- •Предисловие
- •Введение
- •Роберт Вильгельм Бунзен
- •Анри Луи Ле Шаталье
- •Вильгельм Фридрих Оствальд
- •Сванте Август Аррениус
- •Якоб Генрих Вант-Гофф
- •Иоханн Николаус Брёнстед и Михаил Ильич Усанович
- •Николай Николаевич Семенов
- •Химическая термодинамика учебно-целевые задачи – научить студентов:
- •Значимость темы
- •Основные понятия и определения химической термодинамики
- •Внутренняя энергия
- •Теплота и работа
- •Первый закон термодинамики
- •Применение I закона к простейшим процессам
- •Тепловые эффекты. Закон гесса
- •Теплоемкость
- •Второй закон термодинамики
- •Некоторые формулировки 2-го закона
- •Изменение энтропии при различных процессах
- •Пастулат планка
- •Термодинамические потенциалы
- •Соотношение между термодинамическими потенциалами
- •Закон действующих масс
- •Вопросы по теме: "термодинамика"
- •Примеры решения типовых задач
- •Пример решения контрольного задания по теме "Термодинамика"
- •Решение
- •Задачи для самостоятельной работы
- •Варианты заданий для домашней контрольной работы
- •Лабораторная работа №1.
- •Особые условия выполнения работы:
- •Устройство и настройка термометра Бекмана
- •Термодинамика фазовых превращений
- •Термодинамика фазовых равновесий
- •Основные понятия
- •Уравнение клайперона-клаузиуса
- •Диаграммы состояния однокомпонентных систем
- •Диаграмма состояния воды
- •Диаграмма состояния диоксида углерода
- •Бинарные системы Диаграммы плавкости
- •Взаимная растворимость жидкостей
- •Трехкомпонентные системы
- •Равновесие жидкость-жидкость в трехкомпонентных системах.
- •Распределение растворяемого вещества между двумя жидкими фазами. Экстракция.
- •Вопросы для подготовки к занятиям по теме: "термодинамика фазовых равновесий".
- •Примеры решения типовых задач.
- •Задачи для самостоятельной работы.
- •Лабораторная работа 1: построение диаграммы плавкости 2-х компонентной системы с простой эвтектикой.
- •Лабораторная работа № 2. Изучение взаимной растворимости фенола и воды.
- •Лабораторная работа № 3. Определение коэффициента распределения уксусной кислоты между водой и бензолом.
- •Свойства разбавленных растворов электролитов и неэлектролитов.
- •Повышение температуры кипения растворов.
- •Понижение температуру замерзания растворов.
- •Биологическое значение осмотического давления
- •Указания к выполнению работы.
- •Вопросы для самоконтроля по технике выполнения работы
- •Вопросы для самоконтроля при выполнении данного задания
- •Вопросы и задачи для самоконтроля усвоения темы
- •Вопросы для самоконтроля усвоения материала практической работы
- •Биологический статус изучаемой темы
- •Вопросы для подготовки:
- •Диссоциация воды
- •Водородный показатель
- •Механизм действия буферных систем
- •РН буферных систем
- •Влияние изменения объема буферных систем на рН.
- •Кислотно-щелочное равновесие крови
- •Роль внутренних органов в поддержании кислотно-щелочного резерва.
- •Изменение кислотно-щелочного равновесия при различных заболеваниях.
- •Задачи и задания для самостоятельной работы
- •Экспериментальная часть
- •Работа №3. Определение буферной ёмкости.
- •Электрохимия. Учебно-целевые задачи: Изучив этот раздел учебной программы, студент должен знать:
- •Значение электрохимических явлений для медицины.
- •Электродные процессы и электродвижущие силы.
- •Электрод и электродный потенциал.
- •Строение двойного электрического слоя на границе раствор-металл
- •Уравнение нернста
- •Гальванические элементы и их электродвижущие силы
- •Концентрационные гальванические элементы.
- •Диффузный потенциал.
- •Электроды первого рода.
- •Водородный электрод.
- •Ионоселективные электроды
- •Стеклянный электрод
- •Электроды второго рода.
- •Хлорсеребряный электрод Аg ׀ Ag Cl. KCl
- •Сопровождается реакцией растворения или осаждения соли АgСl:
- •Окислительно – восстановительные системы (ов) и ов –электроды.
- •Уравнение Петерса.
- •Классификация обратимых электродов.
- •Измерение эдс гальванических элементов.
- •Потенциометрия.
- •Прямые потенциометрические методы.
- •Приложение
- •Экспериментальная часть. Лабораторная работа №1. Измерение эдс гальванических элементов.
- •Порядок выполнения работы.
- •Изменение потенциалов отдельных электродов.
- •Потенциалов отдельных электродов.
- •Лабораторная работа № 3.
- •Лабораторная работа №4. Потенциометрическое измерение окислительно – восстановительных потенциалов. Редокс – системы.
- •Кинетика
- •Значение для медицины и фармации
- •Вопросы для подготовки к занятию
- •Введение
- •Понятие о скорости химического процесса
- •Основной закон химической кинетики
- •Кинетические уравнения реакций
- •Реакции первого порядка
- •Реакции второго порядка
- •Сложные реакции
- •Гетерогенные реакции
- •Температурная зависимость константы скорости реакции.
- •Методы расчета энергии активации и предэкспоненциального множителя а.
- •Основы молекулярной кинетики
- •Теория активных столкновений
- •Теория переходного состояния
- •Задачи и задания для самостоятельного решения.
