Лабораторни упражнения по физикохимия и колоидна химия

МЕДИЦИНСКИ УНИВЕРСИТЕТ - ПЛОВДИВ
Росица Манчева, Николина Милчева, Деница Кираджийска
ЛАБОРАТОРНИ УПРАЖНЕНИЯ
п о
ФИЗИКОХИМИЯ И
КОЛОИДНА
химия
Разсеяна
светлина
Нефелометричен
детектор
Турбидиметричен
детектор

МЕДИЦИНСКИ УНИВЕРСИТЕТ - ПЛОВДИВ
Росица Манчева, Николина Милчева, Деница Кираджийска
ЛАБОРАТОРНИ УПРАЖНЕНИЯ
ФИЗИКОХИМИЯ и
КОЛОИДНА
химия
Пловдив
2019

iii m n
Представените лабораторни упражнения са свързани с основни раздели на
физикохимията и колоидната химия като химично равновесие, повърхностни явления,
кинетика, електрохимия, свойства на дисперсните системи и др. Всяко упражнение се
състои от кратка теоретична част, в която са разгледани най-важните закономерности и са
представени съответните уравнения, необходими за обработката на експерименталните
данни. Подробно е описана последователността при изпълнение на практическите задачи и
конкретните изчисления.
Учебното пособие е предназначено да бъде използвано при обучението на студенти
по химия, химични и биологични технологии, фармация и всички други специалности,
изучаващи дисциплината физикохимия. То представлява интерес и за дипломанти,
докторанти, специализанти и изследователи, работещи в тези или сродни области на
химията и химичните технологии.
Ръководството е написано от авторски колектив на преподаватели в катедра
„Химични науки“ при Фармацевтичен факултет на МУ - Пловдив, които с признателност
ще приемат всички добронамерени препоръки, целящи подобряването му.
P. Манчева, H. Милчева, Д. Кираджийска
______________________________________________________________
ЛАБОРАТОРНИ УПРАЖНЕНИЯ ПО ФИЗИКОХИМИЯ И КОЛОИДНА ХИМИЯ
Авторите
Рецензенти:
Доц. Кирил Гавазов, дх
Доц. Костадин Кънчев, дх
Автори:
Проф. Росица Манчева, дх
Гл. ас. Николина Милчева, дх
Ас. Деница Кираджийска, дх
ISBN: 978-954-561-486-6
Издателство: "МАКРОС", www.makros.net
122000009937
2

Правила за вътрешен ред и безопасна работа при лабораторни упражнения по физикохимия и колоидна
______________ химия
Правила за вътрешен ред и безопасна работа при лабораторни
упражнения по физикохимия и колоидна химия
1. Правила за вътрешен ред в лабораторията
Осигуряването на подходящи условия за работа в лабораторията по
физикохимия изисква да се спазват следните правила:
• Упражненията се разпределят предварително от преподавателя.
Студентът трябва старателно да разучи съответното упражнение, като използва
материалите от ръководството, лекциите и учебника. В началото на всяко занятие се
провежда изпит и беседа по темата. Към изпълнение на практическата задача се пристъпва
само след разрешение на преподавателя.
• Не се допускат до работа закъснели студенти, неразучили
практическата задача или такива без престилка, работна тетрадка, калкулатор и помагала за
чертаене на графики.
• След завършване на упражнението експерименталните данни и
изчисленията се проверяват от преподавателя и се заверяват в работната тетрадка.
Изключва се апаратурата от електрическата мрежа, работното място се почиства,
стъкларията се измива.
• Упражнението се приема за изработено след заверка на официалния
протокол.
• Забранено е влизането на външни лица в лабораторията, викането,
пеенето, пушенето и внасянето на храна и напитки.
• Забранява се разместването на опитната постановка, апаратите или
използваната стъклария без разрешение на преподавателя.
• Нанесените материални щети по време на упражнението се
възстановяват от виновните лица.
• По време на упражненията винаги има дежурен студент, който приема
и предава лабораторията на химиците. Той следи за реда и чистотата в нея. Приема измитата
стъклария и подредените работни места от студентите, завършили своите упражнения.
Проверява състоянието на апаратурата и участва в окончателното подреждане на
лабораторията. Всички студенти дежурят по ред, определен от преподавателя.
2. Предпазни мерки при работа в лабораторията
При изпълнение на лабораторните упражнения е необходимо да се спазват
следните правила:
• Работите, свързани с използване на леснозапалими, отровни и
концентрирани киселини или основи да се извършват в камина.
• Работни разтвори, разлети по плотовете или пода да се почистват
веднага - най-напред с филтърна хартия или суха кърпа, а след това с друга, която е обилно
напоена с вода. Използват се предпазни ръкавици.
• При попадане на киселина или основа върху кожата е необходимо
незабавно старателно промиване на поразеното място с течаща вода и след това третиране
с 3% Na2C03 или 5% NaHCCb за киселини, и 3% СНзСООН за основи. Следва отново обилно
промиване с вода.
3

