Fizikai-kémiai gyakorlatok kémia-tanárszakos és biológus hallgatók számára

Tartalom

Mérési adatok statisztikai feldolgozása 11
1.1 Párhuzamos mérések 11
1.1.1 Kritériumok 12
1.1.2 Mérési eredmények homogenitásvizsgálata 13
1.2 Eloszlásfüggvények 17
1.2.1 Normális (Gauss) eloszlás 17
1.2.2 Poisson-eloszlás 26
1.3 Hipotézisvizsgálat 27
1.3.2 t-próbával 29
1.3.3 F-próbával 31
1.4 Kétdimenziós eloszlás 36
1.4.1 Legkisebb négyzetek módszere 36
1.4.2 Lineáris korreláció 38
1.5 Gyakorlati tanácsok 40
2. Alapvető fizikai-kémiai mérések 41
2.1 A tömeg mérése 41
2.1.1 Légüres térre való redukció 42
2.2 A hőmérséklet mérése és szabályozása 43
2.2.1 Hibaforrások 4 5
2.2.2 A hőmérő kalibrálási 46
2.2.3 A hőmérséklet szabályozása 46
2.3 A nyomás mérése és szabályozása 48
2.3.1 A nyomás egységei 48
2.3.2 Közepes nyomás mérése 49
2.3.3 Vákuumszivattyúk 50
2.3.4 A nyomás szabályozása. Manosztátok 53
2.4 A sűrűség mérése 54
2.4.1 Folyadékok sűrűségének mérése 55
2.4.2 Folyadékok sűrűségének meghatározása piknométerrel 57
2.5 A hő mérése 58
2.5.1 Kaloriméterek típusai 59
2.5.2 Sók oldáshőjének meghatározása 62
2.5.3 Közömbösítési hő mérése 64
2.6 A felületi feszültség mérése 66
2.6.1 Folyadék felületi feszültségének mérése buboréknyomásos módszerrel 66
2.7 Diffúzió folyadékokban 68
2.7.1 Diffúziós együttható meghatározása szabad diffúzió által Schlieren-módszerrel 68
2.7.2 KCl-oldat diffúziós együtthatójának meghatározása határolt diffúzió által 71
3. Egyensúlyi mérések 76
3.1 Heterogén egyensúlyok 76
3.1.1 Egykomponensű, kétfázisú rendszerek heterogén egyensúlya 76
A gőznyomás mérése 76
3.1.1.1 Gőznyomás mérése sztatikus módszerrel, párolgáshő számítása 78
3.1.2 Kétkomponensű, kétfázisú rendszerek heterogén egyensúlya 79
A fagyáspontcsökkenés 79
3.1.2.1 A fagyáspontcsökkenés mérése 80
3.1.2.2 A szilárd anyag oldhatósága 83
3.1.2.3 Kétkomponensű folyadékelegy forráspont- és egyensúlyi görbéjének meghatározása 85
3.1.3 Háromkomponensű kétfázisú rendszerek heterogén egyensúlya 88
3.2 Homogén egyensúlyok 92
3.2.1 Gyenge színes sav disszociációállandójának meghatározása spektrofotometriás úton 93
3.2.2 Gyenge sav vagy bázis disszociációállandójának meghatározása sav-bázis titrálással 95
3.2.2.1 Gyenge sav disszociációállandójának meghatározása potenciometrikus titrálással 96
3.2.3 Megoszlás két oldószer között 96
3.2.3.1 Egyensúlyi állandó meghatározása megoszlási hányados mérésével 97
4. Reakciókinetika 100
4.1 A reakciókinetikai mérések célja 100
4.2 A reakciókinetikai vizsgálatokhoz alkalmazható kísérleti módszerek 102
4.3 A reakciórend meghatározása 104
4.4 A reakciósebességi állandó meghatározása 105
4.5 Homogén reakciók tanulmányozása 108
4.5.1 Az etil-acetát elszappanosítási sebességének meghatározása az elektromos vezetés mérésével 108
4.5.2 A nádcukor inverziósebességének meghatározása a forgatóképesség mérése útján 111
4.5.3 A savkatalízis vizsgálata az aceton jódozási reakciójában 114
4.6 Heterogén reakciók tanulmányozása 116
4.6.1 A CaCO3 és a hidrogén-klorid között lejátszódó heterogén reakció tanulmányozása 116
5. Elektrokémiai mérések 121
