Chemia fizyczna. Tom 4

Ludwik Komorowski, Andrzej Olszowski

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-17225-1

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2013

Liczba stron:

865

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

. Chemia fizyczna. Tom 4. Red. Komorowski, Ludwik; Olszowski, Andrzej . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2013, 865 s. ISBN 978-83-01-17225-1

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A2 Komorowski, L.

A2 Olszowski, A.

T1 Chemia fizyczna. Tom 4

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2013

SN 978-83-01-17225-1

Bibliografia BibTex:

@Book{ 64101, author = "", editor = "Komorowski, Ludwik and Olszowski, Andrzej", title = "Chemia fizyczna. Tom 4", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2013", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-17225-1" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU -

ED - Komorowski, Ludwik

ED - Olszowski, Andrzej

TI - Chemia fizyczna. Tom 4

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2013

SN - 978-83-01-17225-1

ER -

Netografia (standard APA):

. Red. Komorowski, Ludwik; Olszowski, Andrzej. Chemia fizyczna. Tom 4 [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2013 [dostęp: 28 04 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/chemia-fizyczna-tom-4-ludwik-komorowski-andrzej-64101.

chemia fizyczna

W książce przedstawiono eksperymentalne i teoretyczne metody fizykochemii wykorzystywane rutynowo jako niezbędne narzędzia badawcze, kontrolne i diagnostyczne.

W pierwszej części opisano podstawowe zagadnienia kluczowe do skutecznego, bezpi...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-17225-1

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2013

Liczba stron:

