Masarykova univerzita v Brn Pedagogická fakulta ešené píklady z fyzikální chemie VI Vybrané optické fyzikáln chemické metody Koloidní soustavy Hana Cídlová Ludk Janá Renata Nmcová Brno 2004
Copyright Hana Cídlová, Ludk Janá, Renata Nmcová, 2004 ISBN 80-210-3344-4 2
OBSAH VYBRANÉ OPTICKÉ FYZIKÁLN CHEMICKÉ METODY...5 ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKY ELEKTROMAGNETICKÉHO ZÁENÍ...5 Potebné vztahy...5 ešené píklady...8 Píklady k samostatnému ešení... 11 ODRAZ A LOM SVTLA... 12 Potebné vztahy... 12 ešené píklady... 13 Píklady k samostatnému ešení... 14 MOLÁRNÍ REFRAKCE... 14 Potebné vztahy... 14 ešené píklady... 16 Píklady k samostatnému ešení... 17 DIPÓLOVÝ MOMENT... 17 Potebné vztahy... 17 ešené píklady... 19 Píklady k samostatnému ešení... 20 OPTICKÁ AKTIVITA... 21 Potebné vztahy... 21 ešené píklady... 21 Píklady k samostatnému ešení... 23 ABSORPCE ELEKTROMAGNETICKÉHO ZÁENÍ... 23 Potebné vztahy... 23 ešené píklady... 24 Píklady k samostatnému ešení... 26 INFRAERVENÁ SPEKTROMETRIE... 26 Potebné vztahy... 26 ešené píklady... 28 Píklady k samostatnému ešení... 29 KOLOIDNÍ SOUSTAVY... 30 Potebné vztahy... 30 ešené píklady... 35 Píklady k samostatnému ešení... 43 PÍLOHA... 47 REJSTÍK... 49 POUŽITÉ A CITOVANÉ PRAMENY... 50 POUŽITÉ A CITOVANÉ PRAMENY... 50 3
PEDMLUVA Skriptum je šestým dílem sbírky ešené píklady z fyzikální chemie I VI obsahující píklady ze všech hlavních oblastí fyzikální chemie, jak ukazuje následující pehled obsahu jednotlivých díl: ešené píklady z fyzikální chemie I - Skupenské stavy - Fázové rovnováhy ešené píklady z fyzikální chemie II - Základy termodynamiky - Termodynamika chemických reakcí ešené píklady z fyzikální chemie III - Molekulární transport - Teorie reakní rychlosti ešené píklady z fyzikální chemie IV - Chemická kinetika - Kinetika složitjších reakcí ešené píklady z fyzikální chemie V - Roztoky elektrolyt - Galvanické lánky a elektrodové dje ešené píklady z fyzikální chemie VI - Vybrané optické fyzikáln chemické metody - Koloidní soustavy Na rozdíl od pedchozích díl je díl šestý vytvoen nov, nebo v skriptech L. Kišová, L. Trnková: Píklady z fyzikální chemie, PF MU, Brno 1991 (která pedevším byla pedlohou pro tvorbu celé šestidílné sbírky) jsou koloidní soustavy zpracovány pouze okrajov a optické fyzikáln chemické soustavy v uvedeném materiálu nejsou zpracovány vbec. Po stránce formální však byla dodržena shoda s pedchozími pti díly sbírky. Zaazení kapitoly Dipólový moment mezi optické fyzikáln chemické metody je diskutabilní. Nakonec byla zaazena práv sem pro souvislost tohoto uiva s molární refrakcí. Student mže skriptum využívat temi základními zpsoby: - ke studiu vzorc a teorie - ke studiu vzorových ešení píklad - k samostatnému ovení, nakolik prostudovanému uivu a píkladm porozuml. Sbírka ešené píklady z fyzikální chemie I VI je urena nejen studentm chemie na Pedagogické fakult v Brn, ale také pedagogm, nadaným studentm stedních škol, studentm chemie na jiných fakultách i vysokých školách jako doplující pomcka ke studiu obecné nebo fyzikální chemie a také všem ostatním zájemcm o chemii. Rádi bychom podkovali všem, kdo jakkoli napomohli pi tvorb a recenzi tohoto studijního materiálu a pedem také dkujeme všem, kteí svými radami a pipomínkami pispjí k odstranní dosud pehlédnutých nedostatk v textu. Brno, 2004 Autoi 4
