Физическая и коллоидная химия
|
Скачать 0.95 Mb.
|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Уральский государственный экономический университет ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ Варианты контрольных работ для студентов заочного отделения специальности «Товароведение и экспертиза продовольственных продуктов» УТВЕРЖДАЮ Первый проректор университета  А.Т. Тертышный Екатеринбург 2004 Составитель Татауров В.П. СОДЕРЖАНИЕ Общие указания Курс физической химии является теоретической базой всех химических дисциплин. Курсы физической и коллоидной химии тесно связаны с химической технологией и играют большую роль в развитии различных отраслей промышленности: пищевой, текстильной, керамической и др. В подготовке специалистов изучение физической и коллоидной химии имеет большое значение. Достаточно указать на то, что производство многих видов промышленных и продовольственных товаров основано главным образом на применении физико-химических методов и коллоидно-химических процессов. Сейчас невозможно назвать какую-либо отрасль промышленности, где бы ни использовались коллоидные системы или коллоидно-химические процессы. Почти все пищевые продукты: мука, хлеб, масло, жир, желе, бульон, соусы и пр. – являются дисперсными системами. Парфюмерная промышленность готовит кремы, пасты, пудру, эмульсии, мыло, используя законы коллоидной химии. Коллоидно-химическими являются процессы измельчения материалов (цемента, красок и др.), цементации, склеивания, дубления кож, крашения тканей. Весь курс изучается на основе методов молекулярно-кинетической теории и термодинамики. Атомно-молекулярная теория дает возможность разъяснить сущность происходящих физико-химических процессов. Термодинамика устанавливает закономерности энергетического состоянии тел и химического равновесия в системах, позволяет производить точные расчеты. В методических указаниях по каждой теме обращается внимание на важнейшие разделы изучаемой главы курса и приводятся вопросы для самопроверки, а также для решения типовых задач для самостоятельного выполнения контрольных работ. На все приведенные вопросы нужно дать полные, исчерпывающие ответы. Порядок изучения курса При самостоятельном изучении курса физической и коллоидной химии рекомендуется руководствоваться следующими указаниями.
Методические указания Тема 1 Химическая термодинамика изучает вопросы, связанные с приложением выводов общей термодинамики к химическим процессам, устанавливает возможность совершения работы в ходе реакции, закономерности превращения энергии из одной формы в другую, а также возможность и направление самопроизвольного протекания химической реакции. Все эти вопросы рассматриваются с позиции двух основных законов (начал) термодинамики. Первое начало термодинамики, утверждающее эквивалентность любых видов энергии, является, по существу, законом сохранения энергии. Изучая приложение первого начала термодинамики к химическим процессам, следует особое внимании обратить на смысл и значение закона Гесса как одной из формулировок закона сохранения энергии. На законе Гесса и следствии из него основан расчет тепловых эффектов реакций. Необходимо уметь пользоваться таблицами теплот образования и теплот сгорания соединений при вычислении тепловых эффектов реакций. При термохимических расчетах имеет значение зависимость теплового эффекта от температуры. Следует знать определение температурного коэффициента теплового эффекта и уметь формулировать закон Кирхгофа. Тема 2 При изучении второго начала термодинамики необходимо выяснить физический смысл этого фундаментального закона природы, показывающего направление процессов от состояния менее вероятного к состоянию термодинамически более вероятному. Второе начало термодинамики имеет ярко выраженный статистический характер. Особое внимание обратите на понимание смысла понятий термодинамическая функция (функция состояния), термодинамический потенциал. Необходимо разобраться в теоретическом и практическом значении таких термодинамических функций и потенциалов, как внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, изобарно- изотермический и изохорно-изобарический потенциалы. Тема 3 Уясните термодинамический и физический смысл химического равновесия, возможность характеристики химического равновесия путем оценки изменения энтропии, максимальной работы и свободной энергии. Обратите внимание на запись констант равновесия КР и КС для гетерогенных реакций. Термодинамический расчет констант равновесия делают с использованием различных приближений. Обратите внимание, когда и какие приближения целесообразно использовать. Запомните определения: «фаза», «компонент», «степень свободы». Изучите метод описания фазовых равновесий и его графическое отображение – диаграмму состояния. Выясните, как записывается правило фаз Гиббса при изменении n, 2, 1, 0 внешних параметров, определяющих состояние системы. Тема 4 Химическая кинетика – учение о скорости химической реакции и факторах, влияющих на нее, учение о механизме протекания химических реакций. При изучении этого раздела физической химии необходимо ознакомиться с определением скорости химической реакции, понятием константы скорости, ее физическим смыслом. Обратите внимание на различие понятий «молекулярность» и «порядок реакции». Разберите вывод кинетических уравнений реакций первого и второго порядка. При рассмотрении зависимости скорости химической реакции от температуры обратите внимание на понятие об активных молекулах. Разберите вывод уравнения Аррениуса. Обратите внимание на недостатки теории Аррениуса и на то, как они преодолеваются в теории переходного состояния. Особое внимание обратите на катализ, значение катализа в промышленности и пищевой технологии, особенности действия катализаторов, влияние того обстоятельства, что присутствие катализатора не влияет на выход вещества в ходе реакции. Рассмотрите теории гетерогенного катализа. Тема 5 Тема «Растворы неэлектролитов» имеет особое практическое значение, так как без приготовления и использования растворов производство продовольственных товаров, как и вся пищевая технология, немыслимы. Растворы следует рассматривать как однофазное многокомпонентные (двухкомпонентные) системы. Важно обратить внимание на существование двух теорий: гидратной теории Д.