundlicha … 142

7.4. Równanie Gibbsa .. 144

8. Spektrofotometria UV i VIS … 146

8.1. Spektroskopia absorpcyjna w zakresie widzialnym ..147

8.2. Prawa absorpcji … 147

8.3. Wizualne metody kolorymetryczne …. 150

CZĘŚĆ DOŚWIADCZALNA ..153

1. Konduktometria …. 155

2. Kinetyka …… 159

3. Adsorpcja .. 163

4. Koloidy …. 165

5. Równowagi fazowe … 168

6. Spektrofotometria …… 172

7. Potencjometria ….. 174

Bibliografia….177