Экспериментальные методы физической химии. Лабораторный практикум

Под редакцией  
В. Н. Пармона и В. А. Рогова

Экспериментальные  
методы физической 
химии 

лабораторный практикум

Второе издание

© 2016, Êîëëåêòèâ àâòîðîâ
© 2018, ÎÎÎ Èçäàòåëüñêèé Äîì
«Èíòåëëåêò», îðèãèíàë-ìàêåò,
îôîðìëåíèå

ISBN 978-5-91559-255-0

Â.À. Ðîãîâ, À.À. Àíòîíîâ, Ñ.Ñ. Àðçóìàíîâ, À.Ä. Ãðåêîâà, Ë.Í.
Çåëåíèíà, Ã.À. Êîâàëåíêî, Ì.Â. Ëóçãèí, À.À. Ëûñîâà, Ì.Ñ.
Ìåëüãóíîâ, Î.Â. Íåöêèíà, Â.Í. Ïàðìîí, Å.Â. Ïàðõîì÷óê,
Å.Ñ. Ðóäàêîâ, Å.Í. Ñàâèíîâ, À.Ã. Ñòåïàíîâ, Å.Ï. Òàëçè, Â.Ì.
Òîðìûøåâ
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå ìåòîäû ôèçè÷åñêîé õèìèè. Ëàáîðàòîðíûé ïðàêòèêóì: Ó÷åáíîå ïîñîáèå / Êîëëåêòèâ àâòîðîâ
ïîä ðåä. Â.Í. Ïàðìîíà è Â.À. Ðîãîâà – 2-å. èçä. – Äîëãîïðóäíûé: Èçäàòåëüñêèé Äîì «Èíòåëëåêò», 2018. – 408 ñ.

Êíèãà ñîäåðæèò êðàòêîå îïèñàíèå ìåòîäîâ èññëåäîâàíèÿ, èñïîëüçóåìûõ â ïðàêòèêóìå ïî ôèçè÷åñêîé õèìèè: òåðìè÷åñêèé
àíàëèç, êàëîðèìåòðèÿ, ÓÔ- è ÈÊ-ñïåêòðîñêîïèÿ, êîíäóêòîìåòðèÿ, ïîòåíöèîìåòðèÿ, ãàçîâàÿ õðîìàòîãðàôèÿ, ßÌÐ-ñïåêòðîñêîïèÿ, è èõ ïðèìåíåíèå äëÿ ïðîâåäåíèÿ ïðàêòè÷åñêèõ (ëàáîðàòîðíûõ) ðàáîò. Ïðåäëàãàþòñÿ ðàáîòû ïî îñíîâíûì ðàçäåëàì
õèìè÷åñêîé òåðìîäèíàìèêè è õèìè÷åñêîé êèíåòèêè: ôàçîâûå è
õèìè÷åñêèå ðàâíîâåñèÿ, àäñîðáöèÿ, êèíåòèêà ïðîñòûõ è ñëîæíûõ ðåàêöèé, ãåòåðîãåííûé, ãîìîãåííûé è ôåðìåíòàòèâíûé
êàòàëèç, êèíåòèêà ðåàêöèé â îòêðûòîé ñèñòåìå. Èìååòñÿ âîçìîæíîñòü ñâîáîäíîãî ïðîñìîòðà âèäåîôèëüìîâ, ïîêàçûâàþùèõ
ïðîöåññ âûïîëíåíèÿ ëàáîðàòîðíûõ ðàáîò è îáðàáîòêè ïîëó÷åííûõ äàííûõ.
Ïåðâîå èçäàíèå êíèãè øèðîêî èñïîëüçóåòñÿ â âåäóùèõ ðîññèéñêèõ óíèâåðñèòåòàõ.

Ó÷åáíîå ïîñîáèå ïðåäíàçíà÷åíî äëÿ ñòóäåíòîâ è ïðåïîäàâàòåëåé  õèìè÷åñêèõ ñïåöèàëüíîñòåé.

