[ Белорусский государственный университет
УТВЕРЖДАЮ
Декан химического факультета
Д. В. Свиридов
(подпись) (И.О.Фамилия)
2011 г.
(дата утверждения) Регистрационный № УД-/р.** «Экспериментальные методы физической химии.
Ч. 1. Методы химической термодинамики»
Учебная программа для специальности 1-31 05 01 Химия Направления специальности:
1-31 05 01-01 научно-производственная деятельность Факультет химический (название факультета) Кафедра физической химии (название кафедры) Курс (курсы) четвертый Семестр седьмой Лекции 34 Экзамен (количество часов) (семестр) Практические (семинарские) занятия 6 Зачет нет (количество часов) (семестр) Лабораторные занятия 18 Курсовой проект (работа) нет (количество часов) (семестр) Всего аудиторных часов по дисциплине (количество часов) Всего часов Форма получения по дисциплине 68 высшего образования очная (количество часов) Составил(а) А.В. Блохин, доктор химических наук, Е.В, Павлечко, кандидат химических наук, М. П. Шевелева. кандидат химических наук 2011 г.
Рассмотрена и рекомендована к утверждению кафедрой физической химии (название кафедры) (дата, номер протокола) Заведующий кафедрой В.В. Паньков (подпись) Одобрена и рекомендована к утверждению методической комиссией химического факультета Белорусского государственного университета (дата, номер протокола) Председатель Е.И. Василевская (подпись)
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Специальный курс «Экспериментальные методы физической химии. Ч. 1. Методы химической термодинамики» предназначен для студентов 4-го курса химического факультета по специальности 1-31 05 01-01 «Химия (научно-производственная деятельность)» специализации «Физическая химия» и «Химия твердого тела и полупроводников».Цель курса: изучение основ современных методов и средств измерения температуры и проведения термохимического эксперимента; изучение принципов построения калориметрической аппаратуры, использования различных термометров и калориметров для решения научных и практических задач, методики проведения калориметрических опытов и обработки их результатов.
Специальный курс включает в себя не только обзор современных экспериментальных методов термометрических и калориметрических измерений, ведущихся в мире, но и рассматривает различные области применения термохимических данных в области химической технологии, физико-химии органических веществ, минералов, неорганических веществ и полимеров.
Семинарские занятия включают в себя решение практических задач: перевод температуры в Международную температурную шкалу, обработку экспериментальных данных калориметрии, вычисление погрешностей экспериментальных величин, расчеты термодинамических свойств веществ на основании калориметрических измерений.
Целью семинарских занятий является выработка у студентов навыков обработки экспериментальных данных, полученных с использованием современных прецизионных калориметров.
На лабораторных занятиях студенты овладевают навыками работы с современным термометрическим и калориметрическим оборудованием.
Специальный курс «Экспериментальные методы физической химии. Методы химической термодинамики» непосредственно связан с общим курсом «Физическая химия» и другими специальными курсами специализации «Физическая химия», необходим студентам 4-го и 5-го курсов для качественного проведения научных исследований при выполнении курсовых и дипломных работ.
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА
№ п/п Наименование разделов, тем Количество часов Аудиторные Самост.работа лекции практич, се- Лаб. занятия КСР минары 1 Понятие о температуре. Термо- метрические параметры. Температурные шкалы тов в калориметрах различного метрических измерений. Расчет термодинамических функций веществ Учебно-методическая карта дисциплины «Экспериментальные методы физической химии. Ч. 1. Методы химической термодинамики»
Но- Название раздела, темы; перечень Количество аудиторных часов дела основные направления ее развития. Понятие о температуре. Термометрические параметры.
туры. Шкалы Цельсия, Фаренгейта, БойляРеомюра. Термодинамическая температура.
Сравнение абсолютной и логарифмической температурных шкал Кельвина. Реализация термодинамической температурной шкалы.
Газовые термометры: принципиальное устройство, введение поправок к их показаниям.
Международная температурная шкала.
МТШ-90: реперные точки, деление на интервалы, вторичные термометры.
