Физическая и коллоидная химия
Методические указания
по выполнению лабораторных работ и практических занятий
для студентов специальности 19.02.10
Преподаватель:
Копылова Алина Леонидовна
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ
«НОВОСИБИРСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ ПИТАНИЯ»
Аннотация
Методический комплект к лабораторным работам и практическим занятиям по
дисциплине «Химия» составлен для студентов специальности 19.02.10 «Технология
продукции общественного питания».
Выполнение этих работ формирует навыки и умения работать с химическими
веществами, бережно относится к химическим реактивам, химической посуде, пользоваться
физическими приборами. Эти работы способствуют закреплению знаний, полученных на
теоретических занятиях.
Данный комплект помогает организовать работу студентов малыми группами, а так
же индивидуально. При проведении лабораторных работ студенты учатся пользоваться
таблицами, справочной литературой; собирать приборы, соблюдать правила техники
безопасности. Студенты на практике изучают свойства веществ, которые уже изучили на
теоретических знаниях, что повышает интерес к данной дисциплине.
Состав и содержание лабораторных работ и практических занятий направлено на
реализацию требований ФГОСа.
Перечень лабораторных работ и практических занятий указаны в соответствии с
рабочей программой данной дисциплины.
К каждой лабораторной работе разработаны методические указания по ее
проведению. Студенты, при выполнении работы, пользуются инструкциями. В инструкции
указаны: цель работы, оборудование, порядок выполнение работы, таблица, форма отчета,
контрольные вопросы.
Оформление лабораторных работ и практических занятий и их оценка.
1. Лабораторные работы оформляются в отдельной тетради, практические занятия
могут быть в общей тетради конспектом лекций.
2. Студент оформляет работу в соответствии с методическими указаниями, данными в
работе.
3. Оценка работы студента преподавателем осуществляется по результатам
выполненных и оформленных заданий в форме зачета.
Список лабораторных работ и практических занятий
Лабораторная работа № 1
Лабораторная работа № 2
Лабораторная работа № 3
Лабораторная работа № 4
Лабораторная работа № 5
Лабораторная работа № 6
Лабораторная работа № 7
Лабораторная работа № 8
Лабораторная работа № 9
Практическое занятие № 1
Практическое занятие № 2
Практическое занятие № 3
Практическое занятие № 4
«Определение поверхностного натяжения и вязкости
жидкостей»
«Определение скорости химических реакций Принцип Ле
Шателье»
«Определение энтальпий растворения и химических
реакций»
«Определение рН»
«Изучение процессов адсорбции активированным углем
различных веществ из растворов»
«Получение коллоидных растворов»
«Исследование строения мицелл и свойств коллоидных
растворов»
«Получение устойчивых эмульсий и пен, выявление роли
стабилизатора»
«Изучение изменения белков, жиров, при тепловой
обработке»
«Решение задач на расчет энтальпий химических реакций».
«Химическое равновесие. Смещение химического
равновесия».
«Расчеты концентраций растворов, осмотического
давления, температур кипения и замерзания, рН среды»
«Составление формул и схем строения мицелл»
Лабораторная работа№ 1.
Тема: Определение поверхностного натяжения и вязкости жидкости.
Цель работы:
определить поверхностное натяжение мыльного раствора;
сравнить поверхностное натяжение мыльного раствора и поверхностное натяжение
воды;
определить вязкость мыльного раствора;
сравнить вязкость мыльного раствора и вязкость воды;
объяснить, почему натяжение мыльного раствора меньше поверхностного натяжения
воды, а вязкость мыльного раствора больше вязкости воды;
научиться пользоваться вискозиметром и сталагмометром.
Реактивы и оборудование :
пипетка, вискозиметр, большой химический стакан
термометр, секундомер, штатив, мыльный раствор, вода
При выполнении работы не забывайте выполнять правила Т.Б.
Опыт №1. Определение поверхностного натяжения методом счёта капель.
Метод основан на счёте капель, которые вытекают из пипетки (сталагмометра) через
капиллярное отверстие. Каждая капля отрывается от нижнего конца трубки только тогда,
когда её масса преодолеет силу поверхностного натяжения жидкости. Чем больше
поверхностное натяжение жидкости , тем больше по массе отрывающаяся капля жидкости ,
тем меньше капель получится из этого объёма жидкости .
Ход работы:
Укрепите сталагмометр вертикально в штативе, промойте его водой. Под
сталагмометр поставьте стаканчик с водой. Медленно насосите воду выше верхней метки.
После чего дайте жидкости стечь до верхней метки. Когда мениск жидкости проходит
верхнюю отмету, начинайте отсчитывать капли. Как только мениск достигнет нижней
отметки, отсчёт капель прекратите. Повторите опыт 3 раза и возьмите среднее число капель.
Опыт повторите с мыльным раствором. Зная число капель воды и мыльного раствора,
вычислите поверхностное натяжение жидкости / мыльного раствора / по формуле:
n0
n
0
0
– поверхностное натяжение мыльного раствора
0 – поверхностное натяжение воды (0.= 72,75103 н/м)
0 – плотность воды (O =103кг/м3)
– плотность мыльного раствора (=0, 7894103кг/м3)
n0 – количество капель воды
n – количество капель мыльного раствора
Данные подсчёта капель занесите в таблицу:
Жидкость
1 раз
Вода
Мыльный раствор
Количество капель
2 раз
3 раз
Среднее значение
Форма отчета:
o Записать название опыта;
o нарисовать сталагмометр;
o провести опыт;
o заполнить таблицу;
o записать формулу для расчета ;
o сделать расчет, указав единицы измерения;
o объяснить, почему поверхностное натяжение воды больше, чем поверхностное
натяжения раствора мыла
o сделать вывод по результату опыта.