ISBN 978-5-91559-255-0

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие редакторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
11

Ч а с т ь I. Химическая термодинамика

Основные понятия и соотношения химической термодинамики . . . . . .
13
Фундаментальные уравнения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
Химический потенциал и парциальная мольная величина . . . . . . . . .
16
Зависимость химического потенциала идеального газа от давления . . .
17
Условие химического равновесия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18
Константа равновесия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18

Глава 1. Физико-химический анализ и фазовые равновесия . . . .
21

1.1. Фазовые равновесия в однокомпонентной системе . . . . . . . . . . .
21
1.2. Равновесие пар–жидкость в двухкомпонентной системе . . . . . . .
23
1.3. Равновесие твердое тело — жидкость в двухкомпонентной системе.
Уравнение Шредера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
27
1.4. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
34
1.4.1. Работа Ф-1. Определение зависимости давления насыщенного
пара от температуры и расчет теплоты испарения жидкости.
34
1.4.2. Работа Ф-2. Равновесие жидкость–пар в двухкомпонетной
системе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
38
1.4.3. Работа Ф-3. Построение фазовой диаграммы системы KNO3 +
+ NaNO3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
47
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
48
Приложение 1.1. Некоторые свойства исследуемых солей . . . . . . . . .
48

Оглавление

Глава 2. Химическое равновесие в проточном реакторе.
Газовая хроматография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
49

2.1. Газовая хроматография . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
49
2.2. Каталитическое дегидрирование спиртов . . . . . . . . . . . . . . . . .
51
2.3. Лабораторная работа ГХ-1. Определение константы равновесия реакции дегидрирования изопропанола . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
53
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
58
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
58

Глава 3. Тепловые эффекты химических реакций. Калориметрия
59

3.1. Калориметрия и термический анализ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
59
3.2. Калориметрия теплового потока . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
61
3.3. Измерение тепловых эффектов реакции углекислотной конверсии
метана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63
3.4. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
64
3.4.1. Работа Кл-1А. Определение энтальпии реакции углекислотной конверсии метана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
67
3.4.2. Работа Кл-1Б. Определение энергии связи кислорода катализатора реакции УКМ в стационарном состоянии . . . . . . . .
69
3.4.3. Работа Кл-1В. Определение энергии связи кислорода катализатора при его восстановлении . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
71
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
72
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
72

Глава 4. Кислотно-основные равновесия в водных растворах.
Оптическая спектроскопия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
73

4.1. Оптическая спектроскопия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
73
4.1.1. Основной закон спектроскопии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
74
4.1.2. Устройство спектрофотометра. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
76
4.1.3. Особенности спектрофотометрических экспериментов . . . .
78
4.1.4. Анализ спектров многокомпонентных систем . . . . . . . . . .
78
4.2. Анализ кислотно-основных равновесий в растворах . . . . . . . . . .
80
4.3. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83
4.3.1. Работа С-3. Определение константы диссоциации бромтимолового синего . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83
4.3.2. Работа С-4. Определение термодинамических параметров реакции бис-ацетилацетоната меди(II) с пиридином . . . . . . . . .
86
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
91
Приложение 4.1. Синтез бис(салицилальдегидата) меди(II) . . . . . . .
92

Оглавление
5

Глава 5. Равновесия в растворах электролитов. Кондуктометрия
93

5.1. Кондуктометрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
93
5.2. Измерение электропроводности растворов электролитов . . . . . . .
97
5.3. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
102
5.3.1. Работа Кн-1. Кондуктометрическое титрование . . . . . . . . .
102
5.3.2. Работа Кн-2. Определение константы диссоциации уксусной
кислоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
107
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
110
Приложение 5.1. Справочные данные по электропроводности электролитов
111