REJSTÍK absorbance...23-26 absorpce... 8 adsorpce... 36 aktivita optická... 21 analýza sedimentaní...32, 33, 37-39, 43, 44 íslo kvantové... 7 íslo kvantové rotaní...26-28 íslo limitní viskozitní... 34 íslo protonové... 6, 10 doba prtoková... 35 elektroforéza... 40, 45 emise... 5, 11 energie... 5 energie kinetická... 6 frekvence... 5, 6, 8, 10, 11, 28, 32, 44 hladina energetická... 7 hmotnost molární...... 14, 18, 28, 30, 32-34, 38, 39, 41, 43-46 hustota...14, 16-18, 21, 30-32, 36, 38, 41, 43-45 hybnost... 6 index lomu...12-14, 16, 17 index lomu absolutní... 12, 13 index lomu relativní... 12, 13 ionizaní potenciál... 5, 10 izoterma adsorpní Freundlichova... 31 izoterma adsorpní Langmuirova... 31 kmitoet... 27 koeficient difúzní... 33, 39, 44, 45 koeficient molární absorpní...23-26 koeficient sedimentaní... 33, 39, 44 koncentrace hmotnostní... 21 konstanta rotaní... 27 konstanta Rydbergova... 7, 9, 48 kyveta...23-26 linie spektrální... 7, 9, 10, 11 moment dipólový...17-20 moment setrvanosti...26-28 naptí povrchové... 30, 35, 36, 43 objem specifický... 32, 44, 45 odraz totální... 13 otáivost optická... 21, 23 otáivost optická specifická... 21 permitivita relativní... 18, 20 polarizace molární... 17, 19, 20 polarizovatelnost molární... 18, 20 polomr kivosti... 30 práce... 6 procenta hmotnostní...21, 38 pehátí kapaliny...35 refrakce molární... 14-17, 19 refrakce molární atom...15 refrakce molární skupin...15 refrakce specifická...14, 15, 17 refrakce specifická smsi...15 rotor tuhý...26, 28, 29 rovnice Clausiova-Clapeyronova..30, 35 rovnice Clausiova-Mossottiho...18, 20 rovnice Kelvinova...30 rovnice Smoluchowského...31, 37 rovnice Staudingerova...34, 41, 46 rovnice stavová ideálního plynu...18 rovnice Youngova-Laplaceova...30 rychlost...6, 8, 9, 11 13, 27, 32, 38, 48 rychlost posunu fázového rozhraní...32, 33, 44 rychlost rotace úhlová...32 série spektrální... 6, 7, 9-11 série spektrální Balmerova...7, 10, 11 série spektrální Brackettova...7 série spektrální Lymanova...7, 9, 11 série spektrální Paschenova...7 série spektrální Pfundova...7 síla Stokesova...34 soustavy koloidní...30 tenze par...30, 36 teplo mrné výparné...35 teplo molární výparné...30 transmitance...24, 26 úhel lomu... 12-14, 16, 19, 20 úhel dopadu... 12-14 úhel vazebný...19, 20 viskozimetrie...46 viskozita... 33-35, 41, 44, 46 viskozita mrná (specifická)...34 viskozita specifická...46 vlnní...9, 11 vlnoet...5, 7, 9-11, 24, 25, 27-29 vlnová délka... 5, 6, 8, 10, 11, 23-26 vzdálenost mezijaderná... 27-29 vztah de Broglieho...6, 8, 9, 11 zákon aditivity molárních refrakcí...15 zákon Lambertv-Beerv...23 zákon Moseleyho...6 zákon Stokesv...34, 41 záení...5, 6, 8, 10, 11, 13, 14, 24 záení rentgenové...6, 8, 10, 11 5