865

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

PRZEDMOWA15
I Pomiary i przyrządy w laboratorium21
1. LABORATORIUM FIZYKOCHEMICZNE23
1.1. Bezpieczeństwo w laboratorium23
1.1.1. Stan laboratorium24
1.1.2. Zasady pracy z chemikaliami25
1.1.3. Źródła zagrożeń26
1.2. Gazy techniczne27
1.2.1. Znakowanie i dystrybucja gazów28
1.2.2. Zasady pracy z gazami technicznymi31
1.3. Gazy skroplone32
1.4. Aparatura próźniowa34
1.5. Przyrządy elektryczne oraz sprzęt komputerowy w laboratorium36
1.6. Promieniowanie rentgenowskie43
1.7. Odpady chemiczne44
1.8. Woda w laboratorium46
1.8.1. Stopnie czystości wody i jej przechowywanie46
1.8.2. Metody otrzymywania wody oczyszczonej47
2. SZKŁO I NACZYNIA LABORATORYJNE51
2.1. Szkło ogólnego przeznaczenia53
2.2. Szkło miarowe59
2.3. Szkło specjalne do operacji z chemikaliami65
2.4. Czystość i znakowanie szkła67
3. CZYNNIKI CHARAKTERYZUJĄCE JAKOŚĆ POMIARÓW LABORATORYJNYCH69
3.1. Dobra praktyka w laboratorium pomiarów fizykochemicznych69
3.2. Niepewność pomiarów74
3.3. Parametry charakteryzujące metodę, pomiar i wynik pomiaru82
4. OPRACOWYWANIE WYNIKÓW POMIARÓW86
4.1. Metody matematyczno-numeryczne stosowane w opracowywaniu wyników pomiarów86
4.1.1. Interpolacja za pomocą wielomianów87
4.1.2. Różniczkowanie i całkowanie numeryczne89
4.2. Metoda najmniejszych kwadratów90
4.2.1. Wyznaczanie parametrów dowolnej funkcji ciągłej metodą najmniejszych kwadratów91
4.2.2. Funkcja liniowa ze względu na parametry92
4.2.3. Funkcja liniowa ze względu na zmienną x93
4.3. Analiza statystyczna eksperymentu fizykochemicznego94
4.3.1. Rozkład prawdopodobieństwa w analizie statystycznej95
4.3.2. Analiza statystyczna pomiaru jednej wielkości96
4.3.3. Analiza statystyczna eksperymentu wyznaczającego zależność funkcyjną98
4.3.4. Kowariancja i współczynnik korelacji100
4.4. Dekonwolucja spektralna101
4.5. Elementy rachunku macierzowego w chemometrii105
4.5.1. Rozwiązywanie układu równań liniowych107
4.5.2. Nadokreślony układ równań109
4.5.3. Wartości osobliwe macierzy: optymalizacja przybliżeń wielowymiarowych110
5. FIZYKOCHEMICZNE POMIARY ELEMENTARNE113
5.1. Pomiar temperatury113
5.1.1. Termometry114
5.1.2. Czujniki temperatury115
5.1.3. Bezkontaktowy pomiar temperatury119
5.1.4. Kalibracja przyrządów do pomiaru temperatury i błędy pomiarowe121
5.1.5. Termostatowanie123
5.2. Pomiar ciśnienia i pompy próżniowe124
5.2.1. Przyrządy do pomiaru ciśnienia125
5.2.2. Podstawy techniki próżniowej129
5.2.3. Próżniomierze131
5.2.4. Pompy próżniowe134
5.3. Pomiar masy: ważenie i wagi137
5.3.1. Wagi138
5.3.2. Kalibracja i legalizacja wag141
5.3.3. Ważenie142
5.3.4. Wpływ czynników fizycznych na proces ważenia144
5.4. Pomiar objętości i analiza miareczkowa146
5.4.1. Kalibracja i sprawdzanie pojemności naczyń miarowych146
5.4.2. Naczynia miarowe i sporządzanie roztworów148
5.4.3. Analiza objętościowa (wolumetryczna)151
5.5. Pomiar stężenia substancji w roztworze154
5.5.1. Metoda krzywej wzorcowej155
5.5.2. Metoda dodawania wzorca156
5.5.3. Niepewność pomiarów z wykorzystaniem wzorca157
5.5.4. Jednostki stężenia159
6. POMIARY ELEKTRYCZNE161
6.1. Pomiary napięć oraz prądów stałych i zmiennych161
6.1.1. Różnica potencjałów161
6.1.2. Pomiar natężenia prądu stałego164