И. Менделеева и физической теории растворов, разработанной Вант-Гоффом, Раулем и др. Знакомясь с законами Вант-Гоффа и Рауля, следует понять, как с их помощью можно определять экспериментально молекулярную массу растворенных веществ (осмометрия, криоскопия, эбуллиоскопия). Эти законы справедливы лишь для разбавленных растворов неэлектролитов. В случаях концентрированных растворов, как правило, наблюдается положительные и отрицательные отклонения от закона Рауля. Необходимо разобраться в причинах таких отклонений. Обратите внимание на смысл законов Д.П. Коновалова, имеющих важнейшее значение в понимании процессов перегонки и ректификации. Тема 6 При изучении свойств растворов электролитов следует вспомнить основные положения теории электролитической диссоциации Аррениуса, понять значение изотонического коэффициента, рассмотреть основные представления теории сильных электролитов по Дебаю и Гюккелю. Уяснить отличия сильных и слабых электролитов. При изучении электропроводности растворов следует остановиться на удельной и эквивалентной электропроводности. Запомните, что единицей измерения удельной электропроводности в системе СИ является  , а эквивалентной –  /кг – экв, и для перехода от удельной электропроводности к эквивалентной надо разделить удельную электропроводность на концентрацию раствора в кг – экв/м3. Необходимо указать зависимость этих величин от характера разбавления растворов, связать величины эквивалентной электропроводности и подвижности ионов (формула Кольрауша), установить зависимость между эквивалентной электропроводностью и степенью электролитической диссоциации (формула Аррениуса).Тема 7 При изучении раздела об электродвижущих силах обратите внимание на природу возникновения электродного потенциала, влияние различных факторов на его величину, значение ряда активности металлов. Следует разобрать формулу Нернста для вычисления электродного потенциала, вывести формулу для вычисления ЭДС гальванического элемента. Тема 8 Прежде всего необходимо усвоить особенности коллоидного состояния вещества, их три: гетерогенность (многофазность), дисперсность («раздробленность» одной фазы) и термодинамическая неустойчивость, неравновесность как следствие избытка свободной поверхностной энергии. Для того чтобы предать дисперсным (коллоидам) системам устойчивость, в них обязательно вводят стабилизатор. Далее надо изучить классификации дисперсных систем: первую – по размерам частиц дисперсной фазы и дисперсной среды; вторую – по молекулярно-кинетическим свойствам. При изучении указанного выше материала необходимо ознакомиться с явлениями диффузии, осмоса, броуновского движения, а также с законами Фика и формулой Энштейна, связывающей коэффициент диффузии с размером частиц. Далее при изучении этой темы надо обратить внимание на введенное Песковым понятие «агрегативной и седиментационной устойчивости дисперсных систем». Следует разобраться в видах сорбционных процессов, их связи с поверхностным натяжением. При изучении адсорбции на жидких и твердых поверхностях необходимо понять уравнение Гиббса, изотермы адсорбции Ленгмюра и Фрейндлиха и уметь их анализировать. Обратите внимание на вопросы практического использования и значения адсорбции. Рассмотрите строение коллоидной частицы, обратив внимание на применение правила Пескова-Фаянса. Разберитесь в строении двойного электрического слоя, значении и факторах электрического потенциала, величина которого определяет основные электрические свойства: электрокинетические явления, агрегативную устойчивость, характер коагуляции золей электролитами. Уделите внимание разбору современной теории устойчивости и коагуляции Дерягина–Ландау, анализу влияния внешних факторов, а также природы и характера электролитов на устойчивость золей и кинетику коагуляции. Необходимо понять механизм защитного действия ВМС, знать примеры защиты и разрушения золей в пищевой промышленности. Тема 9 Этот раздел очень важен, так как вопросы, изучаемые в нем, имеют практическое значение для потребительских свойств продовольственных товаров. Большинство свойств полимеров связаны с их структурой, молекулярной массой и способами их получений. Поэтому изучать этот раздел необходимо параллельно с одновременным повторением соответствующих разделов курса органической химии. Обратите особое внимание на вопросы, связанные с набуханием ВМС, факторами и кинетикой набухания. Практика приготовления пищи всегда связана с набуханием первичного сырья: мяса, овощей, мучных продуктов, желатина и т.д. При изучении свойств гелей и студней обратите внимание на то, что гели образуются из коллоидных и дисперсных систем, а студни – из растворов полимеров. Ознакомьтесь с факторами, влияющими на образование гелей и студней. Важно разобраться в таких явлениях, как синерезис и тиксотропия, диффузия и периодические реакции в студнях. Выбор варианта задач для решения
Для нашего варианта получим следующую таблицу: Таблица 1
Составленную табл.1 следует записать на первой странице под фамилией, именем и отчеством: Попова Ирина Васильевна 1.15; 2.14; 3.15; 4.4; 5.11; 6.4; 7.18; 8.16; 9.7; 10.24.