Опыт №2. Определение вязкости жидкости при помощи вискозиметра.
Вязкость любой жидкости определяют по отношению к вязкости воды, так как
величина последней известна. Одинаковые объёмы исследуемой жидкости и воды
пропускают через вискозиметр , измеряя время истечения жидкости.
Данные подставляют в формулу:
H O
ж
2
Н О Н О
ж
2
ж
2
H2O- вязкость воды (H2O=0, 01П)
H2O- плотность воды (H2O =103кг/м3)
ж- плотность мыльного (ж = 0, 99103кг/м3)
- время истечения жидкости и воды в сек.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Ход работы:
Нижнее отверстие вискозиметра зажмите пальцем,
налейте в него воду до краёв;
приготовьте секундомер;
откройте отверстие вискозиметра и отметьте время, за которое истечёт вся жидкость;
опыт повторите 3 раза.
то же самое повторите с мыльным раствором.
результаты занесите в таблицу.
Жидкость
Время истечения жидкости (мыльного раствора) в секундах
1 раз
2 раз
3 раз
Среднее значение
Вода
Мыльный раствор
Форма отчета:
o Записать название опыта;
o нарисовать вискозиметр;
o провести опыт;
o заполнить таблицу по результатам опыта;
o записать формулу для расчета ж;
o сделать расчет, указав единицы измерения;
o сделать вывод по результату опыта.
Контрольные вопросы.
1. В чём заключается сходство жидких и твёрдых тел?
2. Объясните, почему возникает поверхностное натяжение?
3. Как называются вещества, снижающие поверхностное натяжение жидкости и
повышающие его. Приведите примеры.
4. Что такое вязкость жидкости? В каких единицах она измеряется?
5. От каких факторов зависит вязкость жидкости?
Лабораторная работа №2
Тема: Скорость химических реакций и химическое равновесие.
Цели:
выяснить, как влияет на скорость химической реакции концентрация реагирующих
веществ, температура;
вычислить скорость химической реакции, используя расчетные формулы;
выяснить, как влияет изменение концентрации на смещение химического равновесия;
экономно расходовать реактивы;
уметь делать выводы по результатам опыта.
Реактивы и оборудование :
гипосульфит натрия 0,1м Na2S2O3, серная кислота 0,1м H2SO4,
хлорид железа (III)FeCl3,
роданид аммония NH4CNS; хлорид аммония NH4Cl
прибор для нагревания, штативы, пробирки, термометры
При выполнении работы не забывайте выполнять правила Т.Б.
Опыт №1 Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.
Na2S2O3 + H2SO4= Na2SO4 + Н2О + SO2 + S
Момент сливания растворов – начало реакции;
появление мути от выпавшей в осадок серы (до степени разведенного молока) – конец
реакции
1). В три пробирки налейте раствор гипосульфита натрия Na2S2O3 ,
o
в первую - 1 мл,
o
во вторую - 2 мл,
o
в третью - 3 мл.
2). В первую пробирку прилейте 2 мл воды,
во вторую - 1 мл Н2О
третью - оставьте без изменений.
Какой раствор имеет большую концентрацию?
3). В каждую пробирку прилить 1 мл серной кислоты H2SO4 .
4). Отметьте время, прошедшее с момента добавления кислоты до момента появления
мути цвета разбавленного молока от выпавшей в осадок серы ( в каждой пробирке)
5). Заполните таблицу по результатам опыта:
Объем, мл
Продолжительность реакции
Скорость
№
Na2S2O3
H2SO4
(сек)
реакции 1
1
2
3
Форма отчета:
o
o
записать название опыта;
провести опыт;
o
o
o
заполнить таблицу;
сделать вывод по результату опыта.
нарисовать график изменения скорости реакции в зависимости от
концентрации.
Опыт №2 Зависимость скорости реакции от температуры.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
№
В три пробирки налейте по 1 мл гипосульфита натрия Na2S2O3, в другие три пробирки
налейте по 1мл серной кислоты.
В первую пробирку с гипосульфитом натрия Na2S2O3, прилейте 1 мл раствора серной
кислоты и взболтайте (без нагревания)
Заметьте время с момента добавления кислоты до момента помутнения.
Вторую пробирку с Na2S2O3 нагрейте до 500С
Слейте растворы гипосульфита натрия и серной кислоты и отметьте время,
прошедшее с момента сливания до появления серы (мути).
Третью пробирку с гипосульфитом натрия нагрейте до 700С
Слейте растворы гипосульфита натрия и серной кислоты и отметьте время, прошедшее
с момента сливания до появления серы (мути).
Заполните таблицу по результатам опыта:
Объем, мл
Na2S2O3
H2SO4
1
2
3
Температура
0
С
Продолжительность
реакции
(сек)
Скорость
реакции 1
20
50
70
Форма отчета:
o
o
o
o
o
записать название опыта;
провести опыт;
заполнить таблицу;
сделать вывод по результату опыта.