6.1.3. Pomiary napięcia i natężenia prądu zmiennego165
6.1.4. Pomiar impedancji166
6.2. Mierniki i zasilacze elektryczne168
6.2.1. Mierniki analogowe, cyfrowe, multimetry168
6.2.2. Oscyloskopy analogowe i cyfrowe170
6.2.3. Generatory171
6.2.4. Zasilacze elektryczne171
6.2.5. Zasilacze awaryjne (UPS)173
6.2.6. Potencjostat174
6.3. Pomiar pH175
6.3.1. Wykładnik stężenia jonów wodorowych (pH)175
6.3.2. Elektrochemiczny pomiar pH177
6.3.3. Pehametry179
6.3.4. Dokładność i precyzja pomiaru pH184
6.4. Pomiar przewodności — konduktometry187
6.4.1. Pomiar przewodności elektrolitycznej (konduktywności)188
6.4.2. Wpływ temperatury na pomiar przewodności elektrolitycznej191
6.4.3. Zjawiska przyelektrodowe — impedancja interfazy192
6.4.4. Kalibracja czujnika194
7. POMIARY OPTYCZNE196
7.1. Współczynnik załamania światła196
7.2. Skręcalność optyczna201
7.3. Interferometry203
7.4. Pomiar natężenia promieniowania208
7.4.1. Detektory promieniowania208
7.4.2. Absorbancja, transmitancja i niepewność ich pomiaru210
7.5. Monochromatory212
7.5.1. Filtry optyczne212
7.5.2. Monochromatory siatkowe216
7.5.3. Monochromatory pryzmatyczne218
7.5.4. Zdolność rozdzielcza monochromatora219
7.6. Spektrofotometry UV–VIS221
7.6.1. Spektrofotometry absorpcyjne223
7.6.2. Spektrofotometry fluorescencyjne225
7.6.3. Spektrometr ramanowski227
7.7. Spektrofotometry i metodyka spektroskopii IR228
7.8. Metoda ATR234
7.9. Densytometry237
8. POMIARY GĘSTOŚCI, LEPKOŚCI I NAPIĘCIA POWIERZCHNIOWEGO241
8.1. Gęstość241
8.1.1. Prawo Archimedesa242
8.1.2. Piknometr244
8.1.3. Gęstościomierze elektroniczne245
8.2. Lepkościomerze246
8.2.1. Prawo Poiseuille’a246
8.2.2. Prawo Stokesa248
8.2.3. Wiskozymetry dynamiczne250
8.3. Pomiar napięcia powierzchniowego251
8.3.1. Wzniesienie kapilarne252
8.3.2. Stalagmometr253
8.3.3. Metoda pęcherzykowa255
8.3.4. Tensjometr256
8.3.5. Płytka Wilhelmy’ego257
9. POMIAR CIEPŁA – KALORYMETRY259
9.1. Kalorymetry adiabatyczne260
9.2. Kalorymetry diatermiczne261
9.3. Różnicowy kalorymetr skaningowy266
10. APARATURA SPECJALNA269
10.1. Chromatografia269
10.1.1. Chromatograf gazowy269
10.1.2. Chromatograf cieczowy272
10.2. Spektrometria mas275
10.2.1. Podstawy pierwotnej metody276
10.2.2. Wprowadzanie próbek277
10.2.3. Jonizacja277
10.2.4. Analizator281
10.2.5. Detektory283
10.2.6. Widmo mas283
10.3. Spektrometria atomowa z wykorzystaniem plazmy ICP285
10.3.1. Plazma285
10.3.2. Generowanie plazmy indukcyjnie sprzężonej286
10.3.3. Spektrometry emisyjne ICP OES287
10.3.4. Metoda ICP MS290
10.4. Rentgenowska spektroskopia fotoelektronów293
10.5. Dyfraktometr proszkowy296
10.5.1. Metoda rentgenografii proszkowej296
10.5.2. Źródło promieniowania rentgenowskiego298
10.5.3. Dyfraktometr300
10.5.4. Pomiary dyfraktometryczne302
10.6. Spektrometry magnetyczne304
10.6.1. Spektrometr jądrowego rezonansu magnetycznego (NMR)304
10.6.2. Spektrometr EPR pracujący w systemie fali ciągłej308
II Eksperymenty fizykochemiczne313
11. PODSTAWY TERMODYNAMIKI, TERMOCHEMIA, STATYKA CHEMICZNA315
11.1. Cząstkowe objętości molowe315
11.2. Masa molowa318
11.3. Ciepło spalania321
11.4. Ciepło rozpuszczania326
11.5. Ciepło hydratacji330
11.6. Ciepło zobojętniania333
11.7. Ciepło parowania337
11.8. Ciepło przemiany fazowej343
11.9. Równowaga rozpuszczalności345