- •Экспериментальная часть
- •Опыт № 1.Зависимость от концентрации.
- •Опыт №2. Зависимость от температуры
- •Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
- •По технике безопасности
- •И производственной санитарии при работе
- •В химических лабораториях
- •Медицинских учебных заведений
- •Содержание
Предисловие
Настоящее методическое пособие предназначается для студентов фармацевтического факультета. При его подготовке авторы учитывали возрастание требований к теоретической подготовке студентов и интеграцию с курсами специальных дисциплин.
В пособие вошли такие разделы физической химии как химическая термодинамика фазовые равновесия и растворы электрохимия и кинетика.
Содержание пособия соответствует программе по физической химии. Более широко даны такие разделы как буферные растворы электрохимия и кинетика. Это позволит использовать данный методический материал в перспективе при неизбежных изменениях в программе, а также даст возможность использовать его при изучении органической аналитической и фармацевтической химии
Введение
Физическую химию можно считать пограничной наукой между химией и физикой. Пользуясь теоретическими и экспериментальными методами обеих наук, а также собственными методами физическая химия устанавливает законы протекания химических процессор и условия достижения химического равновесия. В связи с этим, названная наука играет большую роль не только в химической, но и в развитии медицинской и биологической промышленности.
Физическая химия является основой таких специальных дисциплин как фармацевтическая химия, химия и технология синтетических лекарственных препаратов, технология фитопрепаратов, аптечная технология лекарств и др. Из этого следует большое значение физической химии как важной учебной дисциплины, освоению которой уделяется большое значение в высшей школе на фармацевтических факультетах.
Роберт Вильгельм Бунзен
Роберт Вильгельм Бунзен – один из знаменитых немецких химиков XIX века, подлинный основатель физико-химического направления исследований.
Роберт Вильгельм Бунзен родился 31 марта 1811 г. в Гёттингене. Он происходил из образованной и хорошо обеспеченной семьи. Бунзен получил блестящее школьное образование. В 1828 г. он поступил в Гёттингенский университет, где изучал химию, физику, геологию, минералогию, ботанику, анатомию и математику. В возрасте 20 лет Бунзен окончил университет; его докторская работа была посвящена разработке новых измерительных приборов.
В 1836 г. он начал преподавать химию в Высшей промышленной школе в Касселе, где ранее работал Вёлер, и здесь Бунзен начал первый большой цикл работ по изучению органических соединений мышьяка.
В 1839 г. Бунзен был приглашен в Марбургский, где занялся исследованием в области электрохимии, а также изучал реакции в газовых смесях. Таким образом к анализу проблем прикладной и физической химии, которыми и занимался всю свою творческую жизнь.
В 1852 г. перешел в Гейдельбергский университет и вместе с физиком Г.Ф. Тирхгофом занялся разработкой методов спектрального анализа.
Бунзен был превосходным преподавателем. Лаборатория Бунзена в Гейдельберге стала заветным местом для многих молодых ученых, желавших серьезно заниматься химией. Его учениками были Тиндаль, Кольбе, Эрленмейер, Л. Мейер и В. Мейер, Д.И. Менделеев и др.
Для лабораторных и демонстрации опытов на лекции Бунзен применял эффективные и часто удивительные приборы. Например, фотометр с жировым пятном и клапан Бунзена. Газовая горелка, сконструированная Бунзеном, стала необходимой принадлежностью каждой лаборатории. Он же усовершенствовал водоструйный насос и калоритметры различных конструкций.
Наиболее важным результатом работ Бунзена явилось создание спектрального анализа совместно с его другом Кирхгофом в 1859-1860гг. Эти исследования наглядно показали большую пользу научного сотрудничества физиков и химиков. Использование спектрального анализа позволило значительно увеличить число известных элементов. Тем самым Бунзен и Кирхгоф подготовили систематизацию основных химических веществ.
С помощью спектрального анализа оказалось возможным исследовать химический состав звезд.
Исследования Бунзена всегда были ориентированы на решение практических задач. Уже в его первой работе, проведенной вместе с врачом А.А. Бертольдом приведены сведения об использовании свежеосажденного гидроксида железа (III) как противоядия при отравлении мышьяком.
Бунзен также изучал электрохимические процессы. Он заменил угольными пластинами дорогие электроды гальванических элементов, изготовлявшиеся ранее лишь из благородных металлов. При помощи новых элементов Бунзен получил путем электролиза расплавленных солей довольно большие количества магния (1852г.) и алюминия (1854г.) Это легло в основу металлургии легких металлов.
Бунзен изучал и другие свойства легких металлов. Он исследовал свечение горящего магния и связанные с этим фотохимические явления. В 1862 г. Бунзен и Роско установили количественные закономерности фотохимических процессов, которые были сформулированы в законе, получившим в последствии их имена – закон Бунзена-Роско. Этот закон был использован в фотографии, когда следовало определить например зависимость времени освещения от яркости предмета. Совместными исследованиями Бунзена и Роско была основа измерительная фотохимия.
В признание научных заслуг Бунзена по предложению В. Оствальда Общество электрохимии и физической химии было переименовано в Немецкое общество электрохимии и физической химии имени Бунзена.
Роберт Бунзен – один из последних великих исследователей и педагогов ХIX века – сделал выдающиеся открытия на благо человечества. Его ученик Тиндаль говорил, что Бунзен ближе всего подходит к идеалу преподавателя высшей школы.