Глава 6. Равновесия в растворах электролитов. Потенциометрия
112

6.1. Потенциометрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
112
6.1.1. Что такое электрод? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
112
6.1.2. Термодинамика гальванического элемента. Уравнение Нернста
115
6.1.3. Наиболее распространенные типы электродов . . . . . . . . . .
118
6.1.4. Объединение электродов в измерительную ячейку . . . . . . .
121
6.1.5. Измерение ЭДС элемента . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
121
6.1.6. Измерение рН . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
122
6.1.7. Ионометрия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
127
6.1.8. Теория Дебая–Хюккеля. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
129
6.2. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
133
6.2.1. Работа П-1. Потенциометрическое определение коэффициентов активности соляной кислоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
133
6.2.2. Работа П-2. Определение константы диссоциации слабой кислоты потенциометрическим методом . . . . . . . . . . . . . . . . .
137
6.2.3. Работа П-3. Температурный коэффициент ЭДС гальванического элемента и расчет термодинамических величин . . . . .
142
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
144
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
145
Приложение 6.1. Потенциалы некоторых электродов . . . . . . . . . . . .
146

Глава 7. Поверхностные явления. Адсорбция. . . . . . . . . . . . . . .
147

7.1. Модели и уравнения для описания адсорбции . . . . . . . . . . . . .
148
7.1.1. Изотерма Лэнгмюра. Изотерма Генри . . . . . . . . . . . . . . .
148
7.1.2. Изотерма Фрейндлиха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
150
7.1.3. Изотерма БЭТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
150
7.1.4. Применение изотермы адсорбции БЭТ для определения удельной поверхности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
152
7.1.5. Уравнение Дубинина–Астахова. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
154
7.1.6. Анализ изотерм адсорбции из растворов . . . . . . . . . . . . .
154

Оглавление

7.2. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
155
7.2.1. Работа А-1. Изучение адсорбции ароматических соединений
из водных растворов методом УФ-спектроскопии . . . . . . . .
155
7.2.2. Работа А-2. Изучение адсорбции органических кислот на твердом адсорбенте из водного раствора . . . . . . . . . . . . . . . . .
158
7.2.3. Работа А-3. Изучение адсорбции паров воды на твердом
адсорбенте . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
161
7.2.4. Работа А-4. Определение теплоты адсорбции хроматографическим методом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
166
7.2.5. Работа А-5. Определение площади удельной поверхности пористых материалов методом БЭТ . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
170
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
176
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
177

Глава 8. Определение термодинамических свойств молекул
в газовой фазе. ИК-спектроскопия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
178

8.1. ИК-спектры двухатомных молекул в газе . . . . . . . . . . . . . . . .
179
8.1.1. Энергетические состояния молекул . . . . . . . . . . . . . . . . .
180
8.1.2. Колебательные уровни двухатомной молекулы . . . . . . . . .
182
8.1.3. Вращательные уровни двухатомной молекулы. . . . . . . . . .
183
8.1.4. Колебательные спектры двухатомных молекул . . . . . . . . .
185
8.2. Методики регистрации ИК-спектров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
190
8.2.1. ИК-спектрометры с непрерывной разверткой . . . . . . . . . .
190
8.2.2. ИК-фурье-спектрометры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
191
8.2.3. Принцип работы ИК-фурье-спектрометра . . . . . . . . . . . . .
191
8.3. Элементы статистической термодинамики . . . . . . . . . . . . . . . .
196
8.3.1. Расчет статсумм. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
197
8.3.2. Расчет термодинамических характеристик . . . . . . . . . . . .
199
8.4. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
202
8.4.1. Работа ИК-1. Определение энтропии двухатомных молекул
по данным ИК-спектроскопии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
202
8.4.2. Работа ИК-2. Определение константы равновесия реакции
2NO2

G
G
A N2O4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
204
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
207
Библиографический список к работам ИК-1 и ИК-2 . . . . . . . . . . . .
207
Приложение 8.1. Особенности ИК-спектра оксида азота . . . . . . . . .
208
Приложение 8.2. Свойства двухатомных молекул . . . . . . . . . . . . . .
210

