Füüsikaline keemia sissejuhatus ja elektrolüütide lahuste kordav konspekt Käsitletavad teemad: 1) Füüsikaline keemia sj energeetika: ekso- ja endotermilised reaktsioonid + arvutused kiirus/kineetika: temp. kons. rõhk.... katalüsaator + praktiline töö keemiline tasakaal: le chaterieri printsiip + praks 2) Elektrolüütide lahused lahustumisprotsess: lahustumise soojusefekt tugevad ja nõrgad elektrolüüdid, mitteelektrolüüdid; elektrolüütide dissotsatsioon keemilised reaktsioonid elektrolüütide lahustes(sade, gaas, nõrk...
15 ELEKTRIJUHTIVUSE MÄÄRAMINE Üliõpliane: Kood: Töö teostatud: Töö ülesanne. Töös määratakse elektrolüüdi vesilahuste eri- ja ekvivalentjuhtivus real kontsentratsioonidel, milleks mõõdetakse juhtivusnõus elektroodide vahel paikneva lahusekihi takistust. Mõõtmisel kasutatavate elektroodide konstant määratakse kindla kontsentratsiooniga teadaoleva eritakistusega KCl lahuse abil. Katsetulemuste töötlus toimub kahes variandis. Nõrga elektrolüüdi korral arvutatakse dissotsiatsiooniastmed ja -konstant. Tugeva elektrolüüdi lahuse puhul leitakse katseandmete alusel ekvivalentjuhtivus lõpmatul lahjendusel (piiriline ekvivalentjuhtivus 0). Teoreetiline osa: Lahusekihi takistus, mis asub elektroodide vahel kaugusega l ja pindalaga s, väljendub valemiga...
6 PUHTA VEDELIKU KÜLLASTATUD AURURÕHU MÄÄRAMINE DÜNAAMILISEL MEETODIL Üliõpliane: Kood: Töö teostatud: Töö ülesanne. Dünaamiline aururõhu määramise meetod põhineb aine keemistemperatuuride mõõtmisel erinevate rõhkude juures. Teatavasti keeb vedelik temperatuuril, mil küllastatud aururõhk on võrdne välisrõhuga. Keemistemperatuuride mõõtmine erinevatel rõhkudel annab küllastatud aururõhu temperatuuriolenevuse. Viimasest saab Clapeyroni-Clausiuse võrrandi abil arvutada vedeliku auramissoojuse. Aparatuur (joon. 8) koosneb elektriküttega kolvist 1 ning ebulliomeetrist 2, milles on pesa 3 termomeetri jaoks. Termomeetri tasku on täidetud alumiiniumpulbri suspensiooniga õlis, millel on hea soojusjuhtivus. Kolb 1 on ühendatud vaakumsüsteemiga jahuti 5 kaudu. Jahutis toimub aurude kondensatsioon, mi...
paur, y= t, °C T, K x = 1/T x·y x2 nr mmHg logpaur 1 26,5 299,65 105 2,021 0,0033 0,0067 1,1137E-05 2 42,5 315,65 205 2,312 0,0032 0,0073 1,0037E-05 3 53 326,15 305 2,484 0,0031 0,0076 9,4008E-06 4 61 334,15 405 2,607 0,0030 0,0078 8,9561E-06 5 67,5 340,65 505 2,703 0,0029 0,0079 8,6175E-06 6 73 346,15 605 2,782 0,0029 0,0080 8,3459E-06 7 77,5 350,65 705 2,848 0,0029 0,0081 8,1330E-06 8...
5 LAHUSTUNUD ELEKTROLÜÜDI ISOTOONILISUSTEGURI KRÜOSKOOPILINE MÄÄRAMINE Üliõpliane: Kood: Töö teostatud Töö ülesanne. Töös mõõdetakse vee ja teadaoleva kontsentratsiooniga elektrolüüdi vesilahuse külmumistemperatuurid. Lahuse külmumistemperatuuri langusest arvutatakse isotoonilisustegur. Nõrga elektrolüüdi puhul arvutatakse ka dissotsiatsiooniaste. Teooria Lahjendatud lahuste üldised füüsikalised omadused Lahjendatu lahus koosneb vedelast lahustist ja temas lahustunud mittelenduvast ainest. Lahjendatud lahuste üldiste omaduste all mõistetakse neid lahjendatud lahuste omadusi, mis sõltuvad lahustist, kuid ei sõltu lahustunud aine omadustest. Raoult'i seadus: Mittelenduva aine lahjendatud lahuse aururõhk p on võrdne lahusti aururõhuga lahuse kohal. 0X p = p1 = p 1...