инертность термометра. Ртутные термометры, расчет поправок к их показаниям.
тиновых термометров сопротивления. Другие термометры сопротивления (железородиевые, медные, никелевые, германиевые).
Но- Название раздела, темы; перечень Количество аудиторных часов дела Термисторы. Измерение сопротивления термометра: потенциометрический и мостовой методы, их сравнение.
Выбор термоэлектродов, изготовление термопар. Характеристика наиболее распространенных и стандартизированных термопар.
Дифференциальные термопары. Кварцевый термометр. Использование термометров различных типов в калориметрических исследованиях.
кация калориметров по режиму и методу измерения, конструкции прибора. Изотермические калориметры.
ности температур. Жидкостные и массивные калориметры. Проточные калориметры. Калориметры теплового потока. Теплопередача в калориметрических системах.
Принципиальное устройство адиабатических калориметров, бомбового калориметра сгорания, калориметра растворения. Дифференциальные сканирующие калориметры.
риметров с изотермической оболочкой, калориметров-контейнеров. Расчет поправки на теплообмен и особенности проведения опыНо- Название раздела, темы; перечень Количество аудиторных часов дела тов в адиабатических и изопериболических калориметрах. Температура, к которой следует относить измеренный тепловой эффект.
ференциальных сканирующих калориметрах и обработка полученных данных.
расчет термодинамических функций на основе данных по теплоемкости. Расчет химических равновесий.
превращений органических веществ. Современные методы и области термохимических исследований минералов и неорганических термодинамических свойств полимеров и особенности полимеров как объектов калориметрических исследований.
метру сопротивления Но- Название раздела, темы; перечень Количество аудиторных часов дела циальной сканирующей и адиабатической
ИНФОРМАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
ТЕМЫ ПРАКТИЧЕСКИХ (СЕМИНАРЫ) ЗАНЯТИЙ:
1. Обработка результатов экспериментальных исследований теплоемкости веществ методами дифференциальной сканирующей и адиабатической калориметрии.2. Обработка результатов калориметрического определения теплот растворения и сгорания веществ.
3. Использование результатов термохимических исследований в технологических расчетах. Расчет термодинамических функций веществ, констант равновесия химических реакций.
ТЕМЫ ЛАБОРАТОРНЫХ ЗАНЯТИЙ:
1. Калибровка термопары и температурного датчика по образцовому платиновому термометру сопротивления.2. Определение энергии сгорания органических веществ методом бомбовой калориметрии.
3. Измерение теплоемкости и энтальпий фазовых переходов веществ методами дифференциальной сканирующей и адиабатической калориметрии.
4. Калориметрическое определение теплоты растворения веществ.
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Колесов В. П. Основы термохимии. М. – 1996.2. Скуратов С. М., Колесов В. П., Воробьев А. Ф.. Термохимия, ч. 1 и 2. М. – 1966.
3. Куинн Т. Температура. М. – 1985.
4. В. Г. Лисиенко, Е. М. Шлеймович, М. Г. Ладыгичев и др. Температура: теория, практика, эксперимент. В 3 т. Т.1. Кн.1. Методы контроля температуры. М.: Теплотехник –
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
5. Хеммингер В., Хене Г. Калориметрия. Теория и практика. М. – 1989.6. Попов М. М. Термометрия и калориметрия. 2-е изд. М. – 1954.
7. Киселева И.А., Огородова Л.П. Термохимия минералов и неорганических материалов. М.:
Научный мир – 1997.
8. Лебедев Б.В. Термодинамика полимеров. Учебное пособие. Горький: ГГУ – 1989.
9. Берштейн В.А., Егоров В.М. Дифференциальная сканирующая калориметрия в физикохимии полимеров. Л.: Химия – 1990.
10. В. Г. Лисиенко, Е. М. Шлеймович, М. Г. Ладыгичев и др. Температура: Теория, практика, эксперимент. В 3 т. Т.1. Кн. 2. Методы контроля температуры : справочное издание. М.: Теплотехник – 2007.
«