нарисовать график изменения скорости реакции в зависимости от
концентрации.
Опыт №3 Химическое равновесие.
1). В пробирку налейте 10 мл воды и прилейте 1-2 капли растворов хлорид железа (III)FeCl3
и роданида аммония NH4CNS .
Произошла реакция: FeCl3+3NH4CNS =Fe(CNS)3+3NH4Cl .
2). Полученный раствор разлейте поровну в 4 пробирки .
3). В первую прилейте 1 мл раствора хлорид железа (III) FeCl3,
4). Во вторую 1 мл. раствора NH4CNS .
5). В третью положите несколько кристалликов NH4Cl , взболтайте .
6). Четвертую пробирку оставьте для сравнения .
Форма отчета:
o
o
o
записать название опыта;
провести опыт;
сделать вывод по результату опыта.
Контрольные вопросы.
1. Как изменится скорость реакции 2NO + O2 = 2NO2 , протекавшей в закрытом сосуде, если
увеличить давление в 4 раза .
2. В каком направлении сменится равновесие при повышении давления:
CO(г)+Cl2(г)=COCl2(г) , H = -80кДж .
3. Как сместится равновесие при повышении температуры?
4. При t=1500C реакция заканчивается за 10 минут . Принимая температурный коэффициент
равным 2 , рассчитать через какое время закончилась бы эта же реакция при 800С.
Лабораторная работа № 3.
Тема: «Тепловые явления при растворении».
Цели:
o на примере растворения различных веществ в воде познакомиться с тепловыми
эффектами реакций при растворении;
o научиться определять тепловой эффект реакции замещения меди из раствора ее соли
алюминием;
o научиться анализировать результаты экспериментов, делать выводы;
Реактивы и оборудование :
o порошок алюминия, медный купорос (CuSO45H2O),
o NaCl, KOH, NH4NO3 ,
o весы, термометр, пробирки, стеклянная палочка
При выполнении работы не забывайте выполнять правила Т.Б.
Опыт №1 Тепловые явления при растворении.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Взвесьте 5 грамм различных веществ: . NaCl, NH4NO3, KOH.
В три пробирки налейте по 20 мл воды.
Измерьте температуру воды в пробирках.
В первую пробирку всыпьте NaCl, и определите температуру растворения.
Во вторую пробирку всыпьте NH4NO3 , измерьте температуру растворения.
В третью пробирку - KOH, измерьте температуру .
Заполните таблицу:
масса реактива
№
1
2
3
масса воды
температура
воды
температура
раствора
t
Форма отчета:
o Записать название опыта;
o провести опыт;
o заполнить таблицу;
o записать формулу для расчета;
o сделать вывод по результату опыта.
Опыт №2 Определение теплового эффекта реакции замещения меди из раствора
ее соли алюминием.
1. Взвесьте на весах 2 грамма медного купороса.
2.
3.
4.
5.
6.
Растворите соль в 10 мл воды в пробирке, измерьте температуру.
Взвесьте 0.5 грамм алюминиевого порошка.
Всыпьте порошок в раствор медного купороса.
Определите температуру раствора.
Количество выделившегося при реакции тепла рассчитайте по формуле:
Q=(mAl + mCuSO4 + mH2O) t C ,
где t -изменение температуры раствора,
С - удельная теплоемкость, (1)
Полученное количество теплоты выделится при взаимодействии 0.5 грамм алюминия.
Форма отчета:
o записать название опыта;
o провести опыт;
o записать формулу для расчета;
o сделать расчет и записать уравнение реакции с указанием теплового
эффекта;
o сделать вывод по результату опыта.
Контрольные вопросы:
1. Какие растворы называются насыщенными и перенасыщенными ?
2. Объясните, почему температура замерзания раствора ниже , чем температура замерзания
растворителя ?
3. Объясните, почему температура кипения раствора выше, чем температура кипения
растворения?
4. Какова нормальная концентрация раствора серной кислоты 9.8 грамма, которой
растворено в 0.5 л. воды?
Лабораторная работа № 4
Тема: "Определение водородного показателя растворов".
Цели
научиться определять pH среды растворов, используя различные индикаторы;
уметь применять колориметрический метод анализа на практике, в своей профессии;
экономно расходовать реактивы.
Реактивы и оборудование
набор индикаторов, щелочь, кислота,
исследуемые растворы солей, буферный раствор.
штатив с пробирками.
При выполнении работы не забывайте о правилах Т.Б.
Опыт №1 Определение цвета индикатора в различных средах.
1. Налейте в одну пробирку 1 мл кислоты, в другую пробирку 1 мл щелочи.
2. Прибавьте в каждую пробирку 1-2 капли индикатора метилового оранжевого.
Повторите опыт с другими выданными индикаторами
Данные занесите в таблицу:
окраска
Индикатор
в кислоте
в щелочи
1.
2.
Контрольные вопросы:
1.
2.
3.
4.
5.
Что такое индикаторы?
Какие индикаторы изменяют окраску в щелочной среде?
Какие индикаторы изменяют окраску в кислой среде?
Какие индикаторы изменяют окраску и в щелочной и в кислой средах?
Что такое интервал перехода окраски индикатора?
Опыт №2 Определение рН растворов солей.