11.10. Stała równowagi reakcji w roztworze349
11.11. Stała równowagi tworzenia kompleksu353
11.12. Stała równowagi reakcji heterogenicznej357
12. RÓWNOWAGI FAZOWE W UKŁADACH WIELOSKŁADNIKOWYCH361
12.1. Równowaga ciecz–para361
12.2. Współczynniki lotności względnej369
12.3. Linia destylacji373
12.4. Półki teoretyczne w kolumnie rektyfikacyjnej376
12.5. Heteroazeotrop381
12.6. Destylacja z parą wodną383
12.7. Równowaga ciecz–ciało stałe w układach dwuskładnikowych386
12.8. Kriometryczna metoda wyznaczania masy molowej390
12.9. Wyznaczanie współczynników aktywności metodą kriometryczną393
12.10. Ebuliometryczna metoda wyznaczania masy molowej397
12.11. Osmoza400
12.12. Współczynnik podziału403
12.13. Rozpuszczalność wzajemna trzech cieczy407
12.14. Ekstrakcja414
13. ZJAWISKA POWIERZCHNIOWE I DYNAMICZNE420
13.1. Adsorpcja z fazy gazowej420
13.1.1. Powierzchnia właściwa adsorbentu420
13.1.2. Struktura porowata ciał stałych425
13.2. Adsorpcja z fazy ciekłej431
13.2.1. Izoterma Langmuira431
13.2.2. Izoterma Freundlicha437
13.3. Chromatografia439
13.3.1. Chromatografia gazowa439
13.3.2. Chromatografia cieczowa441
13.3.3. Wyznaczanie izotermy BET metodą inwersyjnej chromatografii444
13.4. Kwasowość powierzchni449
13.4.1. Temperaturowo programowana desorpcja amoniaku449
13.4.2. Widma w podczerwieni adsorbowanej pirydyny452
13.5. Napięcie powierzchniowe cieczy455
13.5.1. Metoda pęcherzykowa455
13.5.2. Stalagmometr457
13.5.3. Metoda płytkowa459
13.6. Izoterma Gibbsa460
13.7 Potencjał elektrokinetyczny ζ464
13.8. Masa molowa koloidu472
13.9. Lepkość476
13.9.1. Lepkość cieczy nienewtonowskich476
13.9.2. Temperaturowa zależność lepkości cieczy478
13.9.3. Lepkość gazu480
13.10. Dyfuzja482
13.10.1. Dyfuzja w roztworze483
13.10.2. Dyfuzja na granicy ciecz/faza stała487
14. ELEKTROCHEMIA I RÓWNOWAGI JONOWE491
14.1. Pehametria491
14.1.1. Półogniwa pehametryczne492
14.1.2. Krzywa miareczkowania496
14.1.3. Pojemność buforowa498
14.2. Stała dysocjacji502
14.2.1. Metoda pehametryczna503
14.2.2. Metoda spektrofotometryczna506
14.3. Ogniwa elektrochemiczne510
14.3.1. Siła elektromotoryczna511
14.3.2. Termodynamika ogniwa515
14.4. Współczynniki aktywności elektrolitu519
14.5. Potencjał dyfuzyjny523
14.6. Przewodnictwo elektrolityczne527
14.6.1. Elektrolity mocne527
14.6.2. Elektrolity słabe530
14.6.3. Stopione sole533
14.7. Liczby przenoszenia537
14.7.1. Metoda ruchomej granicy537
14.7.2. Metoda Hittorfa541
14.8. Szybkość korozji metali544
14.8.1. Ekstrapolacja Tafela544
14.8.2. Metoda oporu polaryzacyjnego547
14.8.3. Metoda impedancyjna548
14.9. Elektrochemiczne metody analityczne551
14.9.1. Polarografia552
14.9.2. Miareczkowanie potencjometryczne555
14.9.3. Miareczkowanie konduktometryczne557
14.9.4. Miareczkowanie amperometryczne559
14.9.5. Miareczkowanie amperometryczne z dwiema elektrodami spolaryzowanymi (do martwego punktu)562
14.9.6. Miareczkowanie oscylometryczne563
15. KINETYKA CHEMICZNA565
15.1. Hydroliza estru565
15.1.1. Reakcja w środowisku kwasownym566
15.1.2. Reakcja w środowisku zasadowym: stała szybkości570
15.1.3. Reakcja w środowisku zasadowym: energia aktywacji573
15.2. Rozkład jonu kompleksowego578
15.3. Inwersja sacharozy580
15.4. Reakcja Landoldta584
15.4.1. Rząd reakcji585
15.4.2. Energia aktywacji587