Р. Манчева, Н. Милчева, Д. Кираджийска
• При попадане на киселина или основа в очите, най-напред се прави
промивка с течаща вода, след това с разреден разтвор на NaHCCb за киселини или с 2%
Н3ВО3 за основи, след което отново с вода.
• За малки изгаряния от огън или пара на мястото се прави компрес от
96% или денатуриран спирт. При големите изгаряния, след компреса мястото се маже с
вазелин и се посипва с NaHCC>3.
• Отмерването на проби от разтвори на отровни вещества да става със
специални пипети.
• В случаи на попадане на разтвори в устната кухина в никакъв случай
да не се поглъщат, а да се направи обилна промивка с вода.
• При поглъщане на отровни вещества веднага да се предизвика
повръщане и да се търси помощ от лекар.
• За частични отравяния (главоболие, виене на свят, гадене и др.)
пострадалият да се изведе на чист въздух и да му се направи изкуствено дишане.
• Когато се разреждат концентрирани киселини или основи, те се
прибавят към разтворителя (водата) на тънка струя, при постоянно разбъркване със
стъклена пръчка. Ако разтворът силно загрее, изчаква се да се охлади и след това
разреждането продължава.
• При работа с лабораторната стъклария да не се използва груба
физическа сила. Има подходящи начини за отваряне на затегнати кранове и шлифове, за
които може да се попита преподавателя.
• Забранено е пипането на реактивите с ръце. Те се вземат само с
лъжичка или шпатула от подходящ материал (метална, порцеланова, пластмасова и др.).
• Средствата, с които се гаси пожар са вода, пясък, пожарогасители с
пяна, СО2 или ССЦ. С вода може да се гасят спирт и ацетон, но не и запалителни течности,
които са по-леки от нея. Запален предмет или дреха на работещия се гасят чрез увиване с
престилка или друга дреха.
• При пожар, предизвикан от електрически уред, той най-напред се
изключва от мрежата или централното табло и след това се пристъпва към гасене.
При всички случаи на пожар, изгаряне или отравяне трябва да бъде информиран
преподавателят и студентите без паника да пристъпят към ликвидиране на инцидента,
съгласно инструкциите.
4

Представяне и обработка на експерименталните данни
Представяне и обработка на експерименталните данни
За представяне на резултатите от физикохимичните измервания се използват три
различни метода - табличен, графичен и аналитичен (чрез формули). Всеки един от тези
методи има своите предимства. Предпочитането на някой от тях зависи от характера на
изследването, неговите цели и задачи.
При табличното представяне на опитните данни трябва да се спазват следните
изисквания:
1. Таблицата задължително се надписва чрез текст, поставен над нея. Текстът
трябва да характеризира естеството на данните, съдържащи се в таблицата
и да посочва величините, които по време на измерването остават постоянни
(const.).
2. Функцията и аргументът се записват на един ред, а числените им
стойности - в съответните колони под тях.
3. Много големи или много малки числа се записват чрез изнасяне на общ
множител 10*“ в заглавието на колоната.
4. Колоните и редовете се надписват чрез символа на величините, които
съдържат, като задължително се отбелязва и дименсията в система SI.
Т аблица 1. Пример за таблично представяне на резултати от упр. Кинетично изследване на
реакцията окисление на иодоводородна киселина с водороден пероксид, където /1 = 15 епт
Т>
к
и
S
Л-1
Л-1-х
in л - '
А — 1 — х
*.Ю4,
S"1
V'o*.
s-1
293,15
90 1,077 0,074 8,23
8,79
180 1,167 0,154 8,56
280 1,273 0,241 8,61
390 1,400 0,336 8,63
500 1,556 0,442 8,84
630 1,750 0,560 8,88
5

Р. Манчева, Н. Милчева, Д. Кираджийска
Фиг. 1 Графично представяне на данните
А _ 1
оттабл. 1 в координати In
----------- = f(t)
A -1 - х
и определяне по графичен метод на
скоростната константа b = &гр = 8,79.1(Г* s_1
Както се вижда на фиг. 1, едно от най-важните предимства на графичното
представяне е възможността визуално да се проследи взаимната връзка между изучаваните
величини, т.е. от графиката веднага може да се види дали функционалната зависимост е
линейна или не, дали има изразен екстремум, кои са нейните характерни точки и т.н. За да
може графиката напълно да представи илюстриращите си качества, при нейното
построяване е необходимо да се спазват някои правила:
1. Графиките задължително се строят на милиметрова хартия. Най-често се
използва правоъгълна координатна система, като на абсцисата се нанасят
стойностите на променливата величина х (аргумента), а на ординатната
ос - стойностите на функцията у.
2. Осите се надписват със символите на съответните величини и техните
дименсии в система SI.
3. Мащабът се избира така, че изчертаната графична зависимост да се
разположи в средата на квадранта. Всеки мащаб се характеризира със своя
стъпка и интервал. Интервал се нарича разстоянието между две съседни
чертички, а стъпка е разликата в числата, с които те са надписани.
4. Важно изискване е скалата да се чете лесно, без затова да са необходими
допълнителни пресмятания. Не е задължително при равномерна стъпка
всяка чертичка да се означава с число.
5. При много големи или много малки числени стойности на величините,
тяхното записване върху скалите на координатните оси се осъществява
чрез изнасяне на общ множител 10±пдо символа на величината, с която е
надписана оста.
6. Когато върху графичното изображение се нанасят данните за две и повече
криви, снети при различни условия, точките им трябва да се означават по
различен начин - кръгчета, триъгълници, квадрати, кръстчета и т.н.
6

Представяне и обработка на експерименталните данни
Графично определяне на константи на линейни функции
При линейните зависимости графиката е права линия е „прав” или „обратен” наклон.
Уравненията на права, минаваща или неминаваща през началото на координатната система,
имат съответно вида:
у = b . х или у - а + Ь .х
Първото уравнение е на права, минаваща през началото на координатната система
(фиг. 2), а второто - на права, която има отрез от ординатната ос (фиг. 3).
Ф иг. 2 График