1. Перед началом проведения опыта тщательно промойте пробирки.
2. Налейте в 3 пробирки по 5 мл раствора соли.
3. В пробирки с раствором соли добавьте по 1-й капле разных индикаторов (в каждую
пробирку 1 индикатор).
4. Несколько индикаторов используются для более точного определения рН среды.
5. Повторите опыт с растворами других солей.
Данные занесите в таблицу.
Раствор соли
Индикатор
Цвет
Ответьте на вопрос: Почему растворы солей имеют различное значение рН?
Опыт №3 Буферные растворы..
Налейте в пробирку 1 мл буферного раствора.
Определите рН при помощи универсальной индикаторной бумажки.
Разлейте раствор в две пробирки.
Добавьте в первую - 0,5мл кислоты и определите рН при помощи универсальной
индикаторной бумажки.
5. Добавьте во вторую - 0,5мл щелочи, определите рН при помощи универсальной
индикаторной бумажки.
1.
2.
3.
4.
Ответьте на вопрос: Какие растворы называются буферными?
Форма отчета: Запись наблюдений по ходу опытов, ответы на поставленные вопросы,
выводы по результатам опытов записывать в тетрадь.
Контрольные вопросы:
1. Как называется метод определения концентрации ионов водорода, основанный на
изменении цвета индикатора?
рН
2. Чему равна концентрация гидроксид-ионов в растворе, если концентрация инов водорода
равна:[Н+]=10-5. Определите значение рН данного раствора.
3. Какое значение рН будет иметь раствор, если [Н+]=10-11.?
Лабораторная работа № 5.
Тема: «АДСОРБЦИЯ».
Цели:
познакомиться с явлением адсорбции на примере активированного угля;
выяснить зависимость адсорбции от природы адсорбента, от природы растворенного
вещества;
познакомиться с практическим применением адсорбции на примере хроматографии.
Реактивы и оборудование :
активированный уголь, фуксин водный, фуксин спиртовый, Cо(NO3)2 , KI , I2,
Pb(NO3)2 , FeCl3 , CuSO4 , Al2O3.
воронки , стаканы , пробирки, фильтровальная бумага.
При выполнении работы не забывайте выполнять правила Т.Б.
Опыт №1 Адсорбция различных веществ из растворов.
1) Возьмите три пробирки:
o
в первую налейте 3 мл раствора йода (I2),
o
во вторую - 3 мл раствора CuSO4,
o
в третью - 3 мл синего лакмуса.
2) В каждую пробирку всыпьте 1 грамм активированного угля, хорошо взболтать
3) Через 3-4 мин. отфильтруйте смеси через воронку с фильтровальной бумагой.
4) Запишите наблюдаемые явления в таблицу:
Вещество
Раствор йода
Раствор CuSO4,
Раствор синего лакмуса
Форма отчета:
o
o
o
o
Цвет до адсорбции
Цвет после адсорбции
Записать название опыта;
провести опыт;
заполнить таблицу;
сделать вывод по результату опыта.
Опыт №2 Адсорбция ионов свинца углем.
1.
2.
3.
4.
5.
В две пробирки налейте по 2мл раствора Pb(NO3)2 .
В одну пробирку прилейте 0,5 мл KI
В другую пробирку добавьте 1 грамм активированного угля,
взболтайте в течение 5 мин, затем профильтруйте.
К фильтрату прилейте также 0,5 мл раствора KI .
Форма отчета:
o
o
o
o
запишите название опыта;
проведите опыт;
запишите наблюдения,
приведите уравнение реакции между Pb(NO3)2 и KI .
o
сделайте вывод о возможности адсорбции не только молекул, но и
ионов из растворов.
Опыт №3 Влияние природы растворителя на адсорбцию.
1)
2)
3)
4)
5)
В одну пробирку налейте 3 мл водного раствора фуксина.
В другую 3 мл спиртового раствора фуксина.
Внесите в обе пробирки по 1 грамму активированного угля.
Взболтайте в течение 4 мин.
Профильтруйте растворы.
Форма отчета:
o
запишите название опыта;
o
проведите опыт;
o
запишите наблюдения,
o
сделайте вывод о степени адсорбции, учитывая правило адсорбции на твердых
адсорбентах.
Опыт №4 Хроматографическое разделение солей.
1)
2)
3)
4)
Взять стеклянную трубку, плотно закрыть одно отверстие фильтрованной бумагой.
Заполните трубку на высоте 5-7 см. порошком оксида алюминия.
В пробирку налейте 5-6 капель смеси растворов солей Cо2+ , Cu2+ , Fe3+
Трубку спустите в пробирку со смесью и оставьте в покое на 10 мин.
Форма отчета:
o
запишите название опыта;
o
проведите опыт;
o
запишите наблюдения,
o
зарисуйте схему распределения ионов в трубке в процессе хроматографии
o
дайте определение понятия хроматографии
Контрольные вопросы:
1) Приведите примеры правил хранения продуктов на основании явления адсорбции .
2) Коробка противогаза содержит 40г. активированного угля. Какое количество хлора ( в
мл) может быть поглощено противогазом, если 2,5г. активированного угля адсорбирует
235 мл. хлора при нормальных условиях?
3) Что такое адсорбция, абсорбция, адсорбент, адсорбтив?
Лабораторная работа № 6, 7.
