Физическая химия

 
 
 
 
 
 
 

 

 

А. И. Винокуров, Р. И. Винокурова, О. В. Силкина  

 

 

 

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ 

 

Лабораторный практикум   

 

 

 

 

 

 

 

 
 

Йошкар-Ола 

2016 

УДК 546 
ББК  24 

В 49 

 
 

Рецензенты: 

кандидат химических наук, доцент Марийского государственного   

университета Т. В. Петухова; 

кандидат химических наук, доцент Поволжского государственного 

технологического университета В. Л. Фоминых 

 
 

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 

 
 
 
 

Винокуров, А. И. 

В 49      Физическая химия: лабораторный практикум / А. И. Винокуров, 

Р. И. Винокурова, О. В. Силкина. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный  технологический университет, 2016. – 80 с. 
ISBN 978-5-8158-1780-7 

 
Представлены описания лабораторных работ по основным разделам 

физической химии. По каждой рассмотренной теме приведены теоретические основы для изучения и повторения материала и закрепления его при 
выполнении лабораторного практикума. В конце каждой работы даны 
контрольные вопросы и задания для самостоятельной подготовки к практическому занятию.  

Для студентов, обучающихся по направлениям подготовки бакалавров 

22.03.01 «Материаловедение и технология металлов» и 19.03.01 «Биотехнология». 

ББК  24 
УДК 546 

 
ISBN 978-5-8158-1780-7 
© Винокуров А. И., Винокурова Р. И.,  

 
Силкина О. В., 2016  
© Поволжский государственный   
технологический университет, 2016 

ВВЕДЕНИЕ 

 
Лабораторные занятия являются основой курса физической хи
мии в высшей школе, предусмотренной ФГОС специальности.  

Основные вопросы физической химии, изложенные на лекциях, 

закрепленные на практических занятиях и при выполнении индивидуальных заданий с использованием рекомендованной литературы, а 
также предшествующая описанию работ в данном издании теоретическая часть, позволяют студентам подготовиться к лабораторным 
занятиям. 

Выполняя самостоятельно опыты, студенты приобретают необ
ходимые знания об основных закономерностях протекания химических реакций, навыки при работе в химических лабораториях с различными химическими соединениями, умение пользоваться оборудованием и приборами, учатся правильно оформлять результаты исследований и объяснять их. 

Издание включает вводную часть, в которой приведены основ
ные положения техники безопасности и правила работы в химической лаборатории. В разделах практикума по физической химии 
представлены десять лабораторных работ, включающих теоретические основы, экспериментальную часть, описания опытов. В конце 
каждой работы приведены контрольные вопросы для закрепления 
материала и самопроверки знаний.  

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ 

 

1. Правила работы в химической лаборатории 

 

1. Успешная работа в лаборатории химии возможна при условии 

строгого соблюдения техники безопасности и указаний, приводимых 
в описаниях опытов. 

2. Во время работы в лаборатории необходимо соблюдать чисто
ту, тишину и порядок. 

3. Запрещается в лаборатории курить, принимать пищу, пить 

воду. 

4. Никакие вещества в лаборатории нельзя пробовать на вкус. 

Нюхать вещества можно, лишь строго направляя на себя пары или 
газы легким движением руки. 

5. Студенту в лаборатории отводится постоянное место (рабочий 

стол), и он обязан содержать его в полном порядке. Не загромождайте свое рабочее место лишними предметами. 

6. Необходимые для работы реактивы выставляются на полки, 

находящиеся над лабораторными столами, и на специальные подносы. Исключение составляют концентрированные кислоты, щелочи и 
пахучие вещества, которые хранятся в вытяжных шкафах. 

7. Студентам не разрешается оставлять реактивы общего пользо
вания на своих рабочих столах. 

8. Опыт проводят всегда в чистой посуде. 
9. Сухие реактивы необходимо брать чистым шпателем или спе
циальной ложечкой. При наливании растворов из склянок следует 
держать последние таким образом, чтобы этикетка была повернута 
вверх (во избежание ее загрязнения). 

10. Неизрасходованные реактивы ни в коем случае нельзя вы
сыпать (выливать) обратно в склянки. 

11. Крышки и пробки от реактивных банок и склянок следует 

класть на стол поверхностью, не соприкасающейся с реактивом. Не 
следует путать пробки от разных склянок. 

12. Все наблюдения и выводы по экспериментальной работе 

следует заносить в рабочей тетради. Записи производятся только 

ручкой, лаконично, аккуратно, непосредственно после проведения 
опыта. При оформлении отчета по проделанной работе в лабораторной тетради записывают дату, номер, название работы и опыта; конспект теоретического материала; краткое описание хода опыта и результаты, полученные при его выполнении.  

 

2. Техника безопасности при работе в лаборатории 

 

1. Все опыты с концентрированными кислотами и щелочами, 

ядовитыми, неприятно пахнущими веществами, а также упаривание 
кислот и кислых растворов производить только в вытяжном шкафу. 

2. Опыты с легко воспламеняющимися веществами необходимо 

проводить вдали от огня и нагревательных приборов. 

3. При нагревании растворов в пробирке всегда следует держать 

ее таким образом, чтобы отверстие пробирки было направлено в 
сторону от работающего и от его соседей по рабочему месту. 

4. Не наклоняйте лицо над нагреваемой жидкостью или расплав
ляемым веществом, а также над сосудом при сливании реактивов во 
избежание попадания брызг на лицо. 

5. Разбавляя концентрированные кислоты, особенно серную, 

осторожно вливайте кислоту в воду при непрерывном перемешивании. 