Ч а с т ь II. Химическая кинетика

Основные понятия и соотношения химической кинетики . . . . . . . . . .
211

Оглавление
7

Глава 9. Реакции первого и второго порядка . . . . . . . . . . . . . .
214

9.1. Кинетические уравнения простых реакций . . . . . . . . . . . . . . . .
214
9.2. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
215
9.2.1. Работа К-3. Изучение кинетики реакции сольволиза третбутилхлорида. (Кондуктометрия) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
215
9.2.2. Работа К-4. Изучение кинетики реакции омыления этилацетата. (Кондуктометрия) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
221
9.2.3. Работа К-5. Изучение кинетики реакции этоксидехлорирования пикрилхлорида. (Потенциометрия) . . . . . . . . . . . . . . .
226
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
230
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
231
Приложение 9.1. Работа с программой Origin при обработке данных
работы К-3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
231

Глава 10. Определение кинетических параметров сложных реакций
234

10.1. Прямая и обратная задача химической кинетики. Квазиравновесное и квазистационарное приближение . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
234
10.2. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
236
10.2.1. Работа К-6. Реакция бис(салицилальдегидата) меди(II) с анилином. (Спектрофотометрия) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
236
10.2.2. Работа К-7. Изучение кинетики реакции йодирования ацетона. (Спектрофотометрия) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
239
10.2.3. Работа К-8. Нахождение истинной константы скорости реакции йодирования ацетона и константы равновесия протонирования ацетона. (Спектрофотометрия) . . . . . . . . . . . .
243
10.2.4. Работа К-9. Определение энергии активации реакции взаимодействия персульфат-ионов с йодид-ионами. (Визуальное
наблюдение) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
245
10.2.5. Работа К-10. Щелочной гидролиз паранитроацетанилида.
(Спектрофотометрия) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
248
Контрольные вопросы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
254
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
255
Приложение 10.1. Вывод соотношения (10.27) . . . . . . . . . . . . . . . . .
255

Глава 11. Теория активированного комплекса.
Термодинамическая формулировка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
257

11.1. Уравнение Бренстеда–Бьеррума. Солевой эффект . . . . . . . . . . .
257
11.2. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
259
11.2.1. Работа К-11. Влияние ионной силы раствора на кинетику
реакции взаимодействия персульфат-ионов с йодид-ионами.
(Спектрофотометрия) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
259

Оглавление

11.2.2. Работа К-12. Влияние ионной силы раствора на кинетику
реакции взаимодействия персульфат-ионов с йодид-ионами.
(Визуальное наблюдение) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
261
11.2.3. Работа К-13. Солевой эффект в реакции сольволиза красителей трифенилметанового ряда. (Спектрофотометрия) . . .
264
Контрольные вопросы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
267
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
267

Глава 12. Теория активированного комплекса. Статистическая
формулировка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
268

12.1. Основное уравнение теории активированного комплекса . . . . . .
268
12.2. Кинетический изотопный эффект . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
270
12.3. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
272
12.3.1. Работа К-14. Изучение кинетики реакции азосочетания и измерение величины кинетического изотопного эффекта (КИЭ).
(Спектрофотометрия) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
272
12.3.1.1. Работа К-14А. Изучение кинетики реакции азосочетания
273
12.3.1.2. Работа К-14Б. Кинетический изотопный эффект (КИЭ) в
реакции азосочетания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
277
12.3.2. Работа К-15. Исследование кинетики реакции окисления оксида азота в газовой фазе. (Спектрофотометрия) . . . . . . .
279
Контрольные вопросы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
282
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
282

Глава 13. Автокаталитические и колебательные реакции . . . . . .
283

13.1. Автокаталитические реакции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
283
13.2. Лабораторная работа К-16. Окисление щавелевой кислоты перманганатом калия. (Спектрофотометрия) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
285
Контрольные вопросы к работе К-16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
289
13.3. Колебательные реакции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
290
13.4. Лабораторная работа К-17. Концентрационные колебания в реакции Белоусова–Жаботинского. (Спектрофотометрия). . . . . . . . . .
299
Контрольные вопросы к работе К-17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
302
Библиографический список к работе К-17 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
302

Глава 14. Гомогенный катализ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
305

14.1. Каталитическое разложение пероксида водорода . . . . . . . . . . . .
305
14.2. Лабораторная работа К-18. Изучение реакции диспропорционирования пероксида водорода аква-ионами Fе2+ . . . . . . . . . . . . . . .
308
Контрольные вопросы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
315
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
316