Тема: «Получение и свойства коллоидных растворов».
Цели:
научиться на практике получать коллоидные растворы;
изучить некоторые свойства коллоидных растворов;
наблюдать изменение знака коллоида в зависимости от способа получения золя;
учиться анализировать результаты экспериментов, делать выводы.
Реактивы и оборудование :
растворы: FeCl3 , NH4OH , HCl ,AgNO3 , KI , одеколон
штатив с пробирками, два стакана, нагреватель
При выполнении работы не забывайте выполнять правила Т.Б.
Опыт №1 Получение золя гидроксида железа (III) методом пептизации.
1)
Возьмите 5мл FeCl3 и прибавьте раствор аммиака по каплям до полного выпадения
осадка гидроксида железа(III).
2)
Полученный осадок промойте дистиллированной водой, после чего взболтайте его с
большим количеством воды;
3)
После отстаивания прозрачную жидкость над осадком осторожно слейте.
О конце отмывания судят по отсутствию запаха аммиака.
4)
Промытый осадок разлейте поровну в две пробирки:
в одну прибавьте в качестве пептизатора 1мл. HCl ,
другую - оставьте для сравнения .
5)
Осадок с пептизатором следует взбалтывать и осторожно подогревать.
При наступлении пептизации получается красно-коричневый золь гидроксида железа(III).
Форма отчета:
o
o
o
o
o
Записать название опыта;
провести опыт;
написать уравнения реакций;
написать формулу мицеллы, указать ее части;
сделать вывод о способе получения золя.
Опыт №2 Получение золя гидроксида железа (III) методом гидролиза.
1. Приготовьте 10 мл кипящей дистиллированной воды.
2. Влейте в нее по каплям раствор хлорида железа(III) до получения коллоидного раствора
красно-коричневого цвета.
Форма отчета:
o
o
o
o
o
Записать название опыта;
провести опыт;
написать уравнение реакции;
написать формулу мицеллы, указать ее части;
сделать вывод о способе получения золя.
Опыт №3 Изменение знака заряда коллоида в зависимости от способа
получения.
1. Возьмите 2мл раствора нитрата серебра и добавьте из бюретки по каплям раствор
иодида калия. В результате реакции образуется золь иодида серебра с положительно
заряженной гранулой.
2. Возьмите 2мл. раствора иодида калия и добавьте из бюретки по каплям раствор нитрата
серебра. В результате реакции образуется золь иодида серебра с отрицательно
заряженной гранулой.
Форма отчета:
o
o
o
o
o
записать название опыта;
провести опыт;
написать уравнения реакций;
написать формулы мицелл, указать части;
сделать вывод по результатам опыта.
Опыт №4 Получение золя методом замены растворителя.
1. Налейте в пробирку 10 мл дистиллированной воды
2. капните туда несколько капель одеколона.
Наблюдайте образование опалесципующего золя.
Форма отчета:
o
o
o
записать название опыта;
провести опыт;
сделать вывод по результатам опыта..
Контрольные вопросы:
1) Перечислите методы получения золей.
2) Напишите формулу мицеллы золя Fe(OH)3 , полученного при взаимодействии FeCl3 и
избытка NaOH. Назовите все части мицеллы, постройте графическую формулу
мицеллы.
3) В чем проявляется действие стабилизатора?
4) Что понимают под агрегативной устойчивостью золей?
5) Что понимают под кинетической устойчивостью золей?
Лабораторная работа № 8 .
Тема: «Получение эмульсии , пены , суспензии».
Цели:
уметь получать устойчивые эмульсии, пены, суспензии;
изучить действие стабилизатора (ПАВ);
на примере изоамилового спирта пронаблюдать действие пеногасителя;
экономно расходовать реактивы;
научиться анализировать результаты эксперимента, делать выводы.
Реактивы и оборудование :
раствор мыла, раствор белка, растительное масло,
изоамиловый спирт, раздробленный мел, крахмал,
штатив с пробирками, капиллярная трубка, пипетки, колбы
При выполнении работы не забывайте выполнять правила Т.Б.
Опыт №1 Получение эмульсии.
1) Приготовьте три пробирки:
o
в первую пробирку налейте 5 мл воды,
o
во вторую 5 мл раствора мыла,
o
в третью - 5 мл раствора белка.
2) Добавьте в каждую пробирку по 3-5 капель растительного масла
3) Взболтайте содержимое пробирок.
Форма отчета:
o
o
o
o
записать название опыта;
провести опыт;
записать наблюдения;
сделать вывод по результату опыта.
Опыт №2 Получение пены.
1)
2)
3)
4)
Налейте в колбочку 10-15 мл воды
Через капиллярную трубочку продувайте воздух.
Повторите опыт, заменив воду раствором мыла.
К полученной пене добавьте 1-2 капли изоамилового спирта
Форма отчета:
o
o
o
o
записать название опыта;
провести опыт;
записать наблюдения;
сделать вывод по результату опыта.
Опыт №3 Получение суспензии.
1) В две пробирки налейте воды.
o в одну добавьте порошок мела,
o во вторую - крахмал.
2) Содержимое обеих пробирок встряхните и отставьте.
3) Через 3-5 минут наблюдайте распад системы.
Форма отчета:
o
o
o
o
записать название опыта;
провести опыт;
записать наблюдения;
сделать вывод по результату опыта.
