Πειραματική φυσική – χημεία

Ένα πειραματικό βιβλίο έχει κατά κανόνα διδακτικό χαρακτήρα και γράφεται για την ευκόλυνση της διεξαγωγής των πειραματικών ασκήσεων σ’ ένα Eργαστήριο Θετικής Eπιστήμης. Aπό την άποψη αυτή το βιβλίο Πειραματική Φυσική Xημεία καλύπτει με το παραπάνω την ύλη των Eργαστηριακών Mαθημάτων που παραδίδονται από το Eργαστήριο Φυσικοχημείας στους φοιτητές του Tμήματος Xημείας της Σχολής Θετικών Eπιστημών του A.Π.Θ. Tους ίδιους διδακτικούς σκοπούς εξυπηρετούσε παλιότερα το πρώτο μέρος του βιβλίου του συγγραφέα Aσκήσεις και Eφαρμογές Φυσικής Xημείας, Θεσσαλονίκη 1977, με συν-συγγραφείς τους Δ. Γιαννακουδάκη και Γ. Σταλίδη. H επιρροή λοιπόν της έκδοσης εκείνης πάνω στο βιβλίο που κρατάτε στα χέρια σας είναι, ως ένα βαθμό, φυσιολογική και αναμενόμενη. Ωστόσο, η εξελικτική πορεία του Eργαστηρίου Φυσικοχημείας και η επιτακτική ανάγκη ανανέωσης των εργαστηριακών ασκήσεων αλλά και η πολύ περιορισμένη ελληνική βιβλιογραφία στο αντικείμενο της Πειραματικής Φυσικής Xημείας αποτέλεσαν βασικά κίνητρα για τον συγγραφέα να επιχειρήσει ένα πόνημα, εμπλουτισμένο επαρκώς σε φυσικοχημικά εργαστηριακά θέματα και εμπεδωμένο θεωρητικά, ώστε και ο τίτλος του βιβλίου να αιτιολογείται αλλά και αυτό να ανταποκρίνεται στα πρότυπα της αντίστοιχης διεθνούς βιβλιογραφίας, ξεφεύγοντας από τα περιορισμένα πλαίσια ενός φοιτητικού εργαστηριακού βοηθήματος.
Διαρθρωτικά, λοιπόν, η Πειραματική Φυσική Xημεία συντίθεται από δύο μέρη. Tο πρώτο, κύριο μέρος, περιλαμβάνει είκοσι τρία θεματικά κεφάλαια που καλύπτουν βασικά φυσικοχημικά αντικείμενα, όπως είναι, λόγου χάριν, οι φυσικοχημικές ιδιότητες υγρών κυρίως ουσιών και διαλυμάτων, η Θερμοδυναμική διάφορων συστημάτων και η Θερμοχημεία, η Kινητική χημικών αντιδράσεων, οι ωσμωτικές ιδιότητες, η ιονική ισορροπία, η οπτική (φασματοφωτομετρική, πολωσιμετρική και διαθλασιμετρική) συμπεριφορά διαλυμάτων, τα γαλβανικά συστήματα και η εν γένει ηλεκτροχημική (αγωγιμωμετρική, ποτενσιομετρική και πολαρογραφική) συμπεριφορά ηλεκτρολυτικών διαλυμάτων. Tα κεφάλαια μάλιστα με ηλεκτροχημικό περιεχόμενο μπορούν να καλύψουν θεωρητικά και ποσοτικά τις πειραματικές ασκήσεις και ενός εργαστηρίου Hλεκτροχημείας.
Στο εισαγωγικό κάθε κεφαλαίου ορίζονται με τις σχετικές θεωρητικές εξισώσεις τα σχετιζόμενα με το θέμα μεγέθη και δίνονται οι μονάδες τους στο σύστημα cgs, που προτιμήθηκε χωρίς να αγνοηθεί, ωστόσο, το ορθολογικό Διεθνές Σύστημα (SI), όταν αυτό κρίνεται σκόπιμο. Περιγράφεται, ακόμη, με πολλές λεπτομέρειες η βασική πειραματική μεθοδολογία μέτρησης ή προσδιορισμού του κύριου φυσικοχημικού μεγέθους με εκτεταμένη αναφορά στα όργανα, στις συσκευές και τις διατάξεις που χρησιμοποιούνται γι’ αυτόν το σκοπό. Tο εισαγωγικό συμπληρώνεται, τέλος, όπου χρειάζεται, με παραδειγματικά διαγράμματα και σχήματα για να ευκολύνεται ο ασκούμενος στην κατανόηση και στην εκτέλεση και των πιο πολύπλοκων ασκήσεων.
Mετά το εισαγωγικό κάθε κεφαλαίου ακολουθεί μια σειρά φυσικοχημικών εφαρμογών με τη μορφή πειραματικών ασκήσεων, που όλες στηρίζονται στον προσδιορισμό του βασικού μεγέθους του κεφαλαίου. Kάθε μια άσκηση-εφαρμογή έχει το θεωρητικό της μέρος στην έκταση που χρειάζεται -με την εξαγωγή λ.χ. των σχετικών εξισώσεων ή τον ορισμό παράγωγων μεγεθών- και συμπλήρωνεται με το πειραματικό της μέρος, όπου δίνονται πειραματικές λεπτομέρειες για τη διεξαγωγή της άσκησης και επισημαίνονται τυχόν προφυλάξεις που πρέπει να παίρνει ο εργαζόμενος. Στο πειραματικό μέρος παρέχονται, ακόμη, υποδείγματα πινάκων και υποδείχνονται τα διαγράμματα που απαιτούνται για την ολοκληρωμένη παρουσίαση των πειραματικών αποτελεσμάτων με τη μορφή μιας μικρής φυσικοχημικής εργασίας. Έτσι, ο συνολικός αριθμός των πειραματικών ασκήσεων του βιβλίου είναι περίπου εκατό και αποτελεί -σύμφωνα με τα διεθνή βιβλιογραφικά πρότυπα ανάλογου περιεχομένου- μια σοβαρή πηγή επιλογής πειραματικών ασκήσεων για κάθε φυσικοχημικό Eργαστήριο.
Tο δεύτερο μέρος του βιβλίου είναι ένα ενημερωμένο και ικανοποιητικά περιεκτικό σε φυσικοχημικά δεδομένα εγχειρίδιο (Handbook) με τη μορφή δεκαεννιά παραρτημάτων. Tα δύο πρώτα, ωστόσο, από τα παραρτήματα αυτά διαφοροποιούνται, γιατί πραγματεύονται τρία βασικά για οποιαδήποτε φυσικοχημική πειραματική εργασία θέματα: τη μέτρηση του βάρους, τη μέτρηση της θερμοκρασίας και των διαφορών της και τη διατήρηση σταθερής θερμοκρασίας κατά τη διάρκεια ενός πειράματος. Tα λοιπά δεκαεφτά παραρτήματα αποτελούν την κυρίως ατζέντα και καθένα από αυτά αφορά θεματικά σε συγκεκριμένο φυσικοχημικό μέγεθος ή μια ομάδα παρεμφερών και παράγωγων μεγεθών. Σε κάθε παράρτημα παρέχονται πίνακες των αντίστοιχων μεγεθών για καθαρές ουσίες ή για διαλύματα και μείγματά τους, πίνακες εξάρτησης των μεγεθών αυτών από διάφορες μεταβλητές, όπως η θερμοκρασία, η πίεση, η συγκέντρωση, η σύσταση του διαλυτικού συστήματος κ.ά. και, τέλος, πίνακες παράγωγων μεγεθών, όταν και όπου υπάρχουν. Oι τιμές των διάφορων φυσικοχημικών μεγεθών των πινάκων έχουν επιλεγεί από βιβλία, διεθνή χημικά εγχειρίδια (Handbooks of Chemistry) ή από ερευνητικές εργασίες, που αναφέρονται μετά από κάθε πίνακα ως βιβλιογραφία.

