- •Передмова
- •Загальні правила роботи у лабораторії фізичної і колоїдної хімії
- •Правила техніки безпеки при виконанні робіт у лабораторії фізичної та колоїдної хімії
- •Основні правила надання першої допомоги при нещасних випадках
- •Розділ 1 Хімічна термодинаміка
- •Перший закон термодинаміки
- •1. Ізотермічний процес:
- •2. Ізохорний процес:
- •3. Ізобарний процес:
- •Термохімія
- •Залежність ентальпії реакції від температури. Рівняння кірхгофа
- •Приклади розв'язування задач
- •Заняття №1
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №2
- •Теоретична частина другий закон термодинаміки. Ентропія
- •Статистичний характер другого закону термодинаміки
- •Обчислення ентропії. Зміна ентропії у різних процесах
- •Третій закон термодинаміки. Абсолютне значення ентропії
- •Характеристичні функції
- •Термодинаміка хімічної рівноваги хімічний потенціал
- •Закон дії мас та константи рівноваги
- •Рівняння ізотерми хімічної реакції
- •Залежність константи рівноваги від температури. Рівняння ізохори та ізобари хімічної реакції
- •Приклади розв'язування задач
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Дослідження рівноваги оборотної хімічної реакції Інформаційна частина
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Вміст колб № 1-6
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ 2 фазові рівноваги
- •Приклади розв'язування задач
- •Заняття №3 Тема: Термічний аналіз. Фазові перетворення в одно- і дво компонентних системах. Розподіл речовини між двома рідинами. Екстракція. Побудова діаграми стану бінарної системи.
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Побудова діаграми стану бінарної системи нафталін-фенол
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Склад зразків
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ 3 розчини
- •ОсМотичний тик розчинів. Зниження температури замерзання і підвищення температури кипіння розбавлених розчинів неелектролітів
- •Приклади розв'язування задач
- •Заняття №4 Тема: Колігативні властивості розчинів. Визначення молярної маси розчиненої речовини методом кріоскопії.
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття №5 Тема: Електрична провідність розчинів електролітів. Кондуктометричне титрування. Визначення ізотонічного коефіцієнту розчину електроліту.
- •Теоретична частина
- •Приклади розв'язування задач
- •Електропровідність розчинів електролітів
- •Приклади розв'язування задач
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Перелік питань, які виносяться на змістовий модуль 1
- •Лабораторна робота Визначення ізотонічного коефіцієнту розчину електроліту Інформаційна частина
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ 4 електрохімія
- •Заняття №6 Тема: Електродні потенціали та електрорушійна сила гальванічних елементів. Окисно-відновні електроди. Потенціометричне визначення рН розчину.
- •Теоретичні відомості
- •Гальванічні елементи, їх класифікація
- •Приклади розв’язування задач
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Потенціометричне визначення рН водних розчинів Інформаційна частина
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Результати вимірювань ерс хлорсрібно-скляного кола
- •Питання для самоконтролю
- •Поясніть, чому потенціал хлорсрібного електрода при даній концентрації кСl є сталим?
- •Заняття №7
- •Теоретичні відомості
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання для самоконтролю
- •Розділ 5 хімічна кінетика і каталіз
- •Методи визначення порядку реакції
- •Приклади розв’язування задач
- •Заняття № 8
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота Визначення константи швидкості реакції йодування ацетону
- •Експериментальна частина
- •Методика виконання роботи
- •Вивчення швидкості реакції йодування ацетону
- •Використовуючи рівняння (8.2) та значення Сац,0, сн,0, Сx і τ розраховують константу швидкості k.