Контрольные вопросы:
1)
Дайте определение эмульсиям.
2)
Перечислите способы получения эмульсий. Перечислите эмульсии, применяемые в
питании.
3)
Дайте определение менам.
4)
Перечислить пены, применяемые в питании.
5)
Дайте определение суспензиям.
6)
суспензий.
7)
Перечислите суспензии, применяемые в питании.
Лабораторная работа № 9
Тема: Изменения белков, жиров при тепловой обработке.
Цель:
на примере тепловой обработке продуктов объяснить химическую суть происходящих
процессов;
уметь видеть связь между дисциплинами «Физическая и коллоидная химия» и
«Технология приготовления пищи»;
Оборудование и реактивы плитка, порционная сковорода, сырое яйцо, немного масла (для
жарения), горелка, держатель, горючее, спички,
большие пробирки, молоко свежее и
несвежее (кислое). колба, вода, кусочек рыбы. вискозиметр, мерные стаканы (2 шт.),
секундомер, фритюрный жир (до и после использования), стакан
с водой, салфетки
При выполнении работы не забывайте о правилах Т.Б.
Опыт №1 Изменение белков при тепловой обработке
1.1. Изменение белков яйца при тепловой обработке.
Оборудование: плитка, порционная сковорода, сырое яйцо, немного масла (для жарения)
- Жарка яйца на сковородке
Назовите коллоидное состояние белков яйца до и после тепловой обработки.
Напишите схему изменения полноценных белков при тепловой обработке.
1.2. Изменение белков молока при тепловой обработке.
Оборудование: горелка, держатель, горючее, спички, большая пробирка, молоко (свежее).
-Вскипятите молоко (7-10 минут)
Назовите коллоидное состояние полноценных белков молока.
Что образуется на поверхности кипяченого молока?
Напишите схему изменения полноценных белков молока при тепловой обработке.
1.3. Изменение белков несвежего (кислого) молока при тепловой обработке.
Оборудование: горелка, держатель, горючее, спички, большая пробирка, молоко несвежее
(кислое).
- Вскипятите молоко. (7-10 минут)
Назовите коллоидное состояние полноценных белков несвежего (кислого) молока.
Как изменяется коллоидное состояние несвежего молока в результате кипячения?
Напишите схему изменения полноценных белков молока при тепловой обработке.
1.4. Изменение белков рыбы при тепловой обработке.
Оборудование: плитка, колба, вода, кусочек рыбы.
- Налить в колбу воды, положить туда кусочек рыбы, довести до кипения и кипятить в
течении 5 - 7 минут.
Запишите изменения, происходящие с сырой рыбой при тепловой обработке
Напишите схему изменения полноценных белков при тепловой обработке
Что произошло с соединительно - тканным белком (коллагеном ) при тепловой обработке?
Опыт № 2. Определение цвета и вязкости жира после жарки во фритюре.
Оборудование: вискозиметр, мерные стаканы (2 шт.), секундомер, фритюрный жир до и
после использования, стакан с водой, салфетки
Имеется два мерных стакана на 100 мл . Один со свежим растительным маслом,
второй - с прогретым в течении 5 часов при температуре 1800С (фритюрное)
Сравните и запишите цвет масла до и после прогревания.
Определите вязкость свежего и прогретого масла, используя вискозиметр и
навыки, полученные при выполнении лабораторной работы №1.
Результаты опытов занесите в таблицу
Жидкость
1
Время истечения жидкости
2
3
Среднее
Вода
Масло до использования
Масло после использования
По полученным данным сделайте расчет вязкости фритюрного жира до и после жарки
во фритюре.
Для расчета вязкости используйте формулу:
H O
ж
2
Н О Н О
ж
2
ж
2
где: (H O) = 0,01П; (H O) = 1 г/см3; (масла) = 0,78 г/см3;
Вязкость жира до жарки
100%
Вязкость жира после жарки Х %
Определите на сколько % изменилась вязкость.
Фритюрные жиры при длительном нагревании и высокой температуре ( 1800С)
претерпевают глубокие изменения. Многие продукты окисления и непредельные
кислоты способны легко полимеризоваться, образуя высокомолекулярные соединения.
При этом возрастает вязкость жира и снижается его усвояемость. Меняется и цвет
жира - он темнеет.
Если вязкость жира возрастает более чем на 35% первоначального значения, то его
нельзя использовать.
Сделайте вывод о возможности использования исследуемого фритюрного жира.
Форма отчета:
o
o
o
o
записать название опыта;
провести опыт;
записать наблюдения;
сделать вывод по результату опыта.
Контрольные вопросы
1.
2.
3.
4.
5.
Что входит в понятие «режим варки» ?
Перечислите требования к качеству бульона.
Почему повышается вязкость фритюрного жира при длительном нагревании?
Как изменяется коллоидное состояние белков яйца после жарки?
Как изменяется коллоидное состояние белков свежего молока после кипячения?
Практическое занятие №1
Тема: «Решение задач на расчет энтальпий химических реакций»
Цели:
•
закрепить знание основных законов и понятий термодинамики и термохимии;
•
выработать умения и навыки по решению задач;
•
закрепить умения сравнивать, обобщать, работать с книгой, справочной литературой
при выполнении работы.
