Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego
Założenia i cele przedmiotu:
Wydział Nauk o Żywności
Øðopanowanie przez studenta podstawowych pojęć i praw z zakresu
chemii fizycznej,
Øðpoznanie wybranych zjawisk fizykochemicznych,
CHEMIA FIZYCZNA Øðzaznajomienie siÄ™ z prostymi metodami badawczymi,
Øðnabycie umiejÄ™tnoÅ›ci samodzielnego wykonywania pomiarów i
Wykład 1. Wielkości podstawowe i interpretacji ich wyników.
pochodne stosowane w chemii
fizycznej
Zgodnie z REGULAMINEM STUDIÓW, od 1 paz
dziernika 2012 r. w
SGGW obowiÄ…zuje system punktowy odpowiadajÄ…cy standardowi
ECTS (Europejski System Transferu i Akumulacji Punktów).
dr Ewa Więckowska-Bryłka
Przedmiotowi Chemia Fizyczna przypisano 3 pkt ECTS. Uzyskanie 3
Katedra Chemii WNoÅ»
pkt ECTS odzwierciedla osiągnięcie przez studenta założonych dla
p. 2036
tego przedmiotu efektów kształcenia, potwierdzone jego zaliczeniem.
Konsultacje:
" Poniedziałek godz. 11-12
" Åšroda godz. 10-11
1 3
Kryteria zaliczenia przedmiotu: chemia fizyczna
dla studentów I roku kierunku Technologia żywności i żywienie
Efekty kształcenia uwzględnione w sylabusie przedmiotu
człowieka WNoŻ  studia stacjonarne
Chemia fizyczna to:
Program studiów dla studentów kierunku: technologia żywności i
żywienie człowieka Wydziału Nauk o Żywności przewiduje w II
qðstudent zna podstawowe prawa rzÄ…dzÄ…ce procesami fizycznymi i reakcjami
semestrze studiów dla przedmiotu Chemia Fizyczna 15 godzin wykładów chemicznymi
(7 tyg. x 2 godz. + 1 tydz. x 1 godz.) i 15 godzin ćwiczeÅ„ qðzna metody opisu przemian fizykochemicznych i chemicznych
laboratoryjnych (5 tyg. x 3 godz.). qðzna podstawowe metody i techniki instrumentalnej analizy fizykochemicznej i
chemicznej
qðzna podstawowe metody opracowywania i interpretacji danych
Ćwiczenia z chemii fizycznej są prowadzone na przemiennie grupami co
eksperymentalnych
drugi tydzień (czyli przez 10 tygodni w semestrze) i rozpoczynają się:
qðwykorzystuje poznane zjawiska i równania do opisu oraz oceny wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci
12 marca  gr. 9, 1, 5  sala 2010 , gr. 10, 2, 6  sala 2065
substancji
19 marca  gr. 7, 3, 11  sala 2010, gr. 8, 4  sala 2065
qðposiada umiejÄ™tność wykonania pomiarów, ich interpretacji i oceny
zgodnie z godzinami podanymi w tygodniowym planie zajęć.
wiarygodności
qðopanowaÅ‚ umiejÄ™tność samodzielnego uczenia siÄ™
Studenci wykonują ćwiczenia w zespołach 2 lub 3 osobowych (w
qðposiada umiejÄ™tność pracy samodzielnej i zespoÅ‚owej i jest odpowiedzialny za
każdej grupie 6 zespołów) według ustalonego harmonogramu (dla każdego
odpowiednie warunki i bezpieczeństwo własne i innych.
zespołu zaplanowano 5 ćwiczeń)
4
2
1
Do weryfikacji efektów kształcenia służy:
·ð Studenci, którzy nie uzyskajÄ… 50% możliwej liczby punktów z
1. ocena z 5 sprawozdań pisemnych z wykonanych ćwiczeń laboratoryjnych,
kolokwiów ćwiczeniowych, piszą kolokwium z całości materiału
ocenianych w skali 0-3 pkt;
związanego z wykonanymi ćwiczeniami po zakończeniu pracowni
w ustalonym terminie.
2. ocena z 5 kolokwiów pisemnych składających się z 2 pytań związanych z
wykonywanym w danym dniu ćwiczeniem przeprowadzanych podczas
·ð Studenci, którzy nie uzyskajÄ… 50% możliwej liczby punktów z
ćwiczeń laboratoryjnych, ocenianych w skali 0-5 pkt;
kolokwium wykładowego, piszą kolokwium poprawkowe z
całości materiału wykładowego w dniu 12 czerwca godz. 13-15
3. ocena z pisemnego kolokwium składającego się z 7 pytań z materiału
(aula III).
wykładowego, ocenianych w skali 0-5 pkt. Kolokwium to odbędzie się po
zakończeniu wykładów - 22 maja godz. 13-15 (aula III).
Ćwiczenia laboratoryjne są obowiązkowe i wszystkie
Dla każdego z tych trzech elementów określona jest maksymalna liczba punktów
do uzyskania, tj. przewidziane w programie dla danego zespołu ćwiczeniowego
muszą być wykonane praktycznie.
1. 15 pkt., 2. 50 pkt., 3. 35 pkt. Razem 100 pkt.
5 7
Przedmiot zalicza student, który z każdego elementu uzyskał co
vð Zgodnie z ż 10 pkt. 2, 4 i 5 REGULAMINU STUDIÓW:
najmniej 50% punktów, tzn. odpowiednio: 1. 7,5 pkt., 2. 25 pkt.,
2. Obecność studenta na zajęciach innych niż wykłady jest obowiązkowa.
3. 17,5 pkt.
Student nie może mieć więcej niż 20% nieobecności na tych zajęciach -
bez względu na przyczyny.
Warunkiem zaliczenia przedmiotu i uzyskania 3 pkt. ECTS jest zaliczenie
4. Prowadzący zajęcia decyduje o sposobie i terminie wyrównania
wszystkich w/w elementów weryfikacji efektów kształcenia.
zaległości powstałych wskutek nieobecności studenta na zajęciach.
Ocena końcowa z przedmiotu zależy od sumy wszystkich punktów:
5. Student, który nie uczestniczył w zajęciach i nie wyrównał zaległości w
50,5-60 pkt.  ocena 3,0; 60,5-70 pkt.  ocena 3,5;
sposób opisany w ust. 4, nie może uzyskać zaliczenia modułu.
70,5-80 pkt.  ocena 4,0; 80,5-90 pkt.  ocena 4,5;
90,5-100 pkt.  ocena 5,0.
üð Studenci przystÄ™pujÄ… do ćwiczeÅ„ przygotowani teoretycznie 
kolokwium piszą przed rozpoczęciem ćwiczeń laboratoryjnych.
vðZgodnie z ż 20 pkt. 3. REGULAMINU STUDIÓW:
W przypadku uzyskania w trakcie trwania semestru, w wyniku üð Wyniki pomiarów i ich opracowanie studenci przedstawiajÄ… w formie
przeprowadzenia określonych form weryfikacji efektów kształcenia
(jednego na zespół) pisemnego sprawozdania formatu A4 (cel
określonych w opisie modułu, ocen negatywnych studentowi
ćwiczenia, krótki wstęp teoretyczny, wykonanie ćwiczenia, wyniki
przysługuje jeden termin poprawkowy. Termin ten wyznaczany jest
pomiarów i ich opracowanie). Wszystkie sprawozdania muszą być
przez osobę odpowiedzialną za moduł i może zostać ustalony w
poprawnie opracowane i oddane !
terminie sesji zaliczeniowej.
Podręcznik:Eksperymentalna chemia fizyczna, praca zbiorowa,
6 8
Wyd. SGGW, Warszawa 2007, wyd. III zmienione
2
Nr grupy: 9 SALA 2010
Wykaz ćwiczeń laboratoryjnych z chemii fizycznej
Zespół Imiona i nazwiska osób w Nr ćwiczenia
(numery ćwiczeń podano wg podręcznika "Eksperymentalna chemia fizyczna", praca
zespole wykonywanego w dniu
zbiorowa, Wyd. SGGW, Warszawa 2007, wyd. III zmienione).
12 03 13 godz. 8 - 11
1  1. Wyznaczanie ciepła rozpuszczania, sala 2010
A 10  1
2  1. Wyznaczanie gęstości pary i masy molowej metodą Meyera, sala 2065
2  2a. Pomiar współczynnika lepkości cieczy za pomocą wiskozymetru Ostwalda, sala 2065
2  3. Wyznaczanie zawartości alkoholu etylowego w badanym roztworze, sala 2010
B 1 1
3  1. Wyznaczanie współczynnika podziału kwasu octowego w układzie dwóch nie mieszających się
cieczy, sala 2010
C 2 3
4  1. Adsorpcja kwasu octowego na węglu aktywowanym, sala 2010
6  1. Wyznaczanie stałej szybkości reakcji inwersji sacharozy metodą polarymetryczną, sala 2010
D 3 1
7  1. Miareczkowanie konduktometryczne, sala 2065
7  2. Wyznaczanie klasycznej stałej dysocjacji z pomiarów przewodnictwa, sala 2065
8  1. Miareczkowanie potencjometryczne kwasu zasadÄ…, sala 2065
E 4 1
9  1. Oznaczanie grubości osadzonej powłoki miedzianej i wydajności prądowej elektrolizy, sala 2065
10  1. Kolorymetryczne oznaczanie stężenia jonów żelaza (III), sala 2010
F 6 1
9 11
Sala 2010
Sala 2065
Harmonogram ćwiczeń laboratoryjnych z chemii fizycznej
Zespoły 2-lub 3-osobowe (6 zespołów w każdej z sal; w momencie rozpoczęcia
Rozkład zajęć z chemii fizycznej (we wtorki) dla studentów I roku kierunku
pracowni - w sali 2010 zespoły oznaczone literami A-F, w sali 2065  G-L)
Technologia żywności i żywienie człowieka WNoŻ (studia dzienne) od 12
marca (19 marca) 2013 r. do 26 marca (9 kwietnia) 2013 r. - pierwsze dwa
Zespół
A B C D E F G H I J K L
tygodnie wg harmonogramu
Nr tygodnia
I
10 1 1 1 2 3 3 1 4 1 6 1 2 1 2 2a 7 1 7 2 8 1 9 1 Sala 2010 Sala 2065
Godz. Nr grupy ProwadzÄ…cy Nr ProwadzÄ…cy
II
4 1 3 1 6 1 1 1 10 1 2 3 9 1 8 1 2 2a 2 1 7 2 7 1 grupy
8  11 9 (7) dr B. Parczewska Plesnar dr E. Więckowska Bryłka
10 (8)
III
(dr B. Parczewska Plesnar) (dr E. Więckowska Bryłka)
2 1 2 2a 7 1 7 2 8 1 9 1 10 1 1 1 2 3 3 1 4 1 6 1
IV 11  14 1 (3) dr B. Parczewska Plesnar dr E. Więckowska Bryłka
9 1 8 1 2 2a 2 1 7 2 7 1 4 1 3 1 6 1 1 1 10 1 2 3
2 (4)
(dr E. Więckowska Bryłka)
(dr B. Parczewska Plesnar)
V
7 2 7 1 8 1 9 1 2 1 2 2a 6 1 10 1 1 1 2 3 3 1 4 1
14  17 5 (11) dr B. Parczewska Plesnar dr E. Więckowska Bryłka
6 (-)
Kolor żółty  ćwiczenia wykonywane w
kolor zielony  w sali 2065
sali 2010
10 12
3
Wymagania kolokwialne związane z pytaniami z ćwiczeń:
1. Do każdego ćwiczenia obowiązuje materiał teoretyczny całego
IV. Układy jedno i wieloskładnikowe  wielofazowe.
rozdziału o takim numerze jak pierwsza liczba w symbolu
Przemiany i równowagi fazowe. Reguła faz Gibbsa. Roztwory. Prawo Henry'ego.
wykonywanego ćwiczenia i Pytania i zadania zamieszczone w
Napoje gazowane. Choroba kesonowa. Dyfuzja, osmoza. Rola ciśnienia
podręczniku po danym ćwiczeniu. Wyjątki dotyczą ćwiczeń z
osmotycznego w procesach biologicznych i w życiu człowieka. Konserwacja
rozdziału 2, gdzie obowiązuje materiał teoretyczny z poszczególnych żywności. Prawo Raoulta. Ebulio i kriometria. Destylacja i rektyfikacja. Prawo
podziału Nernsta i ekstrakcja.
części rozdziału, zgodnie z wymienionymi w ćwiczeniu wymaganiami
kolokwialnymi.
V. Zjawiska powierzchniowe. Adsorpcja i kataliza
Klasyfikacja procesów adsorpcji. Izotermy adsorpcji. Wykorzystanie procesów
2. W przypadku ćwiczenia 1 1 obowiązują również zadania z prawa adsorpcji: metody chromatograficzne, jonity. Kataliza i reakcje enzymatyczne.
Adsorpcja z roztworu i środki powierzchniowo czynne.
Hessa zamieszczone po teorii rozdziału 1 (np. zad. 48-54 ze str. 48-
50), a przed ćw. 1 1. VI. Koloidy
Układy dyspersyjne. Koloidy, ich klasyfikacja i właściwości. Metody
Wzór nagłówka do sprawozdania:
otrzymywania i oczyszczania koloidów. Dializa. Właściwości optyczne koloidów
 nefelometria i turbidymetria. Punkt izoelektryczny. Elektroforeza. Koagulacja,
Nr i tytuł ćwiczenia:
denaturacja, peptyzacja. Żele, piany, emulsje (homogenizacja).
Imię i nazwisko osoby prowadzącej ćwiczenia:
Data wykonania ćwiczenia Godz. Nr grupy Zespół Nazwiska osób Pkt za spr
studenckiej wykonujących ćw.
Uwagi
13 15
prowadzÄ…cego:
TEMATYKA WYKA
ADÓW:
I. Wielkości podstawowe i pochodne stosowane w chemii
VII. Metody analizy instrumentalnej
fizycznej
Klasyfikacja metod analizy instrumentalnej. Elektrochemiczne metody
Omówienie sposobu realizacji przedmiotu i kryteriów zaliczenia. Sposób
analizy instrumentalnej. Potencjometria  pomiar pH i miareczkowanie
opracowania wyników pomiarów, sporządzanie wykresów i ich interpretacja
potencjometryczne. Konduktometria i miareczkowanie konduktometryczne.
na przykładzie wielkości mierzonych i wyznaczanych podczas ćwiczeń
Elektroliza i kulometria (metoda miareczkowania kulometrycznego).
laboratoryjnych. Definicje, jednostki wg układu SI. Przeliczanie jednostek z
Wykorzystanie metod elektrochemicznych w analizie produktów
zastosowaniem jednostek pod- i wielokrotnych dla wielkości podstawowych i
pochodzenia naturalnego.
ich pochodnych.
VIII. Metody analizy instrumentalnej  cd.
II. Termodynamika. Termochemia.
Metody spektroskopowe  klasyfikacja ze względu na sposób oddziaływania
Układ, otoczenie, faza, stan, parametry stanu, funkcje stanu, zasady
promieniowania elektromagnetycznego z materiÄ… i wykorzystywany w
termodynamiki. Procesy odwracalne i nieodwracalne. Kryteria samorzutności
badaniach zakres promieniowania. Zasada działania spektrofotometru.
procesów. Równania Kirchhoffa. Prawo Hessa. Statyka chemiczna (prawo
Spektroskopia elektronowa i barwa związków kompleksowych. Prawo
działania mas, reguła przekory, izoterma i izobara van't Hoffa). Wyznaczanie
Lamberta - Beera i jego zastosowanie w kolorymetrycznej metodzie
ciepła rozpuszczania.
oznaczenia stężenia kompleksu jonów żelaza (III) z kwasem salicylowym.
Spektroskopia UV i IR w analizie produktów pochodzenia naturalnego.
III. PÅ‚yny.
Gazy: gaz doskonały, równania gazu doskonałego, ciepło molowe, gaz
rzeczywisty, równanie van der Waalsa. Prawa: Daltona i Grahama.
Wyznaczanie masy molowej metodÄ… Meyera.
Ciecze: właściwości cieczy, gęstość, lepkość, metody pomiaru lepkości cieczy,
napięcie powierzchniowe i metody jego wyznaczania. Współczynnik
załamania światła i refraktometria.
14 16
4
" zmienna niezależna na osi odciętych X, zmienna zależna
Sporządzanie wykresów na podstawie
 na osi rzędnych Y, gdyż y = f(x), np. pH = f(V),  = f(V),
danych doświadczalnych i ich interpretacja:
A= f (c )
Øðwyniki pomiarów zwykle zestawia siÄ™ w tabelach -
14
podstawa do poprawnego wykonania wykresu
pH
12
10
8
Øðwykresy na papierze milimetrowym formatu A4 lub
6
wydruk z komputera (np. z wykorzystaniem
4
programu Excel)
2
v NaOH [cm3]
0
Øðna kartce papieru milimetrowego nanosimy ukÅ‚ad
0 10 20
współrzędnych (osie współrzędnych x i y) wraz ze
skalÄ… liczbowÄ… na osiach i opisem osi.
17 19
Zasady sporządzania wykresów:
lð [mS]
2,5
" wykres powinien posiadać tytuł (na górze lub na dole),
2
1
" stosunek długości osi nie powinien przekraczać 1 : 1,5,
1,5
" w opisie osi należy podać symbole użytych wielkości i ich 2
jednostek, 1
vNaOH [cm3]
" jednostki na osiach współrzędnych x i y powinny być tak dobrane, 0,5
aby wykres funkcji y = f(x) zajmował całą powierzchnię
0
v1 v2
ograniczoną osiami układu współrzędnych (całą powierzchnię
0 6 12 18
kartki papieru);
" skala liczbowa na osiach wykresu (tzw. podziałka) powinna być
tak naniesiona, aby z wykresu można było dokonać odczytu z
A
0,5
dokładnością zbliżoną do dokładności pomiarów,
" najczęściej stosuje się skalę liniową lub logarytmiczną; 0,4
A = 1578,1 c
" w skali liczbowej należy uwzględnić podziałkę główną i
0,3
pomocniczÄ…;
0,2
" skale powinny być określane w sposób ułatwiający odczyt;
0,1
c Fe(III) [mol.dm-3]
najczęściej stosujemy skale typu: 1·10n, 2·10n, 4·10n, 5·10n ;
0
powinniśmy unikać wielokrotności nieparzystych: 3, 6, 7, itd.,
0 0,0001 0,0002 0,0003 0,0004
" skale nie muszą się zaczynać od zera, lecz ich granice powinny
18 20
być zbliżone do ekstremalnych wartości zmiennych,
5
" wartości dwóch zmiennych x i y są współrzędnymi
Wykres 2
punktu pomiarowego i wyznaczają jego położenie na
płaszczyz
nie wykresu
x y
80
y
" punkty zaznacza się kółeczkami, krzyżykami, lub innymi
y = 2x2 - 0,3x + 0,9286
0 0 70
znakami
R2 = 0,993
1 2,2 60
2 12 50
" jeżeli przedstawiamy więcej niż jedną serię danych
3 18 40
pomiarowych (oznaczanych różnymi znakami lub
30
4 28
kolorami), wykres musi zawierać legendę
20
5 50
x
10
6 72
" punkty obarczone błędem grubym (znacznie odbiegające
0
położeniem od pozostałych na siatce pomiarowej)
0 2 4 6 8
pomijamy podczas kreślenia właściwego wykresu
" po naniesieniu punktów doświadczalnych przystępujemy
do odręcznego wykreślenia, tzw. linii trendu za pomocą
przyrządów geometrycznych (linijki, krzywiki)
21 23
" wartości doświadczalne, otrzymane na podstawie
Aproksymacja danych:
bezpośredniego pomiaru lub obliczone na podstawie wzoru
zawsze obarczone są pewnym błędem, stąd punkty na
" wykresem jest pewna linia trendu, aproksymujÄ…ca
wykresie zwykle nie leżą idealnie na prostej (wykres 1) lub
krzywej o określonym regularnym przebiegu (wykres 2)
uzyskany zbiór danych
" stosuje siÄ™ analityczne metody statystyki matematycznej,
Wykres 1
zwane metodami regresji liniowej lub nieliniowej
x y
y = 2,0848x + 2,5733
30
1 5,2
y
R2 = 0,968
" metody te umożliwiają wyznaczenie ścisłej zależności
2 6,9
25
3 7,4
funkcyjnej y = f(x) , równania matematycznego najlepiej
20
4 13
5 11,5 dopasowanego do wyników pomiarów
15
6 14,3
10
7 17,4
" podczas wykonywania obliczeń metodami regresji za
8 19,2
5
x
9 22,7 pomocą wzorów, są wyznaczane tzw. reszty regresji, czyli
10 22,8 0
różnice pomiędzy wartością współrzędnej y obserwowaną
0 5 10 15
doświadczalnie i wartością teoretyczną leżącą na linii
regresji, odpowiadającą danej wartości x
22 24
6
Graficzne wyznaczanie parametrów a i b równania
" jednÄ… z metod regresji jest metoda najmniejszych
prostej y = ax + b.
kwadratów, w której parametry funkcji y = f(x) są
dobierane tak, aby suma kwadratów reszt regresji
(odchyleń punktów pomiarowych od linii regresji)
była jak najmniejsza
y2 -ð y1
y
a =ð =ð tg að
" miarÄ… stopnia dopasowania wybranego modelu x2 -ð x1
y
2
regresji do danych doświadczalnych jest wartość
y1 að
kwadratu współczynnika regresji R2 (im bardziej Do wzoru na współczynnik a
zbliżona do 1, tym lepiej dobrano model regresji) należy wstawić wartości
b
að
x1 x2 x współrzędnych odczytane z osi
" w wyniku obliczeń rysowana jest linia prosta (lub
liczbowych wykresu
krzywa) najlepiej opisujÄ…ca punkty pomiarowe
" o znalezionej prostej (lub krzywej) mówi się, że jest
dopasowana metodą najmniejszych kwadratów lub,
że jest prostą (lub krzywą) regresji zmiennych y i x. 25
27
" wykres funkcji liniowej jest wykorzystywany do
Wykorzystanie otrzymanych wykresów
wyznaczenia stałych fizykochemicznych m. in. w
ćwiczeniu 3 1
" celem graficznego zobrazowania danych
pomiarowych w chemii fizycznej jest znalezienie
" celem tego ćwiczenia jest wyznaczenie izotermy
wartości stałych fizykochemicznych, będących
podziału kwasu octowego w układzie dwóch
często parametrami, lub wynikających z wartości
niemieszających się cieczy, opisanej ogólnym
parametrów a lub b w równaniu prostej y = ax + b
równaniem liniowym
" parametry a i b można wyznaczyć metodą
k =ð k1 +ð 2K2 ×ð k12cw
analityczną (np. stosując układy dwóch równań z
dwiema niewiadomymi dla kolejnych punktów
w którym: y = k x = cw b = k1 a = 2K2·k12
doświadczalnych o współrzędnych (xi, yi)) lub
metodÄ… graficznÄ…
" sporządzając wykres zależności y = f(x)  w tym
" wartość a, będąca współczynnikiem kierunkowym przypadku k = f(cw), znajdujemy wartość granicznego
prostej, jest interpretowana jako tangens kÄ…ta
stężeniowego współczynnika podziału k1 = k dla cw = 0,
nachylenia prostej do osi odciętych
a następnie znając wartość k1 i współczynnika
kierunkowego a, obliczamy stałą dimeryzacji K2.
" wartość parametru b równa jest wartości y, gdy x = 0.
26 28
7
Øð sporzÄ…dza siÄ™ wykres zależnoÅ›ci loga = f (log cr), dla co
Metoda linearyzacji:
najmniej 5 pomiarów wartości adsorpcji dla różnych stężeń
" Zależności pomiędzy wielkościami fizykochemicznymi adsorbatu
często nie mają charakteru liniowego i są wówczas
Øð punkt przeciÄ™cia prostej z osiÄ… rzÄ™dnych odpowiada wartoÅ›ci
opisywane za pomocą równań nieliniowych
logk, natomiast tanges kąta nachylenia prostej do osi odciętych
(potęgowych, wykładniczych, wielomianowych,
 wartości współczynnika n.
logarytmicznych). Stosowanie regresji nieliniowych i
interpretacja uzyskanych krzywych sÄ… trudne i
skomplikowane. log a = log k + n log cr
y = loga
y = b + a x
4
" Stosuje się wówczas metodę linearyzacji, czyli
tgað
= n
przekształcenia równania nieliniowego do postaci
2
liniowej poprzez odpowiedniÄ… transformacjÄ™ lg k
að
zmiennych lub parametrów i dalsza interpretacja
uzyskanej zależności jako liniowej  wiąże się to ze
-4 -2
2
4
x = logcr
-2
sporządzeniem wykresu w nowym układzie
współrzędnych, takim, w którym punkty pomiarowe
zostaną opisane równaniem prostej.
29 31
Metoda linearyzacji jest wykorzystywana m. in.
do znalezienia równania matematycznego opisującego zjawisko
adsorpcji (ćwiczenie 4 1):
Øð równania matematyczne, uzyskane na podstawie
Øð równanie izotermy adsorpcji Freundlicha, opisujÄ…cej
wykresów służą do ilościowej interpretacji zjawisk
zjawisko adsorpcji kwasu octowego na węglu aktywowanym
fizykochemicznych lub procesów.
ma postać wykładniczą:
a = k ×ðcn
r
Øð metoda lineryzacji znalazÅ‚a analogiczne
gdzie: a  adsorpcja rzeczywista, cr  stężenie końcowe adsorbatu w
zastosowanie w ćwiczeniu 6 1 do wyznaczenia
roztworze w stanie równowagi, k, n  współczynniki zależne od
rodzaju adsorbenta i adsorbatu. stałej szybkości reakcji I rzędu i ćwiczeniu 1-1 do
wyznaczenia ciepła rozpuszczania kwasu
Øð transformacja logarytmiczna do postaci liniowej
benzoesowego w wodzie
log a = log k + n log cr
daje równanie prostej y = b + ax
gdzie: y = log a x = logcr b = logk a = n
30 32
8
Ćw. 6 - 1 Wyznaczanie stałej szybkości reakcji I rzędu  Inne zastosowanie wykresów:
reakcja hydrolizy sacharozy w środowisku kwaśnym
üð do celów analitycznych jako wykresy wzorcowe y = f(x)
k - stała szybkości reakcji, (proste lub krzywe wzorcowe)
t  czas , að  kÄ…t skrÄ™cenia
üð wykres wzorcowy jest wykresem przedstawiajÄ…cym zależność
płaszczyzny światła
wielkości mierzonej y w danej metodzie od stężenia
spolaryzowanego
oznaczanego składnika c = x (lub od prostej funkcji stężenia,
Po przekształceniu do postaci liniowej:
np. jego odwrotności lub logarytmu)
üð jest sporzÄ…dzany na podstawie analizy próbek (lub roztworów)
wzorcowych (o znanej zawartości substancji oznaczanej)
üð umożliwia oznaczenie nieznanego stężenia danego skÅ‚adnika
w próbkach o podobnym składzie, co próbki wzorcowe
ln (aðt - aðµð) y = -0,0267x + 3,2044
StÄ…d:
3,5
R² = 0,9933
üð po oznaczeniu wielkoÅ›ci mierzonej w tych samych warunkach
3
pomiarowych i z użyciem tego samego aparatu, co dla próbek
2,5
k = - a
2 wzorcowych, z wykresu odczytuje się nieznane wcześniej
1,5 stężenie
1
t [min]
üð nieznane stężenie badanego roztworu można również obliczyć
0,5
0 wstawiając wartość wielkości mierzonej do równania funkcji
0 10 20 30 40 50 60 70
znalezionego metodÄ… regresji.
33 35
Przykład:
Ćw. 1  1 Wyznaczanie ciepła rozpuszczania kwasu
benzoesowego w wodzie
DH0  standardowe molowe ciepło " wykonuje się pomiary absorbancji A dla serii roztworów
rozpuszczania,
wzorcowych monosalicylanu żelaza (III) o znanych stężeniach c
K  rozpuszczalność,
" następnie sporządza się wykres wzorcowy zależności A = f(c)
T  temperatura,
R  stała gazowa
" po zmierzeniu absorbancji roztworu o nieznanym stężeniu,
korzystając z wykresu wzorcowego, odczytuje się jego stężenie.
0
0,00313 0,00318 0,00323 0,00328 0,00333 0,00338 0,00343
-0,2
1/T
-0,4
-0,6
Stężenie substancji w roztworze
-0,8
można również znalez
ć
-1
korzystając z równania
ln K
y = -2314,6x + 6,899
-1,2 matematycznego opisujÄ…cego
R² = 0,9969
daną zależność
34 36
9
TABELA 2. Jednostki pochodne układu SI
Wielkość Nazwa i Relacja między Relacje
Analogiczne zastosowanie analityczne znalazły wykresy w
symbol podstawowymi między
jednostki jednostkami innymi
ćwiczeniach:
jednostkami
układu SI
pochodnymi
układu SI
" 2 2a  zależność współczynnika lepkości roztworów
Masa molowa [M] kg/mol
gliceryny od stężenia,
Stężenie molowe [c] mol/m3
Objętość molowa [V] m3/mol
" 2 3  zależność współczynnika załamania światła od
Molalność [m] mol/kg
SiÅ‚a niuton [N] kg ·m/s2
zawartości alkoholu etylowego.
CiÅ›nienie paskal kg/(m · s2) N/m2
[Pa]
Energia, praca, ciepÅ‚o dżul [J] kg · m2/s2 N · m
Moc, strumieÅ„ energii wat [W] kg · m2/s3 J/s
A
adunek elektryczny kulomb A · s
[C]
PotencjaÅ‚ i napiÄ™cie wolt [V] kg ·m2/(A · s3) W/A
elektryczne
Opór elektryczny om [©] kg · m2/(A2 ·s3) V/A
Przewodność simens A2 · s3/(kg · m2) A/V
elektryczna [S]
Napięcie kg/s2 N/m
powierzchniowe
Lepkość dynamiczna kg/(m· s) Pa · s
37 39
TABELA 1. Jednostki podstawowe układu SI
TABELA 3. Przeliczanie jednostek energii
Jednostka J kaloria
Wielkość Nazwa i symbol Definicja
jednostki
Dżul [J] 1 2,39 ·10 1
Długość metr [m] Metr jest to długość równa 1 650 763,73 długości fali w
Kaloria [cal] 4,19 1
promieniowania odpowiadającego przejściu między poziomami 2p10 a
5d5 atomu 86Kr (kryptonu 86)
Masa kilogram [kg] Wzorzec
Czas sekunda [s] Sekunda jest to czas równy 992 631 770 okresów promieniowania
TABELA 4. Dziesiętne wielokrotności i
odpowiadającego przejściu między dwoma nadsubtelnymi poziomami
podwielokrotności jednostek miar
stanu podstawowego atomu 133Cs (cezu 133)
Prąd amper [A] Amper jest to taki prąd stały, który płynąc przez dwa równolegle
Przedrostek Oznaczenie Mnożnik Przedrostek Oznaczenie Mnożnik
elektryczny przewody prostoliniowe o nieskończonej długości i znikomo małym
kołowym przekroju poprzecznym, umieszczone w próżni w odległości
(natężenie
jednego metra jeden od drugiego, wywoła między tymi przewodami siłę
prÄ…du
mega M 106 decy d 10 1
2 · 10 7 niutona na każdy metr dÅ‚ugoÅ›ci.
elektrycznego)
kilo k 103 centy c 10 2
Temperatura kelwin [K] Kelwin jest to 1/273,16 temperatury termodynamicznej punktu
hekto h 102 mili m 10 3
potrójnego wody.
deka da 101 mikro ź 10 6
Liczność mol [mol] Mol jest to ilość substancji składająca się z tylu elementów materii, ile
nano n 10 9
materii jest atomów w 0,012 kg węgla 12C.
piko p 10 12
Światłość kandela [cd] Kandela jest to światłość jaką ma w kierunku prostopadłym pole
substancji doskonale czarnej o powierzchni 1/600 000 m2 w
temperaturze krzepnięcia platyny pod ciśnieniem 101 325 Pa.
38 40
10
TABELA 5. Stałe fizykochemiczne Przykład 2. Długość promieniowania
absorbowanego przez roztwór wynosi 300 nm.
Liczba Avogadra NA = 6,0220943 ·1023 mol 1
Wyraz
jÄ… w: a) m, b) pm.
Stała Boltzmanna k = 1,35805 [J/K ]
Uniwersalna stała gazowa R = 8,31433 ą 0,00044
RozwiÄ…zanie:
[J/(K·mol)]
PrÄ™dkość Å›wiatÅ‚a w próżni c = 2,99792 ·108 [m/s] H" 3 ·108
Przedrostek nano (n) wiąże się z mnożnikiem jednostki miary
[m/s]
wynoszÄ…cym 10 9 m.
StaÅ‚a Plancka h = 6,6256 ·10 34 [J·s]
W zwiÄ…zku z tym:
Stała Faradaya F = 96486 ą 0,31 [C/mol] H" 96
500 [C/mol]
a) 300 nm ·10 9 m/nm = 3·10 7 m,
A
adunek elektronu e = 1,6021733 · 10 19 [C]
Stała dielektryczna próżni
eð = 8,85418782 ·10 12 [C2/(J· m)]
Przyspieszenie ziemskie g = 9,806 [m/s2]
b) 3·10 7 m · 1012 pm/m = 3 ·105 pm.
Objętość molowa gazu
doskonałego w war. normalnych
22,41383 ·10 3 [m3/mol] (22,4
(101 325 Pa, 273,15 K)
dm3/mol)
Objętość molowa gazu
doskonaÅ‚ego w war. 24,4· 10 3 [m3/mol] (24,4
41 43
dm3/mol)
standardowych (101 325 Pa, 298
Przykład 1. Wyraz
15 dm w: a) metrach, b)
Przykład 3. Wyraz
objętość: a) 30 dm3 w m3, b)
centymetrach i c) milimetrach.
1500 cm3 w m3 i dm3, c) 2000 mm3 w cm3 i dm3.
RozwiÄ…zanie:
RozwiÄ…zanie:
Wykorzystujemy współczynniki przeliczeniowe (w). W związku z
a) 1 dm3 = 10 3 m3
tym, że
30 dm3·10 3 m3/dm3= 3,0·10 2 m3
a) 1 dm = 10 1 m, współczynnik przeliczeniowy w = 10 1 m/dm,
stÄ…d: 15 dm·10 1 m/dm = 1,5 m
b) 1 cm3 = 10 6 m3
1500 cm3·10 6 m3/cm3 = 1,5·10 3 m3
b) 1 dm = 10 1 m, 1 cm = 10 2 m , 1 dm = 10 cm
1 cm3 = (10 1 dm) 3 = 10 3 dm3
w = 101 cm/dm ,
1500 cm3·10 3 dm3/cm3 = 1,5·10 1 dm3
15 dm = 15 dm · 101cm/ dm = 150 cm
c) 1 mm3 = 10 3 cm3,
c) 1 dm = 10 1 m, 1 mm = 10 3 m, 2000 mm3·10 3 cm3/mm3 = 2 cm3
w = 102 mm/dm 1 mm3 = (10 2 dm) 3 = 10 6 dm3,
15 dm = 15 dm · 102 mm/dm = 1500 mm
2000 mm3·10 6 dm3/mm3 = 2·10 3 dm3
42 44
11
Przykład 4. Średnica pewnej cząstki elementarnej o
Przykład 6. Wyraz
: a) 780 g w kilogramach i tonach, b)
kształcie w przybliżeniu kulistym wynosi 2,20 nm. Oblicz:
500 mg w gramach i kilogramach, c) 25 kg w gramach
a) jej powierzchnię w nm2 i m2 oraz b) objętość w nm3 i m3.
i miligramach.
RozwiÄ…zanie:
RozwiÄ…zanie:
2
a) Powierzchnię kuli S wyraża wzór:
S =ð 4×ð pð×ðr
a) 1 g = 10 3 kg, 780 g·10 3 kg/g = 0,780 kg
gdzie r  promień kuli
1 tona = 103 kg = 103 kg·103 g/kg =106 g
2r = 2,20, r = 1,10 nm = 1,10·10 9 m
1 g = 10 6 t
S = 4 · 3,14 (1,10 nm) 2 = 13,82 nm2
780 g·10 6 t/g = 7,80·10 4 t
1 nm2 = (10 9 m)2 = 10 18 m2
S = 13,82 nm2·10 18 m2/nm2 = 1,382·10 17 m2
b) 1 mg = 10 6 kg
3
4
500 mg·10 6 kg/mg = 5·10 4 kg
b) ObjÄ™tość kuli V wyraża wzór: V =ð ×ð pð×ð r
3
WstawiajÄ…c dane otrzymujemy:
c) 1 g = 10 3 kg, 1 kg = 103 g
V = 4/3 · 3,14 (1,10 nm) 3 = 5,57 nm3
25 kg · 103 g/kg = 25·103 g = 2,5·104 g
1 nm3 = (10 9 m) 3 = 10 27 m3
1 mg = 10 6 kg, 1 kg = 106 mg
V = 5,57 nm3 ·10 27 m3/nm3 = 5,57·10 27 m3
45 47
Przykład 7. Oblicz gęstość benzenu w kg/m3, jeżeli 200
Przykład 5. Objętość molowa gazu doskonałego w
cm3 tego rozpuszczalnika waży 174,74 g.
warunkach normalnych (pod ciśnieniem 101 325 Pa i
w temperaturze 273,15 K) wynosi 0,02241 m3/mol. Ile
RozwiÄ…zanie:
wynosi w dm3/mol?
Korzystamy ze wzoru na gęstość:
RozwiÄ…zanie:
m
d =ð
1 m3 = (10 dm) 3 = 103 dm3
V
0,02241 m3/mol·103 dm3/m3 = 22,41 dm3/mol
dbenzenu = 174,74 g / 200 cm3 = 0,8737 g/cm3
1g = 10 3 kg, 1 cm3 = 10 6 m3
0,8737 g/cm3 = (0,8737 g·10 3 kg /g): (1 cm3·10 6 m3/cm3 ) =
0,8737·10 3 ·106 kg/m3 = 873,7 kg/m3
46 48
12
Przykład 10. Wyraz
w molach/m3 następujące stężenia
Przykład 8. 0,1 mola HCl waży 3,65 g. Oblicz masę
roztworów: a) 0,05 mol/dm3, b) 5 mmoli/cm3.
molowÄ… HCl w kg/mol.
RozwiÄ…zanie:
RozwiÄ…zanie:
ns
cm =ð
Liczba moli n określona jest wzorem:
VR
n = m/M
a) 1 dm3 = 10 3 m3
0,05 mol/dm3 = 0,05 mol : (1dm3·10 3 m3 /dm3) =
0,05·103 mol/dm3 = 50 moli/dm3
Wstawiamy dane do przekształconego wzoru:
M = m / n = 3,65 g : 0,1 mola = 36,5 g/mol
b) 1 mmol = 10 3 mola
1 g = 10 3 kg
1 cm3 = 10 6 m3
M = 36,5 g/mol·10 3 kg/g = 36,5·10 3 kg/mol
(5 mmoli·10 3 mola/mmol): (1 cm3·10 6 m3 /cm3)
= 5·10 3 ·106 mol/m3 = 5·103 mol/m3
49 51
Przykład 11. Na zmiareczkowanie 20 cm3 roztworu NaOH
Przykład 9. W 100 cm3 alkoholu etylowego o
zużyto 25 cm3 0,2 molowego roztworu H2SO4 . Oblicz miano
gęstości d = 0,7851 g/cm3 rozpuszczono 1,54 g
roztworu NaOH. Masa molowa NaOH wynosi 40 g/mol.
jodu. Oblicz cp roztworu.
RozwiÄ…zanie:
RozwiÄ…zanie: 2 NaOH + H2SO4 gð Na2SO4 + H2O
Z równania reakcji:
n 2
NaOH
wynika, że stosunek liczby moli
=ð
m
s n 1
H2SO4
c =ð ×ð 100% mR =ð ms +ð mr
W zwiÄ…zku z tym, że n = Cm · v
p
m
R
(c ×ð v) 2
m NaOH
=ð
(c ×ð v) 1
ms  masa substancji, mr- masa rozpuszczalnika, mR- masa roztworu m H2SO4
Obliczamy cm NaOH wstawiając dane do przekształconego wzoru:
Obliczamy masÄ™ alkoholu etylowego mr:
cm NaOH = (2·0,2·0,025) : 0,020 = 0,5 mol/dm3
mr = d · V = 100 cm3 · 0,7851 g/cm3 = 78,51 g
c ×ð M
m s
T =ð
Masa roztworu mR = 78,41 + 1,54 = 80,05 g
Stosując wzór na miano roztworu
1000
cp = (1,54 g : 80,05 g)·100 % = 1,9 %
otrzymujemy:
50 T = (0,5 mol/dm3·40 g/mol ) : 1000 cm3/ dm3 = 0,02 g/cm3 52
13
Przykład 12. Ciśnienie atmosferyczne w warunkach
Øð SiÅ‚Ä™ definiuje siÄ™ jako iloczyn masy i przyspieszenia.
standardowych wynosi 101 325 Pa. Wyraz
tę wartość
Jednostką siły jest niuton N.
w hPa.
1 niuton jest to siła, która masie 1 kg nadaje
RozwiÄ…zanie:
przyspieszenie 1 m/s2 :
1 N = 1 kg·1 m/s2 = 1 kg·m/s2
1 hPa = 102 Pa 1 Pa = 10 2 hPa
101325 Pa · 10 2 hPa/Pa = 1013,25 hPa
Øð CiÅ›nienie definiuje siÄ™ jako iloraz siÅ‚y dziaÅ‚ajÄ…cej
prostopadle i równomiernie na daną powierzchnię przez
Przykład 13. Wyraz
ciśnienie 10 atmosfer w MPa.
pole tej powierzchni. Jednostka ciśnienia  paskal należy
RozwiÄ…zanie:
do jednostek pochodnych układu SI. Liczbowo 1 paskal
1 MPa = 106 Pa, 1 Pa = 10 6 MPa
równy jest sile jednego niutona działającej prostopadle na
10 atm = 10 atm·101 325 Pa/atm = 1 013 250 Pa
płaską powierzchnię 1 m2.
1 013 250 Pa·10 6 MPa/Pa = 1,013250 MPa
1 Pa = 1 N/m2 = 1 kg/(m·s2)
53 55
Jednostkami wielokrotnymi paskala najczęściej stosowanymi są:
ØðJednostkÄ… pracy, energii oraz iloÅ›ci ciepÅ‚a jest
dżul (J). 1 dżul jest pracą wykonaną przez siłę
1 kilopaskal = 1kPa = 1000 Pa = 103 Pa,
równą 1 niutonowi na drodze 1 metra w kierunku
1 megapaskal = 1 MPa = 106 Pa.
działania siły:
JednostkÄ… wielokrotnÄ… jest 1 hektopaskal = 1 hPa = 102 Pa.
1 dżul = 1 J = 1 N·1 m = 1 N·m = 1 Pa·m3 =
Jednostkami ciÅ›nienia nie należącymi do ukÅ‚adu SI, a dość 1 watosekunda = 1 W·s = 1 kg·m2/s2
często stosowanymi są:
Jednostkami wielokrotnymi sÄ…:
" atmosfera fizyczna, atm  1 atm równa jest ciśnieniu słupa
rtęci o wysokości 76 cm, gęstości 13,5951 g/cm3 (w
1 kilodżul = 1kJ = 103 J
temperaturze 273 K) pod działaniem normalnego
przyspieszenia ziemskiego,
oraz nie należąca do układu SI jednostka:
" milimetr słupa rtęci, mmHg, tor Tr  1 mmHg = 1Tr = 1/760
atm, 1 atm = 760 mmHg.
1 watogodzina = 1 W·h = 3600 W·s = 3600 J.
Ciśnieniu 101 325 Pa odpowiada 760 mmHg czyli 1 atm.
54 56
14
ØðTemperatura jest wielkoÅ›ciÄ… skalarnÄ… okreÅ›lonÄ… w
Jednostką ilości energii nie należącą do układu SI, ale
każdym punkcie ciała lub układu, której średnia wartość
znajdujÄ…cÄ… szerokie zastosowanie jest kaloria  cal,
jest miarą energii wewnętrznej całego ciała lub układu.
stosowana w kilku odmianach.
Jednostka temperatury wiąże się ściśle ze sposobem
" Kaloria piętnastostopniowa jest ilością energii
ustalenia skali temperatury w odniesieniu do
dostarczanej na sposób ciepła potrzebną do temperatury odpowiednich wzorców.
ogrzania 1 g wody od 14,5 do 15,5oC pod
Obecnie w powszechnym użyciu są trzy skale
ciśnieniem 101 325 Pa.
temperatury: Celsjusza, Fahrenheita (głównie poza
1 cal15 = 4,1855 J.
EuropÄ…  USA, Kanada) i Kelvina.
" Kaloria międzynarodowa: 1 calint = 4,1868 J
" W przypadku skali Celsjusza  skali stustopniowej jako
" Kaloria termochemiczna  cal stosowana w
ciecz termometryczną zastosowano rtęć, której
termochemii i termodynamice chemicznej:
rozszerzalność zmienia się wraz z temperaturą.
1 cal = 4,1840 J.
Jako punkty skrajne w tej skali przyjęto temperaturę
JednostkÄ… wielokrotnÄ… jest kilokaloria kcal:
o
krzepnięcia i wrzenia czystej wody (0 oC i 100 C
1 kcal = 1000 cal = 4184,0 J = 4,1840 kJ.
o
odpowiednio). Stopień Celsjusza 1 C stanowi jedną
setną wymienionego przedziału temperatury.
57 59
Przykład 14. Ciepło parowania wody w
temperaturze 373,15 K wynosi 0,5383 cal/g.
" Skala bezwzględna temperatury, zwana skalą
Wyraz
tę wartość w dżulach i kilodżulach na Kelvina, oparta została na rozważaniach nad
rozszerzalnością gazu doskonałego.
mol. Masa molowa wody 18 g/mol.