Таблица 2 Выбор номера варианта задач
Библиографический список Гельфман М.И., Ковалевич И.В., Юстратов В.П. Коллоидная химия. СПб.: Изд-во «Лань», 2003. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. Коллоидная химия. М.: Агар, 2001. Мушкамбаров Н.Н. Физическая и коллоидная химия. М.: ГОЭТАР-МЕД, 2001. Голиков Г.А. Руководство по физической химии. М.: Высш. шк.,1988. Хмельницкий Р.А. Физическая и коллоидная химия. М.: Высш. шк., 1988. Киреев В.А. Краткий курс физической химии. М.: Химия, 1982 или другой год издания. Писаренко А.П., Поспелова К.А., Яковлев. Курс коллоидной химии. М.: Высш. шк., 1982 или другой год издания. Стромбер А.Г., Картушинская А.И. Сборник задач по химической термодинамике. М.: Высш. шк., 1985. Атанасянц А.Г. и др. Сборник вопросов и задач по физической химии для самоконтроля. М.: Высш. шк., 1979. Гамбеева О.С. Сборник задач и упражнений по физической и коллоидной химии. М.: Высш. шк., 1966. Возможно использование другой учебной литературы, предназначенной для нехимических специальностей вузов. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | 02. 00. 11 Коллоидная химия Коллоидная химия раздел химической науки, изучающий свойства и превращения вещества в дисперсном и ультрадисперсном состояниях и... | | Рабочая учебная программа дисциплины Физическая и коллоидная химия Направление подготовки 210100 Электроника и наноэлектроника |
| Перечень научных специальностей Высшей аттестационной комиссии (вак) Российской Федерации Электрохимия; Высокомолекулярные соединения; Xимия элементоорганических соединений; Химия высоких энергий; Биоорганическая химия;... | | Вопросы к зачету по дисциплине «Физическая и коллоидная химия» Предмет физической химии и её значение в сельском хозяйстве. Роль ученых в развитии физической химии |
| Программа вступительного экзамена в аспирантуру по специальности 02. 00. 04. «Физическая химия» (02. 00. 00 Химические науки, специальность 02. 00. 04 Физическая химия) Советом по химии умо по классическому университетскому образованию 29. 04. 2002 и на основании Государственного образовательного... | | Рабочая учебная программа утверждена на заседании кафедры неорганической химии Неорганическая химия, 02. 00. 02 Аналитическая химия, 02. 00. 03 Органическая химия, 02. 00. 04 Физическая химия) и студентов старших... |
| К единому экзамену по русскому языку I. Чтение Нанотехнология, нанонаука, это наука и технология коллоидных систем, это коллоидная химия, коллоидная физика, молекулярная биология,... | | Программа дисциплины дпп. Ф. 05 Физическая химия Физическая химия является одной из фундаментальных дисциплин современного естествознания, формирующих научное представление об окружающем... |
| Программа вступительного испытания (собеседование/устный экзамен) по дисциплинам «Неорганическая химия» «Неорганическая химия», «Аналитическая химия», «Физическая химия» и «Органическая химия» | | Рабочей программы дисциплины б. 4 «Физическая химия» Дисциплина «Физическая химия» является частью цикла Б2 «Математический и естественнонаучный цикл» дисциплин подготовки студентов... |