Средства обучения: справочные материалы, учебники, конспект лекций, карточки – задания.
Ход работы.
Ответьте на вопросы:
1.
Основные понятия термодинамики: система, фаза, параметры состояния систем, виды
процессов.
2.
Первый закон термодинамики . Энтальпия.
3.
Термохимия: экзо- и эндотермические реакции.
4.
Термохимические уравнения, их особенности.
5.
Энтальпия образования, разложения, сгорания.
6.
Основной закон термохимии. Закон Гесса.
7.
Следствия из закона Гесса: 1 следствие из закона Гесса.
8.
2 следствие из закона Гесса.
9.
Самопроизвольные процессы. Энтропия.
Решите предложенные задачи:
К-1
Каков стандартный тепловой эффет реакции ?
Fe2 O3 (т) + 2Al (т) = 2Fe (т) + Al2O3 (т)
Hобр(Al2O3)(т) = -1670 кДж/моль
Hобр(Fe2 O3)(т) = -821 кДж/моль
К-2
По стандартным тепловым эффектам сгорания этилового
спирта C2H5OH(-1370), уксусной кислоты (-876) и этилацетата
СH3COOC2H5(-2250) кДж/моль. Рассчитайте стандартный
тепловой эффект р-ции получения этилоцететата;
С2H5OH + CH3COOH = CH3COOC2H5 + H2O ?
К-3
Al2O3 (К) + 3SO3(Г)= Al2(SO4)3 (К);
H ХР -?
H обр (Al2O3) (к) = - 400,5 Дж/моль
H обр (SO3) (г) = - 94,6 Дж/моль
H обр (Al2 (SO4)3) (к) = -822,8 Дж/моль
К-4
Определите тепловой эффект р-ии этерификации щавеливой кислоты метиловым спиртом,
протекающей по уравнению :
(COOH)2 + 2 CH3OH =(COOCH3)2 + 2H2O (СГОРАЕТ ДО H2O)
H сгор (COOH)2 (ж) = -60,1 кДж/моль
H сгор СH3OH (ж) = -173,65 кДж/моль
H сгор (COOH3)2 (ж) = -401 кДж /моль
4. Сдайте работу на проверку.
Практическое занятие №2
Тема: «Химическое равновесие. Смещение химического равновесия»
Цели:
•
закрепить знание основных законов и понятий кинетики;
•
характеризовать состояние химического равновесия и условия его смещения
•
выработать умения и навыки по решению задач;
•
закрепить умение сравнивать, обобщать, работать с книгой, справочной литературой
при выполнении работы.
Средства обучения: справочные материалы, учебники, конспект лекций, карточки – задания.
Ход работы.
Для обратимой реакции типа аА + bB cC + dD:
Следует иметь в виду, что массы веществ в правой и левой частях уравнения не равны друг
другу, как это должно быть при знаке равенства, а значение двух стрелок ограничивается
только указанием на обратимость реакции. Научитесь писать выражения константы равновесия для различных процессов и рассчитывать константу равновесия, равновесные и
исходные концентрации.
Пример 1. В обратимой реакции СО + Сl2 COCl2 установились следующие равновесные
концентрации:
СO = 0,1 моль/л,
Сl2 = 0,4 моль/л,
СОСl2 = 4 моль/л.
Вычислите константу равновесия и исходные концентрации оксида углерода и хлора.
Решение.
Находим константу равновесия, используя уравнение
пр
обр
[C ]с [ D ]d
[ A]a [ B ]b
[COCl 2 ]
4
100
[CO ] [Cl 2 ] 0.1 0.4
Для определения концентраций СО и СL2необходимо учесть, что согласно уравнению
реакции при образовании 1 моль СОСL2 расходуется по 1 моль СО и СI2, отсюда следует, что
исходные концентрации (т.е. число молей СО и СI2 на литр смеси до начала реакции)
составляли:
C0(СО) = 0,1+4 = 4,1 моль/л;
C0 (Сl2) = 0,4 +4 = 4,4 моль/л.
Ответ: К=100; исходные концентрации СО =4,1 моль/л; Сl2 = 4,4 моль/л.
Пример. 2. Вычислите, во сколько раз увеличится скорость реакции, протекающей в газовой
фазе, при повышении температуры от 300 до 700С, если температурный коэффициент равен
2.
Дано:
Решение:
t 2 t1
t1=300C
70 30
0
t
t
2
2
t2=70 C
2 10 24 16
10
=2
t
t
t2
?
t1
1
1
Ответ: Скорость химической реакции при повышении
температуры от 300 до 700С увеличивается в 16 раз.
Пример 3. В системе Н2+J2 2HJ установилось равновесие.
Как изменится скорость прямой реакции, если концентрацию Н2 увеличить в 3 раза?
Решение.
1. Обозначим
Н2 = a; J2 = b
2. Запишем выражение скорости прямой реакции
V1 = k·a·b
Запишем выражение скорости прямой реакции после увеличения концентрации Н2 в
3 раза.
v2 = k·3a·b
Для определения изменения скорости запишем отношение
v2 k 3a b
3
v1 k a b
Ответ: При увеличении концентрации Н2 в 3 раза, скорость прямой реакции увеличится в 3
раза.
Контрольнгые вопросы
Что называется скоростью химической реакции?
Как влияет температура на скорость реакции?