15.4.3. Stała szybkości i pierwotny efekt solny589
15.5. Katalityczny rozkład nadtlenku wodoru591
15.6. Reakcja enzymatyczna594
15.7. Kinetyka wzrostu mikroorganizmów599
15.8. Reaktory605
15.8.1. Reaktor okresowy mieszalnikowy605
15.8.2. Reaktor ciągły mieszalnikowy609
15.8.3. Reaktor ciągły kolumnowy612
16. WIDMA ATOMOWE I ANALIZA ŚLADOWA617
16.1. Temperatura wzbudzenia swobodnych atomów i jonów617
16.2. Gęstość elektronowa plazmy623
16.3. Współczynniki Einsteina dla emisji samorzutnej628
16.4. Widma XPS oraz UPS632
16.4.1. Badanie składu chemicznego warstwy powierzchniowej metodą XPS632
16.4.2. Wpływ trawienia powierzchniowego na widmo UPS638
16.5. Widma mas641
16.5.1. Analiza perfum641
16.5.2. Wyznaczanie masy molowej644
16.6. Analiza śladowa metodą ICP OES w akredytowanym laboratorium analitycznym645
17. SPEKTROSKOPIA MOLEKULARNA651
17.1. Prawo Lamberta–Beera i prawo addytywności absorbancji651
17.2. Widmo absorpcyjne substancji w roztworze656
17.3. Struktura wibronowa pasm absorpcyjnych662
17.4. Analiza struktury rotacyjnej widma670
17.5. Wyznaczanie temperatury rotacyjnej677
17.6. Analiza struktury oscylacyjnej widma681
17.7. Widmo Ramana687
17.8. Widmo oscylacyjne689
17.8.1. Widmo w podczerwieni i widmo Ramana690
17.8.2. Spektrofotometryczne wyznaczanie pK_a aminokwasu w wodzie694
17.9. Wpływ temperatury na widmo oscylacyjne699
17.10. Wygaszanie fluorescencji707
17.11. Fluorescencja ekscymerowa713
17.12. Luminescencja w niskiej temperaturze716
17.13. Wielowymiarowe widma luminescencji723
17.14. 1. Stałe sprzężenia727
17.14. Widma NMR727
17.14. 2. Widma wielowymiarowe732
17.15. Izomeryzacja badana metodą NMR735
17.16. Parametry widma EPR740
18. STRUKTURA I WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE MATERIAŁÓW747
18.1. Parametry strukturalne polimeru z pomiarów rentgenograficznych747
18.1.1. Ułamek masowy fazy krystalicznej, metoda dyfraktometrii szerokokątowej748
18.1.2. Parametry struktury lamelarnej, metoda dyfraktometrii niskokątowej751
18.2. Przemiany fazowe materiału krystalicznego752
18.3. Rozszerzalność termiczna kryształów757
18.4. Moment dipolowy759
18.5. Refraktometria765
18.5.1. Struktura związku organicznego766
18.5.2. Refraktometryczna krzywa wzorcowa768
18.6. Polarymetria769
18.7. Interferometria772
18.8. Nefelometria774
19. FOTOCHEMIA779
19.1. Aktynometria779
19.2. Wydajność kwantowa fluorescencji784
19.3. Sensytometria791
19.4. Spektrosensytometria796
19.5. Pomiar barwy metodą spektrofotometryczną802
20. ZESTAWIENIE WAŻNIEJSZYCH DANYCH LICZBOWYCH811
20.1. Gęstość cieczy wzorcowych w zależności od temperatury811
20.2. Dane termochemiczne815
20.3. Poprawki stalagmometryczne i współczynniki wiskozymetryczne816
20.4. Roztwory buforowe stosowane w elektrochemii i kinetyce chemicznej817
20.4.1. Wzorce pH817
20.4.2. Bufor uniwersalny według McIlvaine’a818
20.4.3. Kwasowy bufor według Clarka–Lubsa819
20.4.4. Zasadowy bufor boranowy o pH = 9,23819
20.5. Wartości parametrów w równaniu Debye’a–Hückla–Onsagera820
20.6. Właściwości półogniwa kalomelowego820
20.7. Przydatne roztwory elektrolitów821
20.7.1. Roztwory wzorcowe w konduktometrii822
20.8. Refrakcje molowe823
20.9. Użyteczne dane w spektroskopii i fotochemii824
LITERATURA UZUPEŁNIAJĄCA834
SKOROWIDZ844