- •Питання для самоконтролю
- •Заняття № 9
- •Теоретична частина вплив температури на швидкість реакції
- •Рівняння Арреніуса
- •Каталіз
- •Характерні особливості каталізаторів
- •Гомогенний каталіз
- •Кислотно-основний каталіз
- •Ферментний каталіз
- •Гетерогенний каталіз
- •Приклади розв’язування задач
- •Завдання для самостійної позааудиторної роботи і. Засвоїти основний матеріал навчальної програми
- •Іі. Дати письмові відповіді на контрольні запитання
- •Ііі. Розв’язати задачі
- •Перелік питань, які виносяться на змістовий модуль 2
- •Самостійна робота на занятті
- •Лабораторна робота
- •Визначення температурного коефіцієнту та енергії активації розкладу
- •Тіосульфатної кислоти
- •Інформаційна частина
- •Експериментальна частина
- •Методичні вказівки
- •Питання, які виносяться на модуль 1 «фізична хімія»
- •Банк тестів з фізичної хімії
- •1. Хімічна термодинаміка
- •2. Фазові рівноваги
- •3. Загальна характеристика розчиНів
- •4. Електрохімія
- •5. Хімічна кінетика
- •Засоби контролю знань студентів
- •Значення найважливіших фундаментальних сталих
- •Кріоскопічні та ебуліоскопічні константи деяких розчинників
- •Константи дисоціації деяких слабких електролітів при 25 °с
- •Стандартні ентальпії утворення ∆н0298, ентропії ∆s0298 та енергії Гіббса ∆g0298 деяких речовин при 298 к
- •Стандартні електродні потенціали деяких металів у водних розчинах
- •Перелік літератури Основна література
- •Додаткова література
- •76018, М. Івано-Франківськ, вул. Галицька, 2.
МІНІСТЕРСТВО ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ
ІВАНО-ФРАНКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ МЕДИЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ХІМІЇ ФАРМАЦЕВТИЧНОГО ФАКУЛЬТЕТУ
Дмитрів А. М., Стецьків А. О., Сав’як О. Л.
ФІЗИЧНА ХІМІЯ
Навчальний посібник
Івано-Франківськ – 2011
УДК 541.1+541.18 (075.8)
ББК 24.5+24.6
Ф48
Затверджено Вченою Радою Івано-Франківського національного медичного університету як навчально-методичний посібник для студентів II-го курсу,
які навчаються за спеціальністю “Фармація”
(протокол засідання Вченої Ради № від ____________20__ року)
Рецензенти:
Калібабчук В. О., завідувач кафедри медичної і загальної хімії Національного медичного університету імені О. О. Богомольця, доктор хімічних наук, професор;
Іванець Л. М., доцент кафедри фармацевтичної хімії Тернопільського державного медичного університету, кандидат хімічних наук;
Мідак Л. Я., доцент кафедри теоретичної і прикладної хімії Прикарпатського національного університету імені В. Стефаника, кандидат хімічних наук.
Фізична хімія: Навч. посіб. / Дмитрів А. М., Стецьків А. О., Сав’як О. Л. – Івано-Франківськ: Видавництво Івано-Франківського національного медичного університету, 2011. – 140 с.
Посібник містить навчально-методичний матеріал з основних розділів курсу фізичної хімії.
У кожному розділі приведений короткий огляд теоретичного матеріалу, наводяться приклади розв'язування типових задач, методичні рекомендації до практичних занять з формуванням актуальності теми, переліку умінь та навичок, яких треба набути при вивченні предмета, лабораторні роботи до кожної теми. Кожна лабораторна робота складається з короткого теоретичного вступу, опису методики дослідження, послідовності виконання роботи і обробки експериментальних даних. Питання і задачі, які наведені для самостійної позааудиторної роботи і наприкінці кожного заняття повинні допомогти студентові перевірити засвоєння теоретичного матеріалу.
Для студентів вищих медичних навчальних закладів фармацевтичних факультетів ІІІ–IV рівнів акредитації.
Посібник може бути корисним викладачам, аспірантам, практичним працівникам.
Видавництво Івано-Франківського
національного медичного університету
Передмова
Фізична та колоїдна хімія як фундаментальна дисципліна в системі вищої фармацевтичної освіти є теоретичною базою спеціальних дисциплін: фармацевтичної, біологічної, токсикологічної хімії, технології фармацевтичних препаратів, технології парфумерно-косметичних засобів, клінічної фармації, біотехнології та ін.
Вивчення курсу фізичної та колоїдної хімії дозволить майбутньому фахівцю краще засвоїти певні знання у галузі виготовлення, контролю якості та зберігання ліків. Для оволодіння їх основами недостатньо тільки теоретичних знань з фізколоїдної хімії, необхідне освоєння фізико-хімічних методів вивчення різноманітних систем, оволодіння навичками експериментального дослідження із застосуванням сучасних приладів, вміння обробляти і узагальнювати результати експерименту.