Как формулируется закон действующих масс?
Каков физический смысл константы скорости?
Какие факторы, влияют на скорость реакции в гетерогенных процессах?
Напишите выражение константы равновесия для реакции:
FeCI3 + 2KCNS Fe(СNS)3 + 3KCI.
7.
Сформулируйте правило смещения химического равновесия.
8.
Какой катализ называется гомогенным и гетерогенным?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Практическое занятие №3
Тема: «Расчеты концентраций растворов, осмотического давления, температур
кипения и замерзания, рН среды»
Цели:
• закрепить умения составлять реакции ионного обмена в молекулярной и ионной
формах;
• закрепить умения решать задачи на расчет концентрации растворов; определять
кислотно-щелочные свойства растворов расчетным и опытным путем.
• закрепить умения решать задачи на определение температур замерзания и кипения
растворов;
Средства обучения: таблица растворимости, конспект лекций, задания
Ход работы.
Ответьте на вопросы:
1. Какие вещества называются электролитами, а какие – неэлектролитами?
2. Что называется электролитической диссоциацией?
3. Сформулируйте основные положения теории электролитической диссоциации.
4. Что такое ионы? Какие ионы называются катионами, а какие – анионами?
5. Какие электролиты называются сильными, а какие – слабыми?
6. Что называется раствором, растворителем и растворенным веществом?
7. Какие способы выражения концентраций вы знаете?
8. Как влияет природа жидкостей на их растворимость?
9. Чем отличается осмос от диффузии?
10. Сформулируйте закон Вант – Гоффа. Применим ли этот закон к растворам любой
концентрации?
11. Дайте формулировку законов Рауля и выведите их математическую формулу.
12. Какая взаимность существует между понижением давления пара, понижением
температуры замерзания и повышением точки кипения растворов?
Решение задач;
Пример 1. Вычислите осмотическое давление раствора.
Вычислите осмотическое давление, раствора, содержащего в 1,4л 63г глюкозы С6Н12О6 при
00 С.
Запишите условия задачи математической форме.
Дано
СИ:
Решение:
-3 3
m R T
V=1,4 л
V = 1,4·10 м
m
PосмV
RT Pосм
m=63г
m = 63·10-3 кг
M V
M
t=00C
T = 273 + 00С= 273К
63 10 3 8.31 10 3 273
Pосм
567 10 6 Па
3
3
R=
180
10
1
.
4
10
8,31·103Дж/кмоль·К
М(С6Н12О6)=180·10-3
кг/моль
Росм-?
Росм-?
Ответ: Росм= 567 ·106 Па
Обратите внимание на физический смысл криоскопической и эбулиоскопической константы,
математическое выражение закона Руля и определение молекулярной массы растворенного
вещества неэлектролита по формуле:
M
K m 1000
T A
где К – константа (криоскопическая или эбулиоскопическая);
m – масса растворенного вещества;
А – масса растворителя;
Т – повышение температуры кипения (или понижении температуры замерзания);
М – молекулярная масса растворенного вещества.
Пример 3. В 1000 воды растворено 100г сахарозы. Молярная масса сахарозы М=342г/моль.
Определите температуру кипения раствора.
Дано:
Решение:
о
K m 1000
Кэ=0,513 СГ/моль
M э
t к A
М(С12Н22О11)=
K m 1000 0.513 100 1000
342г/моль
t к э
0.150 С
MA
342 1000
m=100г
Отсюда температура кипения раствора
А=1000г
рав6на:
Т = 373 + 0,146 = 378,146К
или t=100о+0,146=100,146оС
Ткипения-?
Ответ: Т=378,146К
Практическое занятие №4
Тема: «Составление формул и схем строения мицелл»
Цель:
• уметь по уравнению реакции составлять формулу и схему мицеллы (указывать ее
составные части)
Средства обучения: таблица растворимости, конспект лекций, тестовые задания
Ход работы.
1. Выполните задание самостоятельно, в случае затруднения сверьтесь с доской.
Задание1.
К водному раствору нитрата серебра медленно приливается водный раствор хлорида
натрия. Образуется коллоидный раствор. Составьте схему строения мицеллы и ответьте
на вопросы.
1. какие ионы адсорбируются вокруг ядра?
А: Ag+
Б: Na+
В: ClГ: NO2. Каков заряд ядра и слоя потенциалопределяющих ионов?
А: положительный
Б: отрицательный В: нейтральный
3. Какие ионы входят в состав адсорбционного слоя, являясь одновременно
противоионами?
А: Ag+
Б: Na+
В: ClГ: NO4. Укажите заряд коллоидной частицы (гранулы0
А: положительный
Б: отрицательный В: нейтральный
5. Какие ионы входят в состав диффузного слоя?
А: Ag+
Б: Na+
В: ClГ: NO6. Укажите заряд мицеллы
А: положительный
Б: отрицательный
В: нейтральный
7. К каому электроду аноду или катоду будут двигаться коллоидные частицы при
элкектрофорезе?
А: к катоду
Б: к аноду
В: не будут передвигаться
8. Какие ионы, добавленные в раствор, могут вызвать коагуляцию?
А: Ag+
Б: Na+
В: ClГ: NOПолучите у преподавателя вариант с тестовыми заданиями, выполните их на отдельном
листочке и сдайте на проверку.