Оглавление
9

Глава 15. Кинетика реакций с участием ферментов . . . . . . . . . .
317

15.1. Уравнение Михаэлиса–Ментен. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
317
15.2. Окисление углеводов кислородом под действием глюкозооксидазы
318
15.3. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
320
15.3.1. Работа К-19. Изучение специфичности действия глюкозооксидазы. (Спектрофотометрия) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
320
15.3.2. Работа К-20. Определение кинетических параметров ферментативного окисления глюкозы кислородом под действием
глюкозооксидазы. (Спектрофотометрия) . . . . . . . . . . . . .
322
Контрольные вопросы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
325
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
325

Глава 16. Гетерогенный катализ в проточном реакторе . . . . . . .
327

16.1. Каталитическая реакция в открытой системе . . . . . . . . . . . . . .
327
16.2. Кинетика гетерогенной каталитической реакции . . . . . . . . . . . .
328
16.3. Лабораторная работа К-21. Определение энергии активации реакции дегидратации изопропанола. (Хроматография) . . . . . . . . . . .
329
Контрольные вопросы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
331
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
332
Приложение 16.1. Реакция в открытой системе при постоянном давлении
332

Глава 17. Метод ЯМР в химической термодинамике
и химической кинетике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
339

17.1. Ядерный магнитный момент . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
340
17.2. Спектры ЯМР и их интерпретация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
343
17.2.1. Химический сдвиг . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
343
17.2.2. Мультиплетная структура фрагментов спектра . . . . . . . .
345
17.2.3. Эффекты «динамического сужения». . . . . . . . . . . . . . . .
347
17.2.4. Интегральная интенсивность линий в спектре ПМР . . . .
348
17.2.5. Устройство ЯМР-спектрометра . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
350
17.2.6. Стационарная и импульсная ЯМР-спектроскопия . . . . . .
352
17.3. Введение в импульсную спектроскопию ЯМР . . . . . . . . . . . . . .
353
17.3.1. Уравнения Блоха . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
353
17.3.2. Вращающаяся система координат . . . . . . . . . . . . . . . . .
355
17.3.3. Стационарный эксперимент . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
356
17.3.4. Импульсная ЯМР-фурье-спектроскопия . . . . . . . . . . . . .
357
17.3.5. Действие радиочастотных импульсов и преобразование Фурье
360
17.3.6. Спиновая релаксация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
362
17.3.7. Химические сдвиги и спин-спиновое взаимодействие в импульсном эксперименте. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
364

Оглавление

17.4. Применение ЯМР в физической химии . . . . . . . . . . . . . . . . . .
366
17.4.1. Термодинамические измерения . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
368
17.4.2. Кинетические измерения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
369
17.5. Ядерный магнитный резонанс в парамагнитных комплексах . . . .
371
17.5.1. Основные параметры спектров ЯМР парамагнитных комплексов
371
17.5.2. Использование данных ЯМР для исследования парамагнитных металлокомплексов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
373
17.6. Лабораторные работы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
375
17.6.1. Работа Я-1. Определение термодинамических параметров изомеризации ацетилацетона . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
375
17.6.2. Работа Я-2. Измерение константы устойчивости лабильного
комплекса хлороформа с трис(ацетилацетонатом) хрома(III)
378
17.6.3. Работа Я-3. Определение термодинамических параметров
орто–пара конверсии водорода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
382
17.6.4. Работа Я-4. Изучение кинетики реакции салицилового альдегида с анилином методом ЯМР. Определение энергии
активации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
388
17.6.5. Работа Я-5. Изучение кинетики реакции салицилового альдегида с анилином методом ЯМР. Определение порядка реакции по анилину. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
392
17.6.6. Работа Я-6. Применение спектроскопии ЯМР для исследования динамических процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
394
Контрольные вопросы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
402
Библиографический список . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
402

Глава 18. Список учебных пособий . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
404

Рекомендуемая литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
404
Учебные видеофильмы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
405