1.Laboratoriumﬁzykochemiczne

1.3.Gazyskroplone

Gazykriogeniczneznajdująszerokiezastosowaniewpraktycelaboratoryjnejjako

mediachłodzące.Operowaniegazamiskroplonymijestnaogółproste,sąonelewarowane

jakcieczedozbiornikówdocelowych.Ichstosowaniewymagapodjęciaodpowiednich

środkówostrożnościzuwaginaichniskątemperaturęorazogromneilościgenerowanego

gazu.

SkroplonegazydostarczanesąwkriogenicznychpojemnikachDewarapodciśnie-

niematmosferycznymiznajdująsięwstaniewrzenia.Przyprzelewaniuskroplonych

gazówdonaczyńotemperaturzeotoczeniawrzeniegazugwałtownieprzybieranasile.

Ciekłygazjestrozpryskiwanyiwyrzucanynazewnątrznaczynia,operatorwymaga

ochronytwarzyirąk.Tosamozjawiskozachodzi,gdywskroplonymgaziezanu-

rzanesąprzedmiotyotemperaturzeotoczenia.Kiedynapełnianypojemnikosiągnie

temperaturęzbliżonądotemperaturygazuskroplonego,odparowaniegazuzachodzi

wolniej,alecieczjestnadalwstaniewrzenia.Dopływciepłapowodujewzrostciś-

nieniawnaczyniu,dlategopojemnikizciecząkriogenicznąniemogąbyćszczelnie

zamykane.

Jednymzwiększychzagrożeńpowstającychpodczaspracyzciecząkriogenicznąjest

nieodwracalnezmrożenieżywejtkanki(odmrożenie).Efektjestpodobnydooparzenia

termicznegoidlategonazywanyzimnymoparzeniem.

Materiały,któremusząbyćwstałymkontakciezcieczamikriogenicznymi,powinny

byćtakdobrane,abydobrzeznosiłyniskietemperatury.Nadmiernakurczliwośćikru-

chośćmateriałów(podwpływembardzoniskichtemperatur)możeprowadzićdowycie-

kówipękania,naprzykładpołączonychśrubamikołnierzywinstalacjachsłużącychdo

przesyłanialubtransportucieczykriogenicznych.Dobrymimateriałamistosowanymido

konstrukcjiurządzeńkriogenicznychsąaluminium,miedź,nikieliichstopyorazstale

austeniczne.

Powstającezodparowaniacieczykriogenicznejolbrzymieilościgazu(tab.1.2)

powodująstanzagrożeniadlaosóbprzebywającychwpomieszczeniu.Eliminacjate-

gozagrożeniajestmożliwaprzyzastosowaniuodpowiedniejwentylacjimechanicz-

nejwpomieszczeniach,wktórychpracujesięzgazamiskroplonymi.Wymienione

wtabeligazyniesągazamitoksycznymi,jednakwszystkie(zwyjątkiemtlenu),

powstałezrozlaniaciekłychgazów,mogąspowodowaćzmniejszeniezawartościtlenu

wpowietrzuwskutekjegorozcieńczenia.Zmniejszeniestężeniatlenuponiżej15%

możeprowadzićdouduszenia.Zjawiskojestgroźne,ponieważomawianegazysą

bezbarwneibezwonne,ajużdwawdechypowietrzapozbawionegotlenupowodują

utratęprzytomnościczłowieka.Ponadto,przebywanieeksperymentatorawpowietrzu

oziębionymprzezkriogenicznegazymożeprowadzićdowyziębieniaorganizmuoraz

zaburzeńczynnościpłuc,powstałychprzywdychaniupowietrzaochłodzonegogazem

oniskiejtemperaturze.

Szczególnezagrożeniapowstają,gdysilnieoziębionegazymieszająsięzpo-

wietrzem.Wwynikukondensacjiwilgocizawartejwpowietrzutworzysięmgła

utrudniającawidocznośćiorientację.Zjawiskospowodujeteżzmianęskładupowietrza

Brak wyników

Chemia fizyczna. Tom 4

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra