Fizikai-kémiai praktikum

Tartalom

BEVEZETÉS
a) Általános megjegyzések.......................................................15
b) Az eredmény pontossága és a hibaszámítás elemei ................................15
c) Grafikonok, nomogrammok ..................................................21
d) Interpolálás ..........................................................25
e) Tapasztalati (interpolációs) képletek felállítása és kiértékelése.............................25
f) Grafikus differenciálás és integrálás.....................................................30
A) ALAPVETŐ MÉRÉSEK
I. Tömegmérés
A tömegmérés és a mérleg....................................... 32
1. feladat: A mérleg érzékenységének és üveghasáb tömegének meghatározása (a mérlegkarok egyenlőtlenségének figyelembevételével Gauss és Borda szerint) .............41
2. feladat: Súlysorozat kalibrálása............................ 42
II. Térfogatmérés
a) Folyadékok térfogatának mérése.....................................43
3. feladat: Mérőlombik és büretta kalibrálása......................................46
4. feladat: Folyadékok hőtágulási együtthatójának meghatározása
dilatométerrel .........................................................47
b) Szilárd testek térfogatának mérése ...............................................48
5. feladat: Faszén térfogatának meghatározása volumenométerrel........................49
c) Gázok térfogatának mérése ...................................................50
d) Dinamikus térfogatmérés.....................................................50
6. feladat: Gázok áramlási sebességének mérése, reométer kalibrálása.................54
7. féladat: Folyadékáramlás sebességének mérése, Venturi-cső kalibrálása ..............56
III. Nyomásmérés
a) Közepes nyomások mérése .........................................57
b) Kis nyomások mérése (vákuum-mérők)......................................59
c) Manosztátok .................................................63
d) Szivattyúk .................................................................65
IV. Hőmérsékletmérés
Bevezetés ........................................................................72
a) Folyadékhőmérők ...........................................................72
b) Egyéb hőmérők (ellenállás-hőmérők, termoelektromos hőmérők; pirométerek................................................................................75
c) Termosztátok................................................ 80
d) Elektromos regulátorok és relék ...............................81
8. feladat: Higanyos hőmérő kalibrálása 0-100 °C -ig, valamint a
számított fonálkorrekció helyességének ellenőrzése............................84
e) Olvadáspont és forráspont meghatározása ...........................86
9. feladat: Ezüst, arany és réz olvadáspontjának meghatározása pirométerrel..................87
V. Sűrűségmérés
Bevezetés ................................................... 89
a) Folyadékok sűrűségének mérése ............................... 90
10. feladat: Folyadék (pl. híg kénsavoldat) sűrűségének meghatározása 25 C°-on piknométerrel ............................. 93
b) Szilárd testek sűrűségének mérése.............................. 93
11. feladat: Szilárd test (pl. cink, vörösréz, sárgaréz, ólom vagy üveg) sűrűségének meghatározása piknométerrel.....................94
12. feladat: Szilárd test (pl. viasz) sűrűségének meghatározása lebegési módszerrel és Mohr-Westphal-féle mérleggel..........................94
c) Gázok és gőzök sűrűségének mérése .....................................................95
c1) Gázsűrűség meghatározása...........................................95
13. feladat : Gáz (pl. széndioxid) sűrűségének meghatározása Regnault
szerint................................................... 96
c2) Gőzsűrűség meghatározása.................................. 97
14. feladat: Gőz (pl. etiléter) sűrűségének és mólsúlyának meghatározása Dumas módszerével................................. 100
15. feladat: Gőz (pl. etiléter) sűrűségének (mólsúlyának) meghatározása Dumas-Winkler-féle módszerrel ...................... 101
16. feladat: Gőz (pl. etiléter) sűrűségének (mólsúlyának) meghatározása Meyer Viktor módszerével............................102
VI. Fagyáspontcsökkenés és forráspontemelkedés mérése
Bevezetés .................................................................... 103
A kísérleti eljárás ............................................ 105
17. feladat: Oldatok (pl. vizes karbamid- vagy cukoroldat) koncentrációjának meghatározása fagyáspontcsökkenésből ............. 108
18. feladat: Mólsúly meghatározása éteres vagy benzolos, ill. vizes
oldat forráspontemelkedéséből .............................110
VII. Belső súrlódás mérése
Bevezetés .................................................. 111
Kísérleti eljárások ............................................112
19. feladat: Folyadékok (pl. rézszulfát- és ammóniumnitrátoldat)
belső súrlódásának meghatározása 25 C°-on................. 115
20. feladat: Molekulák közepes szabad úthosszának meghatározása gázok
(pl. széndioxid és hidrogéngáz) belső súrlódásának mérése alapján...................115
VIII. Átváltozási hőmérséklet mérése
21. feladat: Átváltozási hőmérséklet meghatározása ............... 116
a) Felmelegedési és lehűlési görbékkel...................... 117
b) Dilatometrikus módszerrel .............................. 118
IX. Fázisdiagramm meghatározása (termikus analízis)
22. feladat: Ötvözetek (pl. cink-kadmium-rendszer) fázisdiagrammjának meghatározása........................................ 120
X. Gőznyomás
a) A gőznyomás-görbe meghatározása............................. 121
23. feladat: Gőznyomás meghatározása sztatikus eljárással különböző
hőmérsékleten és a párolgáshő kiszámítása .................. 126
24. feladat: Gőznyomás görbe meghatározása dinamikus eljárással...................127
b) A levegő nedvességének mérése................................ 127
25. feladat: A levegő abszolút és relatív nedvességének meghatározása...................130
c) Elegyek folyadék-gőz egyensúlyának meghatározása.............. 130
26. feladat: Folyadékelegy forráspont- és egyensúlyi görbéjénél:
meghatározása ........................................ 132
d) Desztilláció, rektifikáló oszlop elméleti tányérszámának meghatározására....................................................... 133
27. feladat: Rektifikáló oszlop tanulmányozása (elméleti tányérszám meghatározása)................................. 139
28. feladat: Mólsúly meghatározása vízgőzdesztillációval........... 141
XI. Oldhatóság mérése
a) Szilárd anyagok oldhatósága folyadékban....................... 143
29. feladat: Szilárd anyag (pl. borostyánkősav) oldhatóságának meghatározása különböző hőmérsékleten és differenciális oldáshőjének kiszámítása.............................................. 144
b) Gázok oldhatósága folyadékban................................ 145
30. feladat: Gázok (pl. széndioxid és oxigén) oldhatóságának meghatározása vízben......................................... 147
c) Folyadékok kölcsönös oldhatósága ............................. 148
31. feladat: Folyadékok (pl. fenol és víz) kölcsönös oldhatósági görbéjének meghatározása .................................... 149
XII. Adszorpció mérése, kromatográfiás analízis
32. feladat: Adszorpciós izoterma meghatározása aktív szénen....... 150
33. feladat: Festékelegy kromatográfiás analízise.......................151
XIII. Felületi feszültség mérése...................154
34. feladat: Oldatok (pl. vizes izobutilalkohol oldatok) felületi feszültségének, mint a koncentráció függvényének meghatározása....... 158
XIV. Hőmennyiség mérése
A hőmennyiség méréséről általában............................ 160
35. feladat: Jég olvadáshőjének meghatározása egyszerű kaloriméterben.................................................... 165
36. feladat: Sók oldáshőjének meghatározása Dewar-kaloriméterben...................166
37. feladat: Közömbösítési hő meghatározása.................... 167
38. feladat: Párolgáshő meghatározása ......................... 168
39. feladat: Égéshő meghatározása ............................. 170
XV. Hővezetőképesség mérése
40. feladat: Gázok hővezetőképességének meghatározása; gázelegy analízise hővezetőképesség alapján ......................177
XVI. Diffúzióállandó mérése
A kísérleti eljárás........................................... 179
41. feladat: Káliumklorid diffúzióállandójának meghatározása Oeholm-féle készülékben.......................................... 182
B) ELEKTROKÉMIAI MÉRÉSEK
XVII. Elektrofizikai tudnivalók
a) A fontosabb gyakorlati mértékegységek ........................ 184
b) Ohm és Kirchhoff törvényei................................... 184
XVIII. A leggyakrabban használt elektromos eszközük
a) Áramforrások................................................ 186
b) Ellenállások ................................................. 187
c) Galvanométerek (amper- és voltméterek) ....................... 190
d) Elektrométerek ...............................................194
e) Az elektroncső és az elektroncsöves műszerek .............196
f) Általános tudnivalók mérőberendezések kapcsolására vonatkozóan...................204
XIX. Elektrokémiai alaptörvények
42. feladat: Az Ohm-törvény .................................. 205
Coulombméterek ....................................................206
43. feladat: A Faraday-törvény; coulombméterek összehasonlítása...................208
XX. Áram- és feszültségmérő műszerek kalibrálása
44. feladat: Amperméter kalibrálása ...........................208
45. féladat: Kvadránselektrométer kalibrálása............................209
46. feladat: Elektroncső telítési áramának és karakterisztikájának meghatározása........................ 210
XXI. Vezetőképességi mérések
Bevezetés ......................................211
A vezetőképesség (ellenállás) kísérleti meghatározása............. 212
47. feladat: A Wheatstone-híd mérődrótjának kalibrálása.......... 221
48. feladat: Néhány fém fajlagos ellenállásának meghatározása.....224
49. feladat: Oldatok (pl. kénsavoldatok) fajlagos vezetőképességének
változása a koncentrációval ............................. 224
50. feladat: Gyenge sav ekvivalens vezetőképességének, ill. disszociáció-állandójának meghatározása ............................ 226
51. feladat : Oldhatóság meghatározása telített oldat vezetőképességének
mérése alapján...........................................228
52. feladat: Konduktometrikus titrálás (pikrinsav- és báriumkloridoldat koncentrációjának meghatározása) .....................229
XXII. Kapacitás és dielektromos állandó mérése
a) Kísérleti eljárások............................................. 231
b) A dipólusmomentum meghatározása ............................ 234
53. feladat: Kondenzátorok kapacitásának meghatározása hídmódszerrel.................235
54. féladat: Dielektromos állandó meghatározása triodométerrel...... 235
55. feladat: Dipólusmomentum meghatározása ................... 236
XXIII. Az elektromotoros erő mérése
Bevezetés ... ............................................... 237
a) Elektromotoros erő mérésé ................................... 242
56. feladat: Elektromotoros erő meghatározása kompenzációs módszerrel, kapocsfeszültség és belső ellenállás mérése............... 250
57. feladat: Koncentrációs élem tanulmányozása.................. 251
58. feladat: Oldhatósági szorzat meghatározása (AgCl és AgBr)...................253
59. feladat: Kalomelelektród összehasonlítása n., 0,1 n. és 0,01 n. hidrogénelektróddal, a diffúziós potenciál mérése és kiküszöbölése Bjerrum szerint...............................255
60. feladat: A víz ionszorzatának meghatározása hidrogénion-koncentrációselem e. m. e.-jénék mérése alapján..................... 257
61. feladat: Redoxirendszer normálpotenciáljának meghatározása...................258
62. feladat: Affinitás és reakcióhő meghatározása e. m. e. mérése útján...................259
63. feladat: Potenciometrikus titrálás (jodid és bromid vagy ferro-vas meghatározása).......................................... 261
b) pH-mérések .....................................................265
64. feladat: pH meghatározása hidrogéngáz- és kinhidronelektróddal...................273
65. feladat: pH meghatározása kolorimetriás (indikátoros) módszerrel kiegyenlítő (puffer-) oldatokkal ............................ 274
66. feladat: pH meghatározása üvegelektróddal................... 275
XXIV. Mérések az elektrolízis és polarizáció köréből
a) Hatásfok (hasznossági tényező)................................ 275
67. feladat: Ólomakkumulátor hatásfokának meghatározása....... 275
b) Bomlásfeszültség ............................................. 277
68. feladat: Bomlásfeszültség meghatározása ..................... 278
c) Elektrogravimetria (elektroanalízis)............................. 279
69. feladat: Réz és nikkel elektroanalitikai elválasztása és meghatározása................................................... 281
70. feladat: Réz és nikkel elektroanalitikai meghatározása gyors eljárással...................................................... 283
71. Sárgaréz elektroanalízise (réz és cink elválasztása)............. 284
d) Átviteli szám mérése.......................................... 284
72. feladat: Átviteli szám meghatározása...................................... 289
e) Polarográfia ................................................. 290
73. feladat: Réz, kadmium és cink meghatározása egymás mellett polarográffal........................................... 298
C) MAGNETOKÉMIAI MÉRÉSEK
XXV. A mágneses szuszceptibilitás mérése
a) A fontosabb mágneses egységek ............................... 300
b) Az anyagok viselkedése mágneses térben ....................... 302
c) A mágneses szuszceptibilitás kísérleti meghatározása............. 303
74. feladat: Oldatok szuszceptibilitásának meghatározása Quincke
módszerével ............................................. 310
D) REAKCIÓKINETIKAI MÉRÉSEK
XXVI. A kémiai reakciósebesség mérése
Bevezetés ...............................................................312
75. feladat: A nádcukor inverziósebességének mérése ..........................313
76. feladat: Etilacetát elszappanosodási sebességének mérése..................315
77. feladat: Katalízis, promotor-és inhibitorhatás tanulmányozása...................316
XXVII. Fotokémiai mérések
Bevezetés ................................................. 317
78. feladat: A fotokémia alaptörvényeinek tanulmányozása, a kvantumhasznosítási tényező meghatározása.......................... 321
E) EGYENSÚLYI MÉRÉSEK
A kémiai egyensúly meghatározása
Bevezetés ................................................... 324
79. feladat: Észteregyensúly mérése............................. 325
80. feladat: A vízgázreakció egyensúlyi állandójának meghatározása 1200 C°-on................................................ 326
81. feladat: Indikátor disszociáció-állandójának meghatározása kolorimetriás eljárással....................................... 330
F) OPTIKAI MÉRÉSEK
XXIX. A törésmutató (refrakció) mérése
Bevezetés ................................................... 333
A törésmutató kísérleti meghatározása (refraktométerek)......... 335
82. feladat: Törésmutató, diszperzió, mólrefrakció, ill. móldiszperzió
meghatározása Pidfrieh-féle refraktométerrel.................. 344
83. feladat: Koncentráció meghatározása merülő (bemártó) refraktométerrel............................................... 346
84. feladat: Olaj (vagy vaj) törésmutatójának meghatározása Abbe-féle (vagy Wollny-féle) refraktométerrel ..................... 347
XXX. Az optikai forgatóképesség mérése
Bevezetés ........................................................................................347
A forgatóképesség kísérleti meghatározása (polariméterek).........349
85. feladat: Fajlagos forgatóképesség, valamint koncentráció meghatározása polariméterrel ........................................353
XXXI. Színképek vizsgálata
Bevezetés .................................................. 354
a) Spektroszkópok és spektrográfok............................... 354
b) Emissziós spektroszkópia, színképelemzés ....................... 359
86. féladat: Spektroszkóp skálájának kalibrálása és sóelegy kvalitatív színképelemzése........................................... 359
c) A fényabszorpció mérése ......................................360
Bevezetés ................................................... 360
c1) Abszorpciós spektrográfra ..................................... 361
c2) Abszorpciós fotometria......................................... 366
87. feladat: Abszorpciós maximum meghatározása rácsspektroszkóppal.............................. 372
88. feladat: Ultraibolya abszorpciós görbe meghatározása kvarcspektrográffal......................... 373
89. feladat: Abszorpciós görbe meghatározása Pulfrich-féle fotométerrel.......................................................374
90. feladat: pH meghatározása indikátorral és Pulfrich-féle fotométerrel........................................................375
G) KOLLOIDKÉMIAI KÍSÉRLETEK. ÍRTA: DR. BUZÁGH ALADÁR
XXXII. Kolloidoldatok előállítása
91. feladat: Kolloidoldatok előállítása különböző eljárásokkal....... 377
I. Kondenzációs módszerek ............................... 377
II. Diszperziós módszerek .. ............................... 380
XXXIII. A kolloidoldatok optikai sajátságai
a) Nefelometria................................................ . 382
92. feladat: A szórt fény tanulmányozása. Szólok zavarosságának meghatározása............................................... 385
b) Ultramikroszkópia .......................................... 385
93. feladat: Kolloidoldatok vizsgálata és diszperzitásfokuk meghatározása ultramikroszkóppal ..................................... 390
XXXIV. A kolloidoldatok elektromos sajátságai (elektroforézis)
a) A kolloidrészecskék töltéselőjelének megállapítása................ 391
94. feladat: Szólok töltés előjelének meghatározása ............... 391
b) Az elektroforetikus mozgékonyság meghatározása................ 392
95. feladat: Elektroforetikus mozgékonyság meghatározása indigószuszpenzióban és ezüstkloridszóiban ........................ 394
XXXV. A koagulálás és védőhatás
96. feladat: Különböző ionok koaguláló hatásának tanulmányozása;
az izoelektromos pont meghatározása........................ 395
97. feladat: A védőhatás tanulmányozása; az aranyszám meghatározása.............397
XXXVI. A gélek sajátságai
98. feladat: A zselatinosodás és duzzadás tanulmányozása ........ 397
H) RADIOAKTIVITÁSI MÉRÉSEK. ÍRTA: DR. IMRE LAJOS
XXXVII. Általános tudnivalók
XXXVIII. A leggyakrabban használt mérőmódszerek
a) Elektroszkópok ..............................................................403
b) Elektrométerek ........ .. ................... ..........................407
c) Elektromos számlálócsövek........................................................................409
d) Wilson-kamra....................................................................411
XXXIX. A radioaktív bomlássebesség- és anyagmennyiség-mérés
99. feladat: Felezési idő (bomlássebességi állandó) meghatározása...................412
100. feladat: A radioaktív bomlássebesség időbeli ingadozásainak
meghatározása ............................................ 418
101. feladat: Radioaktív készítmény mérése a-sugárzás alapján......420
102 feladat: Gamma-sugárzás tanulmányozása, radioaktív készítmény erősségének megállapítása gamma-sugárzása útján .................. 421
XL. A radioaktív sugárzás abszorpciója
103. feladat: Béta-sugarak abszorpció-együtthatójának meghatározása...................421
XLI. A radioaktív sugárzás hatótávolsága
104. feladat: A polónium alfa-sugarai hatótávolságának meghatározása...................423
XLII. A radioaktív indikáció
105. feladat: Ólomszulfát-kristálypor felületének meghatározása a radioaktív indikátor-módszerrel ............................. 425
XLIII. Mesterséges radioaktivitás
106. feladat: Mesterséges radioaktív elem előállítása neutronokkal,
neutronforrás erősségének meghatározása ...................... 428
107. feladat: Mesterséges radioaktív indikátor (nyomozó elem) előállítása „súlytalan" mennyiségben, neutronbesugárzással .......431

Témakörök