5.1 Alapismeretek 121
5.2 Vezetési mérések alapjai 126
5.2.1 Elektromos ellenállás, illetve vezetés mérésére szolgáló műszerek 127
5.2.2 Vezetési cellák 130
5.2.3 A vezetés mérésével kapcsolatos gyakorlati feladatok 131
5.2.3.1 Rosszul oldódó só oldhatóságának
és oldódási sebességének meghatározása 131
5.2.3.2 Konduktometriás titrálások 135
5.2.3.2.1 Erős ás gyenge sav koncentrációjának meghatározása egymás mellett a vezetés mérésével 137
5.2.3.2.2 BaCl2 koncentrációjának meghatározása a vezetés mérésével 137
5.3 Galváncella; árammentes potenciál mérése; az elektromotoros erő mérésének alapjai 138
5.3.1 Az árammentes potenciál mérésére a gyakorlaton használatos műszerek leírása és kezelési utasítása 142
5.3.2 Az egyensúlyi potenciál mérésére használatos, a gyakorlaton előforduló elektródok főbb típusai 155
5.3.3 Az elektromotoros erő mérésével kapcsolatos gyakorlati feladatok 162
5.3.3.1 Galváncellák elektromotoros erejének, elektromos potenciálkülönbségének (kapocsfeszültségének) és belső ellenállásának meghatározása 162
5.3.3.2 pH meghatározása hidrogénelektróddal 163
5.3.3.3 Oldhatósági szorzat meghatározása elektromotoros erő mérésével 164
5.3.3.4 Standard redoxipotenciál meghatározása, FeCl3-oldat koncentrációjának meghatározása dead-stop titrálással 166
5.3.3.5 Sósav közepes aktivitási tényezőjének meghatározása 168
5.3.3.6 Affinitás és reakcióhő meghatározása 171
5.3.3.7 Potenciometrikus titrálás 174
5.3.3.7.1 Kloridion koncentrációjának, az ezüst-klorid oldhatósági szorzatának meghatározása potenciometrikus titrálással 176
5.4 Az elektrolízissel kapcsolatos mérések alapjai 177
5.4.1 Az elektrolízissel kapcsolatos mérési feladatok 181
5 . 4.1.1 Az elektrolízis tanulmányozása 181
5.4.1.2 Az átviteli szám mérése 184
5.4.1.2.1 HCl-oldat átviteli számának meghatározása mozgó határfelület módszerével 186
5.4.1.3 Réz, kadmium és cink egymás melletti meghatározása kézi és gépi
polarográffal, a diffúziós határáram függése a higanyoszlop magasságától 187
5.4.1.3.1 Feladatok az OHI-103 típusú készülékkel 199
5.4.1.3.2 Feladatok az OH-105 típusú készülékkel 201
5.4.1.3.3 Feladat a kézi polarográffal 202
6. Optika 203
6.1 A törésmutató 203
6.1.1 A törésmutató mérése 207
6.1.2 A törésmutató-mérés a teljes visszaverődés határszögének meghatározásával 207
6.1.2.1 Abbe-féle refraktométer 207
6.1.3 Interferometriás módszer 209
6.1.3.1 Oldatkoncentráció meghatározása interferométerrel 213
6.2 Polarimetria 213
6.2.1 A poláros fény áthaladása anyagi közegen 216
6.2.2 Optikai forgatóképesség 216
6.2.3 Oldatok forgatóképessége 217
6.2.3.1 Az optikai forgatóképesség mérése 218
6.2.3.2 Cukoroldat koncentrációjának meghatározása a forgatóképesség mérésével 221
6.3 Spektroszkópia 221
6.3.1 A spektrum létrejötte és jellegzetességei 223
6.3.2 A fényelnyelés törvénye 224
6.3.3 Az ultraibolya és a látható abszorpciós színképelemzési eljárások felosztása 228
6.3.3.1 Kolorimetria 228
6.3.3.2 Fotometria, spektrofotometria 230
6.3.3.2.1 Spektrofotométerek 234
A jegyzet készítéséhez felhasznált és egyben ajánlott irodalom 240

Témakörök