6. Нельзя брать вещества руками и пробовать их на вкус. При 

определении веществ по запаху склянку следует держать на расстоянии и направлять движением руки воздух от отверстия склянки к 
носу.  

7. Запрещается втягивать ртом в пипетки органические вещества 

и их растворы. 

8. Склянки с веществами или растворами необходимо брать од
ной рукой за горлышко, а другой снизу придерживать за дно. 

9. При работе с металлическим натрием необходимо соблюдать 

особую осторожность. Хранят натрий в склянке с керосином. Вынимают натрий только пинцетом на сухую фильтровальную бумагу. 
Запрещается выбрасывать остатки натрия в раковины. 

 

3. Правила противопожарной безопасности 

 

1. Не трогайте, не включайте и не выключайте без разрешения 

преподавателя рубильники и электрические приборы. 

2. Осторожно обращайтесь с нагревательными приборами.  
3. При проведении опытов, в которых может произойти самовоз
горание, необходимо иметь под руками песок, войлок и т.п. 

4. В случае воспламенения горючих веществ быстро погасите го
релку, выключите электронагревательные приборы, оставьте сосуд с 
огнеопасным веществом и тушите пожар. 

5. Горящие жидкости прикройте войлоком, а затем, если нужно, 

засыпьте песком, но не заливайте водой; 

6. В случае воспламенения щелочных металлов гасите пламя 

только сухим песком, но не водой. 

7. Работу с эфиром, низшими спиртами, ацетоном, толуолом и 

другими легко воспламеняющими жидкостями (ЛВЖ) следует проводить вдали от огня. Нагревают их на водяных банях или на плитках с закрытой спиралью. 

8. При воспламенении веществ в пробирке или стакане их быст
ро, но осторожно накрывают стеклянным, фарфоровым или металлическим предметом, после чего огонь гаснет. Не следует пламя задувать или заливать водой. Если горящая жидкость разлилась по 
столу или по полу, ее тушат сухим песком или закрывают одеялом. 

9. Во всех случаях пожара в лаборатории немедленно вызовите 

пожарную команду; до прихода пожарной команды воспользуйтесь 
углекислотным огнетушителем. 

 

4. Первая помощь при несчастных случаях 

 

1. Для оказания первой помощи в лаборатории имеется аптечка. 

Основные правила первой помощи сводятся к следующему: 

2. При ранении стеклом удаляют осколки из раны, смазывают 

края раны раствором йода и перевязывают бинтом. 

3. При ожоге рук или лица химическим реактивом смывают ре
актив большим количеством воды, затем либо разбавленной уксус

ной кислотой (в случае ожога щелочью), либо раствором соды (в 
случае ожога кислотой), а затем опять водой. 

4. При ожоге горячей жидкостью или горячим предметом обож
женное место обработайте свежеприготовленным раствором перманганата калия, смажьте мазью от ожога или вазелином. Можно 
присыпать ожог питьевой содой и забинтовать. 

5. При попадании на кожу фенола или другого разъедающего ор
ганического вещества его удаляют ваткой, смоченной в спирте. 

6. При больших порезах стеклом рану очищают тампоном из 

стерильной марли, смоченной в 3% растворе перекиси водорода. 
Края раны можно дезинфицировать спиртом. Затем накладывают 
повязку. 

7. При попадании кислот на кожу промывают пораженное место 

обильно водой, затем 3% раствором гидрокарбоната натрия и опять 
водой. 

8. При ожогах едкими щелочами промывают пораженное место 

сначала водой, затем разбавленным раствором уксусной кислоты и 
водой. 

9. При попадании брызг кислот и щелочей в глаза их обильно 

промывают водой, а затем 2% раствором питьевой соды (если попала кислота) или раствором борной кислоты (если попала щелочь) и 
обязательно обращаются к врачу. 

10.  При раздражении дыхательных путей следует выйти на 

свежий воздух. 

Работа 1 

Определение тепловых эффектов  

термохимических процессов 

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 

Термодинамика – наука, изучающая взаимные переходы тепло
ты и работы в равновесных системах и при переходе к равновесию. 
Химическая термодинамика – раздел физической химии, в котором 
термодинамические методы применяются для анализа химических и 
физико-химических явлений: химических реакций, фазовых переходов и процессов в растворах. 

Работа, A – форма передачи энергии от одного тела к другому, 

не связанная с переносом теплоты и (или) вещества. Существуют 
разные виды работы: механическая, электрическая, магнитная, изменения поверхности и др.  

Теплота, Q –  форма передачи энергии от более нагретого тела к 

менее нагретому, не связанная с переносом вещества и совершением 
работы.  

Количественное соотношение между изменением внутренней 

энергии, теплотой и работой устанавливает первый закон термодинамики, согласно которому энергия не может ни создаваться, ни 
исчезать, но может превращаться из одной формы в другую: 

Q = ∆U + A 

или для бесконечно малых величин: 

δ Q = dU + δA,                                    (1.1) 

где Q – теплота, ∆U – изменение внутренней энергии, А – работа. 

В термодинамике положительной считается теплота, подводимая 

к системе, и отрицательной – теплота, выделяемая системой в окружающую среду.  

Теплота, выделяемая или поглощаемая в изохорном (V=const) 

или изобарном (P=const) процессах, называется тепловым эффектом реакции, если процесс протекает неравновесно, а продукты 
реакции имеют ту же температуру, что и исходные вещества. В 
этом случае имеет силу закон постоянства сумм теплот реакций,