8 ESTERDAMISE REAKTSIOONI TASAKAALUKONSTANDI MÄÄRAMINE Üliõpliane: Kood: Töö teostatud: Töö ülesanne. Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH CH3COOC2H5 + H20. Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu: aCH 3COOC2 H 5 a H 2O xCH3COOC2 H 5 CH 3COOC2 H 5 x H 2O H 2O Ka = = a CH3COOH aC2 H 2OH xCH3COOH CH3COOH xC2 H 5OH C2 H 5OH kus xi - komponendi moolimurd, i - komponendi aktiivsustegur lahuses. Kui puuduvad andmed komponentide aktiivsustegurite kohta, on sobiv kasutada näilist tasakaalukonstanti K'x, mis avaldatakse moolimurdud...
16 Konduktomeetriline tiitrimine Üliõpilane: Kood: Töö teostatud Tallinn 2012 Töö ülesanne. Töös tiitritakse tugeva alusega kas nõrka ja tugevat hapet või hapete segu. Tiitrimise ekvivalentpunkt määratakse graafiliselt lahuse elektrijuhtivuse mõõtmiste alusel. Teooria. Konduktomeetrilisel tiitrimisel määratakse ekvivalentpunkt elektrijuhtivuse muutuse järgi, mis on tingitud ühtede ioonide asendumisest teistega. Soolhappe tiitrimisel naatriumhüdroksiidiga asendatakse hüdroksooniumioonid (0H3O+ = 349,8 S cm2 mol1) vähem liikuvate naatrium- ioonidega (0Na+ = 50,1 S cm2 mol1), sest neutralisatsioonireaktsioonis H 3O + + Cl - + Na + + OH - 2 H 2 O + Na + + Cl - tekkiv vesi praktiliselt ei dissotsieeru. Neutraliseerimisel juhtivus väheneb ja saavut...
Juha Ehrlich I BIOENERGEETIKA Rakus toimub palju keemilisi reaktsioone, mis on omavahel seotud ja mille üheks ülesandeks on organismi varustamine energiaga. Tänu nendele reaktsioonidele on elutegevus võimalik. 1. termodünaamika põhimõisted: Termodünaamika — teadus soojusnähtustest ja energiavormide vastastikusest üleminekust (energiaülekanded, -muutused, -kaod). Süsteem — termodünaamika uurimisobjekt. Meid huvitav osa universumist, mis on eraldatud füüsikaliste või mõtteliste pindadega. Nt. 1 l õhku või inimene. Süsteemid võivad olla: 1. Homogeensed — punktist punkti liikudes süsteemi koostis ja omadused ei muutu või muutuvad sujuvalt. Puuduvad füüsikalised eralduspinnad. Nt. suhkrulahus. 2. Heterogeensed — koosnevad homogeensetest osadest, mida nimetatakse faasideks. Faasid on üksteises...
Kas tegu on avatud, suletud või isoleeritud süsteemiga: a) kohv väga hea kvaliteediga termoses; -isoleeritud b) jahutusvedelik külmkapi jahustussüsteemis; -suletud c) pommkalorimeeter, milles põletatakse benseeni; - isoleeritud d) automootoris põlev bensiin; - suletud e) elavhõbe termomeetris; - isoleeritud f) taim – avatud 2. Kirjelda kolme viisi, kuidas saab tõsta siseenergiat avatud süsteemis! Millisega neist meetoditest saab tõsta siseenergiat suletud süsteemis? Kas mõni neist meetoditest kõlbab ka isoleeritud süsteemi energia tõstmiseks? – avatud - toimub nii energia- kui ka ainevahetus ümbritseva keskkonnaga – suletud - puudub ainevahetus ümbrusega, aga võib toimuda energiaülekanne kas töö (mehaaniline toime) või soojusena (termiline toime). – isoleeritud - puudub nii energia- kui ka ainevahetus. Väliskeskkonnaga pole ei mehhaanilist ega soojuslikku kontakti. Siseenergiat avatud süsteemis...
Приборы: титратор DL15 Mettler Tolledo; электрод DG 115-SC Mettler Tolledo; бюретка на 20 мл; принтер; стаканчики для титратора, 100 мл; магнитная мешалка; мерные колбы, 100 мл; конические колбы с притертой пробкой, 100 мл; конические колбы; мерные пипетки, 2 мл, 10 мл, 20 мл; делительная воронка, мл. Реактивы: уксусная кислота, 1М; гидроксид натрия, 0,2М; диэтиловый эфир. Ход работы: 1. Приготовить растворы уксусной кислоты 1М, 0,75М, 0,5М, в колбах на 100 мл. Проверить концентрацию (C1) каждого раствора титрованием 0,2М NaOH. Для этого в три стаканчика для титрования отобрать пипеткой на 2 мл три аликвоты уксусной кислоты. Провести титрование. Проверка концентрации (C1) 1М, 0,75М и 0,5М растворов уксус...
