- •Министерство образования и науки
- •Предисловие авторов
- •Содержание
- •1 Химическая термодинамика
- •1.1 Первое начало термодинамики
- •1.1.1 Основные понятия и определения
- •1.1.2 Первое начало термодинамики
- •1.1.3 Теплоемкость
- •1.1.4 Работа и теплота термодинамических процессов
- •1.1.5 Типы тепловых эффектов
- •1.1.6 Способы определения тепловых эффектов при постоянной температуре
- •1.1.7 Зависимость теплового эффекта реакции от температуры
- •1.1.8 Примеры решения задач
- •1.1.9 Вопросы для самоконтроля
- •1.2 Второе начало термодинамики
- •1.2.1 Основные понятия и определения
- •1.2.2 Математическое выражение
- •1.2.3 Изменение энтропии как критерий обратимости и необратимости процессов
- •1.2.4 Критерии направленности процессов в реальных системах
- •1.2.5 Расчет изменения энтропии в различных процессах
- •1.2.6 Фугитивность и коэффициент фугитивности реальных газов
- •1.2.7 Химический потенциал идеального и реального газа
- •1.2.8 Примеры решения задач
- •1.2.9 Вопросы для самоконтроля
- •1.3 Химическое равновесие
- •1.3.1 Закон действующих масс
- •1.3.2 Способы выражения константы равновесия
- •1.3.3 Выражение состава равновесной смеси
- •1.3.4 Влияние различных факторов на смещение равновесия (на состав равновесной смеси)
- •1.3.5 Мера химического сродства. Направление самопроизвольного протекания химической реакции
- •1.3.6 Методы определения константы равновесия при различной температуре (из справочных данных)
- •1. Из термодинамических свойств веществ:
- •4. Из логарифмов констант равновесия реакций образования некоторых веществ, lgKaf.
- •1.3.7 Примеры решения задач
- •1.3.8 Вопросы для самоконтроля
- •2 Фазовые равновесия
- •2.1 Основные понятия и определения
- •2.2 Однокомпонентные системы
- •2.3 Примеры решения задач
- •2.4 Вопросы для самоконтроля
- •2.5 Двухкомпонентные системы
- •2.5.1 Термический анализ как часть физико-химического анализа
- •2.5.2 Равновесие раствор – кристаллический компонент
- •2.5.3 Кривые охлаждения
- •2.5.4 Диаграмма плавкости двухкомпонентной системы с простой эвтектикой
- •2.6 Диаграммы состояния с образованием химического соединения
- •2.6.1 Определение состава фаз и относительного количества фаз
- •2.6.2 Диаграмма состояния системы с устойчивым химическим соединением
- •2.6.3 Диаграмма состояния системы с неустойчивым химическим соединением (с перитектическим превращением)
- •2.7 Диаграмма состояния с ограниченной растворимостью в жидком состоянии (с монотектическим превращением)
- •2.8 Твердые растворы
- •2.8.1 Диаграмма состояния с полной растворимостью в жидком и твердом состоянии
- •2.8.2 Диаграмма состояния с ограниченной растворимостью в твердом виде
- •1. Диаграммы с эвтектическим превращением
- •2. Диаграмма с перитектическим превращением
- •2.8.3 Примеры разбора диаграмм
- •2.8.4 Вопросы для самоконтроля
- •Литература
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ГОУ ВПО «Алтайский государственный технический
университет им. И.И.Ползунова»
М.Ф.Стенникова, Н.П.Мусько, О.С.Беушева, Н.Г.Комарова
Руководство по физической химии
Учебное пособие
Часть I
Барнаул 2009
УДК 541.1
Стенникова, М. Ф. Руководство по физической химии: учебное пособие / М. Ф. Стенникова, Н. П. Мусько, О. С. Беушева, Н. Г. Комарова. – Барнаул : Изд-во АлтГТУ, 2009.- с.
В учебном пособии в логической последовательности представлены основные разделы физической химии и примеры решения задач. Первая часть пособия включает основы термодинамики, химическую термодинамику, фазовые равновесия (одно- и двухкомпонентные системы).
Рецензенты:
к.х.н., доцент кафедры химии
АГАУ ствальд Г.В.;
к.х.н., доцент кафедры общей,
неорганической и аналитической
химии АлтГТУ Потапов А.С.
Допущено научно-методическим советом АлтГТУ для внутривузовского использования в качестве учебного пособия для студентов, изучающих физическую химию и обучающихся на нехимических специальностях.
Предисловие авторов
В общей системе химического образования физическая химия занимает одно из центральных мест. Неорганическая, аналитическая, органическая химии опираются на единый теоретический фундамент. Обобщить все химические факты и явления, установить общие законы, управляющие всеми химическими процессами, реакциями между всеми веществами: простыми и сложными, органическими и неорганическими – и составляет задачу физической химии. Физическая химия является теоретической основой не только всех химических наук, но и большинства технологических процессов. Так, производство металлов и сплавов, получение пластмасс, удобрений, химических волокон и т.д. основываются на законах физической химии. В ходе промышленного производства основных продуктов питания осуществляется сложный комплекс физико-химических процессов, в результате которых и происходит превращение сырья в пищевые продукты. Сырье в пищевой промышленности представляет собой преимущественно коллоидные и высокомолекулярные системы, поэтому для рационального построения технологического процесса переработки необходимо на практике уметь применять законы физической и коллоидной химии.
Изучение физической химии сопряжено со значительными трудностями, связанными с теоретическим характером предмета, с необходимостью знаний основ физики, общей химии и математики, а также с умением работать с учебной литературой. Определенные сложности при изучении физической химии встречают студенты нехимических специальностей, по которым небольшие объемы курсов по учебному плану. Им непросто выделить из учебников (часто довольно объемных и зачастую предназначенных для химических специальностей) основные направления и те важнейшие вопросы, усвоение которых совершенно обязательно.
Данное пособие и предназначено для студентов нехимических специальностей как дневной, так и заочной формы обучения. Первая часть «Руководства по физической химии» включает основы термодинамики, химическую термодинамику, фазовые равновесия (одно- и двухкомпонентные системы). Во второй том войдут термодинамика растворов электрохимия, кинетика химических реакций. Отдельным томом предполагается издание коллоидной химии.
Авторы ставили своей целью изложить материал курса физической химии в наиболее сжатой и предельно доступной форме. Для более глубокого усвоения материала в конце каждого раздела приведены расчетные примеры и задачи, разобраны диаграммы. Индивидуальные задания для самостоятельной работы в данное пособие не включены, поскольку изданы отдельной книгой. Пособие может быть полезно и для студентов химических специальностей, а ряд вопросов и тем обращено в большей степени к ним, например, фазовое равновесие в двухкомпонентных системах (трехкомпонентные системы рассмотрены в ранее изданном пособии).
В пособии последовательно используется система СИ. Термины и символы для обозначения понятий приведены, в основном, в соответствии с рекомендациями Международного союза по теоретической и прикладной химии (ИЮПАК), Национального комитета химиков, а также ГОСТ 8.417 – 81 «Единицы физических величин».