Посібник містить навчально-методичний матеріал відповідно до діючої програми з фізичної і колоїдної хімії для студентів фармацевтичних факультетів вищих медичних закладів ІІІ–IV рівнів акредитації.
У даному методичному посібнику основні теоретичні питання висвітлені у 5 розділах у кожному із яких приведений короткий огляд теоретичного матеріалу, наводяться приклади розв'язування типових задач, методичні рекомендації до практичних занять з формуванням значення матеріалу теми для подальшого вивчення спеціальних предметів і практичної діяльності майбутнього спеціаліста, переліку умінь та навичок, яких треба набути при вивченні предмета, лабораторні роботи до кожної теми. Кожна лабораторна робота складається з короткого теоретичного вступу, опису методики дослідження, послідовності виконання роботи і обробки експериментальних даних. Питання і задачі, які наведені для самостійної позааудиторної роботи і наприкінці кожного заняття повинні допомогти студентові перевірити засвоєння поданого теоретичного матеріалу.
У першому розділі розглянуто питання хімічної термодинаміки – основні поняття та закони, характеристичні функції, термодинаміку хімічної рівноваги. Приводяться методики визначення теплового ефекту реакції нейтралізації та дослідження хімічної рівноваги оборотної хімічної реакції.
Другий розділ – фазові рівноваги – присвячений вивченню термодинаміки фазових рівноваг в одно- і дво компонентних системах і розподілу речовини між двома рідинами – екстракція. Описана методика побудови діаграми стану для бінарної системи.
У третьому і четвертому розділі викладено теорію розчинів неелектролітів і електролітів. Особлива увага приділена фізико-хімічним методам аналізу: кріометрії, осмометрії, потенціометрії, кондуктометрії, полярографії, які широко застосовуються у фармації.
П’ятий розділ – хімічна кінетика і каталіз – присвячений вивченню швидкості та механізмів хімічних перетворень, а також факторів, що впливають на них. Швидкість протікання біохімічного процесів у багатьох випадках пов'язана з каталітичною дією хімічних речовин, як неорганічного, так і органічного походження, які виступають у якості регулятора цих процесів. Експериментальне вивчення впливу температури на швидкість розкладання біологічно - активних речовин дозволяє науково обґрунтовувати й визначати терміни придатності лікарських препаратів
Посібник має практичну спрямованість, розрахований на студентів вищих медичних навчальних закладів фармацевтичних факультетів ІІІ–IV рівнів акредитації, може бути корисним викладачам, аспірантам, практичним працівникам.
Автори висловлюють глибоку подяку професору В. О. Калібабчук, доценту Л. М. Іванець, доценту Л. Я. Мідак за детальне рецензування посібника.
Автори з вдячністю приймуть усі зауваження і побажання, спрямовані на поліпшення посібника.
ВСТУП
Вивчення курсу фізичної та колоїдної хімії включає лекційний курс, практичні заняття і самостійну позааудиторну роботу. При виконанні самостійної роботи студент повинен дати відповіді на конкретні теоретичні питання і розв’язати задачі.
Студент допускається до виконання кожної роботи у лабораторії фізичної та колоїдної хімії після перевірки викладачем його рівня підготовки, знання методики досліду і правил роботи у лабораторії.
Вимоги для одержання допуску до виконання лабораторної роботи:
знання теоретичного матеріалу теми, послідовності виконання роботи, уміння користуватися необхідними приладами, посудом і хімічними реактивами;
наявність лабораторного журналу. В якому кожна лабораторна робота оформляється з нової сторінки зошита і містить назву роботи, послідовність її виконання, таблицю для запису отриманих даних;
знання правил техніки безпеки при роботі з тими реактивами і апаратурою, що використовуються у даній лабораторній роботі.
Допуск до виконання роботи кожний студент одержує після індивідуальної співбесіди з викладачем.
Вимоги для оформлення виконаної лабораторної роботи:
отримані результати роботи заносять у таблицю і будують на міліметровому папері графіки (якщо потрібні);
проводять відповідні розрахунки і роблять висновки;
Повністю оформлену лабораторну роботу студент зобов'язаний представити на підпис викладачу.