HCl-ga sisse viidud vee hulga leidmine a) Lahuse nr 1 tiitrimiseks kulunud NaOH moolide hulga leidmine (Antud juhul NaOH normaalne kontsentratsioon loetud võrdseks molaarse kontsentratsiooniga: c N , NaOH = c M , NaOH ) n c M , NaOH = NaOH n NaOH = c M , NaOH Vlahus = 0,5028 0,0272 = 0,0137 mol Vlahus b) HCl massi leidmine Lahuse nr 1 tiitrimiseks kulunud NaOH moolide hulk võetud võrdseks lahuses g leidunud HCl moolide hulgaga n NaOH = n HCl ja HCl molaarmass M HCl = 36,5 mol m HCl = M HCl n HCl = 36,5 0,013676 = 0,499 g c) 5ml 3N HCl lahuse massist lahuses leidunud HCl massi lahutamine mvesi = mlahus - m HCl = 5,227 - 0,49918 = 4,728 g 2. Summaarse vee hulga leidmine grammides lahuses nr...
Sademe massi leidmine P = P '-P0 = 43 - 38 = 5mg 2. Konstandi k leidmine 9 9 0,001 k= = = 0,0005687 2( - 0 ) g 2 ( 2420 - 1000) 9,8 3. Vaadeldavaks ajahetkeks täielikult settinud osakese raadiuse leidmine (näitena settimiskõvera punktis A) H 0,125 r =k v =k = 0,0005687 = 2,2478 10 -5 m tA 80 4. Fraktsiooni suhtelise sisalduse leidmine settimiskõvera ordinaattelje lõikude pikkuste suhete järgi (lõikude pikkused toodud tabelis 3) OO1 2,3 Q= 100% = 100% = 11,9% OP 19,4 5. Jaotusfunktsiooni väärtuste leidmine a) r = r1 - r2 = 2,0105 10 -5 - 1,8353 10 -5 = 1,7517 10 -6 b) Q = Q2 - Q1 = 19,1% - 11,9% = 7,2% Q 7,2 c) F = = = 375...
8 1. ESTERDAMISE REAKTSIOONI TASAKAALUKONSTANDI MÄÄRAMINE Üliõpilane: Hanna-Liina Koort Kood : 103912KAKB Töö teostatud : 16.02.2012 .................................... märge arvestuse kohta, õppejõu allkiri Tallinn 2012 Töö ülesanne. Töös määratakse tasakaalukonstant lahuses toimuvale reaktsioonile CH3COOH + C2H5OH D CH3COOC2H5 + H2O. Sissejuhatus. Eeltoodud reaktsioonile on termodünaamiline tasakaalukonstant avaldatav tasakaalu olukorras mõõdetud produktide ja lähteainete aktiivsuste kaudu:...
Olekuparameetrid suurused, millega saab td. süsteemi olekut iseloomustada (U, H, S, G, F) Olekuvõrrand süsteemi olekut iseloomustav parameetrite omavaheline sõltuvus (ideaalgaasi olekuvõrrand, reaalgaasi olekuvõrrand) Olekufunktsioon suurus, mis sõltub ainult süsteemi olekust, aga mitte selle oleku saavutamise viisist. Z = f(x, y) on olekufunktsioon, kui tema lõpmata väike muudatus dZ on täisdiferentsiaal: Z Z dZ = dx + dy x y y x Protsessifunktsioon süsteemis toimuvat protsessi iseloomustav suurus, sõltub protsessi läbiviimise viisist, tähistatakse väiketähega (töö w, soojushulk q) Homogeenne süsteem süsteem, mille omadused on tema kõigis osades ühesugused või muutuvad ühest kohast teise üleminekul pidevalt. Heterogeenne süsteem süsteem, mis...
Esimene kodutöö. 4HCl + O2 2H2O(g) + 2Cl2 T = 1000K H298° x 10-6 Soojusmahtuvus J/kmol kraad Kehtiv temperatuuri Aine -3 intervalis J/kmol a x 10 b c x 10-8 HCl -92,31 26,53 4,60 1,09 298 - 2000 O2 0 31,46 3,39 -3,77 298 - 3000 H2O(g) -241,81 30,00 10,71 0,33 298 - 2500 Cl2 0 37,03 0,67 -2,85 298 - 3000 1. Temperatuuri vahemik 298 1000. CP = (2x37,03 + 2x30,00 31,46...
Reaktsioon 11. CO + H2O(g) = CO2 + H2 T = 1400K P = 1atm H0f, 298 S0298 C0p (J/mol*K) = f(T) Aine Intervall, K (kJ/mol) (J/mol*K) a b*103 c*10-5 CO -110,53 197,55 28,41 4,10 -0,46 298-2500 H2O -241,81 188,72 30,00 10,71 0,33 298-2500 CO2 -393,51 213,66 44,14 9,04 -8,54 298-2500 H2 0 130,52 27,28 3,26 0,5 298-3000 1. G0298 = H0298 - 298S0298 H0298 = Hf(H2) + Hf(CO2) - Hf(H2O) - Hf(CO) = -393,51 + 241,81 + 110,53 = -41,17 kJ/mol = -41170 J/mol S0298 = S0298(H2) + S0298(CO2) - S0298(H2O) - S0298(CO) = 130,52 + 213,66 188,72 197,55 = -42,09 J/mol*K G0298 = -41170 298...
6 PUHTA VEDELIKU KÜLLASTATUD AURURÕHU MÄÄRAMINE DÜNAAMILISEL MEETODIL Töö teostatud 05.03.2015 .................................... märge arvestuse kohta, õppejõu allkiri FK laboratoorne töö 6 PUHTA VEDELIKU KÜLLASTATUD AURURÕHU MÄÄRAMINE DÜNAAMILISEL MEETODIL Töö ülesanne. Dünaamiline aururõhu määramise meetod põhineb aine keemistemperatuuride mõõtmisel erinevate rõhkude juures. Teatavasti keeb vedelik temperatuuril, mille juurestema küllastatud aururõhk on võrdne välisrõhuga. Keemistemperatuuride mõõtmine erinevatel rõhkudel annab küllastatud auru...
MATERJALITEADUSE INSTITUUT FÜÜSIKALISE KEEMIA ÕPPETOOL Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kontrollitud: Töö nr 1 Kaitstud: SOOLA INTEGRAALSE LAHUSTUVUSE MÄÄRAMINE SKEEM Tööülesanne: Töös määratakse soola integraalne lahustumissoojus vees. Kasutatava adiabaatilise kalorimeetri soojusmahtuvus arvutatakse. Töö käik: Kalorimeetrisse sukeldatakse ampulliga sool, vesi kalorimeetris on toatemperatuuril. Beckmanni termomeetri abil määratakse iga minuti järel vee temperatuur. Üheteistkümnendal minutil purustatakse ampull ning jälgitakse soola lahustumise mõju vee temperatuurile. Näidud võetakse kuni iga minuti järel muutub temperatuur ühepalju. Teoreetiline põhjendus, valemid: Soojusmahtuvus: C=c1g1+c2g2+c3v+c4g4 Eraldunud/neeldunud soojushulk: Erilahustuvussoojus Arvutused: Jooniselt leidsin lõigu EF ehk temperatuuri tegeli...
MATERJALITEADUSE INSTITUUT FÜÜSIKALISE KEEMIA ÕPPETOOL Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kontrollitud: Töö nr : 6 Kaitstud: PUHTA VEDELIKU KÜLLASTATUD AURURÕHU MÄÄRAMINE DÜNAAMILISEL MEETODIL SKEEM Tööülesanne: Dünaamiline aururõhu määramise meetod põhineb aine keemistemperatuuride mõõtmisel erinevate rõhkude juures. Teatavasti keeb vedelik temperatuuril, mil küllastatud aururõhk on võrdne välisrõhuga. Keemistemperatuuride mõõtmine erinevatel rõhkudel annab küllastatud aururõhu temperatuuriolenevuse. Viimasest saab Clapeyroni-Clausiuse võrrandi abil arvutada vedeliku auramissoojuse. Töö käik: Uuritav vedelik valatakse kuiva kolbi ning ühendatakse lihvi abil aparatuuri külge. Selle hermeetilisus kontrollitakse. Lülitatakse sisse kolvi küte nii, et vedelik hakkaks keema u 10 min jooksul. Märgitakse keemistempe...
MATERJALITEADUSE INSTITUUT FÜÜSIKALISE KEEMIA ÕPPETOOL Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kontrollitud: Töö nr: 15 Kaitstud: ELEKTRIJUHTIVUSE MÄÄRAMINE SKEEM Tööülesanne: Töös määratakse elektrolüüdi vesilahuste eri- ja ekvivalentjuhtivus real kontsentratsioonidel, milleks mõõdetakse juhtivusnõus elektroodide vahel paikneva lahusekihi takistust. Mõõtmisel kasutatavate elektroodide konstant määratakse kindla kontsentratsiooniga teadaoleva eritakistusega KCl lahuse abil. Nõrga elektrolüüdi korral arvutatakse dissotsiatsiooniastmed ja -konstant. Töö käik: Esiteks loputasin elektroodi KCl lahusega ning seejärel täitsin nõu nii, et elektrood oleks lahuses. Asetasin elektroodi termostaati 25°C juurde ning märkisin üles vahelduvvoolusilla näidu. Seejärel täitsin nõu uuesti KCl lahusega ning märkisin üles teise näidu. Valmistasin 0,4...