RozwiÄ…zanie:
W wyniku ekstrapolacji objętości lub ciśnienia gazu
doskonałego do wartości zerowej, otrzymano punkt
Ciepło parowania wody w cal/mol wynosi:
zerowy skali bezwzględnej, tzw. zero bezwzględne
0,5383 cal/g·18 g/mol = 9,6894 cal/mol (absolutne), powiÄ…zane z temperaturÄ… w skali Celsjusza
zależnością:
1 cal = 4,1868 J
9,6894 cal/mol·4,1868 J/cal = 40,5675 J/mol
1 J = 10 3 kJ T (K) = t (oC) + 273,15
40,5675 J/mol·10 3 kJ/J = 0,0405675 kJ/mol
58 60
15
ØðDo jednostek podstawowych ukÅ‚adu SI należy jednostka
" Ze skalą Kelvina związana jest bezpośrednio
natężenia prądu elektrycznego  amper (A).
termodynamiczna skala temperatur oparta na temperaturze
Jednostkami podwielokrotnymi sÄ…:
tzw. punktu potrójnego czystej wody (punktu współistnienia
1 mA = 10 3 A,
obok siebie w stanie równowagi: wody ciekłej, jej pary
1 µA = 10 6 A.
nasyconej i lodu; parametry tego punktu: temperatura T =
273,16 K, czemu odpowiada 0,01 oC i ciśnienie p = 610,5 Pa).
ØðJednostkÄ… pochodnÄ… jest kulomb C  jednostka
Å‚adunku elektrycznego.
Jednostką podstawową temperatury w układzie SI jest kelwin
K, definiowany jako jednostka temperatury termodynamicznej:
1 kulomb jest to ładunek elektryczny przepływający
przez powierzchnię w czasie 1 sekundy, gdy natężenie
prądu płynącego przez tę powierzchnię wynosi 1 A:
1 K = 1/273,16 części temperatury termodynamicznej
punktu potrójnego wody.
1 kulomb = 1 C = 1 A·s (amperosekunda).
Wartość stopnia w skali Celsjusza i w skali Kelvina jest jednakowa:
JednostkÄ… wielokrotnÄ… jest amperogodzina A · h :
1 oC = 1 K, a temperatura zera bezwzględnego (absolutnego) jest
o 1 A · h = 3600 A·s = 3600 C.
przesunięta w stosunku do zera w skali Celsjusza o 273,15 C,
czyli 0 K odpowiada  273,15 oC lub 0 oC odpowiada 273,15 K.
éðCÅ‚ð
Q
[ðA]ð =ð
I =ð Q = I . t
Ä™ð
sÅ›ð 63
61 ëð ûð
t
Przykład 17. Oblicz ile wynosi ładunek elektryczny
Przykład 15. Wyraz
temperaturÄ™: a) 20 K, b) 25 K, c)
1 elektronu.
200 K w skali Celsjusza.
RozwiÄ…zanie:
RozwiÄ…zanie:
Korzystamy ze wzoru:
Z definicji stałej Faradaya wynika, że 1 molowi elektronów odpowiada
Å‚adunek 96 486 C. Z kolei liczba Avogadra, czyli liczba czÄ…stek w
T (K) = t (oC) + 273,15
jednym molu wynosi 6,022·1023. OznaczajÄ…c Å‚adunek pojedynczego
a) 20 K odpowiada t = 20  273,15 =  253,15 oC
elektronu jako qe obliczamy dalej:
b) 25 K odpowiada t = 25  273,15 =  248,15 oC
c) 200 K odpowiada t = 200  273,15 =  73,15 oC
qe = 96 486 C/mol : (6,022·1023) elektronów /mol =
1,6022·10 19 C/ elektron.
Przykład 16. Temperatura wrzenia tlenu pod
o
Przykład 18. Elektrolizę prowadzono prądem o natężeniu
ciśnieniem standardowym wynosi  183 C. Ile
0,1 A w ciągu 0,5 godziny. Oblicz jaki ładunek płynął w
wynosi w skali bezwzględnej?
ciÄ…gu 1 sekundy.
RozwiÄ…zanie:
RozwiÄ…zanie:
T (K) = t (oC) + 273,15
W naszym zadaniu: T =  183 + 273,15 = 90,15 K
Q = I . t =0,1 A·0,5 h·3600 s/h = 180 C
62 64
16
ØðJednostkÄ… potencjaÅ‚u elektrycznego, napiÄ™cia
elektrycznego U i siły elektromotorycznej ESEM jest
" Lepkość dynamiczna  definiuje się ją jako siły tarcia
wolt V.
występujące w cieczach podczas przesuwania się
Wymiarem wolta jest:
jednych warstw cieczy względem drugich.
1 wolt = 1 V = 1 W/1A = 1 kg·m2/(s3·A).
Jednostką podwielokrotną jest miliwolt: 1 mV = 10 3 V. Jest liczbowo równa sile przypadającej na jednostkę
powierzchni, potrzebnej do utrzymania jednostkowej
ØðJednostkÄ… oporu elektrycznego jest om: różnicy prÄ™dkoÅ›ci miÄ™dzy warstwami cieczy odlegÅ‚ymi od
1 om = 1 = 1V/1A = 1 kg · m2/(s3· A2) siebie o jednostkÄ™ dÅ‚ugoÅ›ci.
ØðOdwrotnoÅ›ciÄ… oporu elektrycznego R jest
przewodnictwo elektryczne lð (przewodność
Jednostką lepkości dynamicznej jest Pa.s
elektryczna). Jednostką tej wielkości jest simens S:
(paskalosekunda).
1 simens = 1 S = 1/Wð = 1 s3 · A2/( kg·m2).
Jednostkami podwielokrotnymi sÄ…:
1 milisimens = 1 mS = 10 3 S,
65 67
1 mikrosimens = 1 µS = 10 6 S.
Przykład 19. Zmierzone przewodnictwo roztworu
wynosiÅ‚o: a) 10 mS, b) 150 µS. Wyraz
te wartości w
jednostce SI i oblicz opór tego roztworu w omach i
kiloomach.
RozwiÄ…zanie:
a) 1 mS = 10 3 S
10 mS·10 3 S/mS = 10 2 S
W zwiÄ…zku z tym, że R = 1/lð, obliczamy
R = 1/10 2 S = 102 Wð i dalej R = 102 ·10 3 kWð = 10 1 kWð
b) 1 µS = 10 6 S
150 µS · 10 6 S/µS = 1,5·10 4 S
R = 1 / (1,5 · 10 4 S) = 0,66·104 Wð = 6,6·103 Wð
R = 6,6 · 103·10 3 kWð = 6,6 kWð.
66
17