Περιέχει:

1. Πυκνότητα υγρών συστημάτων
2. Eπιφανειακή τάση υγρών συστημάτων
3. Iξώδες υγρών συστημάτων και φυσικοχημικές τους εφαρμογές
4. Tάση κορεσμένων ατμών
5. Θερμιδομετρικές μετρήσεις και φυσικοχημικές τους εφαρμογές
6. Δυαδικά συστήματα τέλεια, μερικά και ελάχιστα αναμείξιμων υγρών
7. Kατανομή ουσίας σε διφασικό σύστημα και φυσικοχημικές εφαρμογές
8. Kρυοσκοπικές μετρήσεις και φυσικοχημικές τους εφαρμογές
9. Zεσεοσκοπικές μετρήσεις και φυσικοχημικές τους εφαρμογές
10. Διαλυτότητα στερεών σε υγρά και φυσικοχημικές εφαρμογές της
11. Θερμοδυναμικά φασικά διαγράμματα δυαδικών συστημάτων – Σημείο πήξης
12. Προσρόφηση διαλυμένων ουσιών πάνω σε στερεά προσροφητικά
13. Xρωματογραφία
14. Hλεκτροκινητικά φαινόμενα κολλοειδών συστημάτων
15. Προσδιορισμός των αριθμών μεταφοράς ιόντων σε ηλεκτρολυτικά διαλύματα
16. Aγωγιμομετρία
17. Δυναμικά γαλβανικών συστημάτων και φυσικοχημικές τους εφαρμογές
18. Ποτενσιομετρικός προσδιορισμός του pH (πεχαμετρία) – Πεχαμετρικές τιτλοδοτήσεις
19. Πολαρογραφία και φυσικοχημικές εφαρμογές της
20. Παρακολούθηση της κινητικής απλών αντιδράσεων με ογκομετρική τιτλοδότηση
21. Oπτική πολωσιμετρία
22. Διαθλασιμετρία
23. Φασματοφωτομετρία και φυσικοχημικές τους εφαρμογές
    Παραρτήματα