- •Основные термины и задачи физической химии.
- •Первый закон термодинамики. Вычисление тепловых эффектов. Энтальпия.
- •Факторы, от которых зависит тепловой эффект. Зависимость энтальпии от температуры (в трёх приближениях). Теплоёмкость веществ. Уравнение Кирхгофа в трёх приближениях.
- •Второе начало термодинамики. Энтропия
- •Третье начало термодинамики. Вычисление изменения энтропии в химических реакциях. Зависимость энтропии от температуры (в трех приближениях).
- •Самопроизвольные процессы. Равновесный процесс. Энергии Гиббса и Гельмгольца.
- •Химическое равновесие. Термодинамический вывод константы равновесия.
- •Кинетический вывод константы равновесия. Различные выражения константы равновесия. Равновесие в гетерогенных системах.
- •Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. Влияние температуры на константу хим.Равновесия.
- •Влияние давления на хим.Равновесие. Расчет равновесных концентраций (пример)
- •Газообразное состояние вещества. Идеальный газ. Смесь идеальных газов.
- •Реальные газы. Критические температура и давление.
- •Фаза. Фазовые переходы и равновесия. Диаграмма состояния.
- •Уравнение Клаузиуса - Клапейрона. Определение координат тройной точки. Вычисление теплоты фазового перехода.
- •Растворы газов в жидкостях. Способы выражения растворимости газов. Зависимость растворимости газов от давления и температуры.
- •Смеси жидкостей. Взаимная растворимость жидкостей. Давление насыщенного пара идеальных растворов. Закон Рауля.
- •Состав пара идеальных растворов. Диаграмма «температура-состав». Реальные растворы.
- •Поверхностная энергия и поверхностное натяжение. Факторы, от которых зависит поверхностное натяжение.
- •Поверхностное натяжение растворов. Пав, пиав, п-нв.
- •Адсорбция. Уравнения Шишковского и Ленгмюра.
- •Дисперсные системы. Признаки дисперсных систем. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию.
- •Классификация дисперсных систем по размерам частиц дисперсной фазы. Классификация по межфазовому взаимодействию.
- •Способы получения дисперсных систем. Строение коллоидных растворов. Строение мицеллы.
- •Свойства дисперсных систем: броуновское движение и диффузия частиц дисперсной фазы.
- •Седиментация.
- •Оптические свойства дисперсных систем
- •Электрические поверхностные явления. Электрофорез, электроосмос.
- •Двойной электрический слой. Строение дэс.
- •Коагуляция коллоидных растворов.
Первый закон термодинамики. Вычисление тепловых эффектов. Энтальпия.
1 закон термодинамики: Изменение энергии U, которым сопровождается переход системы из исходного состояния в конечное состояние точно определяется исходом и конечным состояниями и не зависит от пути перехода из одного состояния в другое.
Закон Гесса (следствие из первого закона термодинамики): тепловой эффект химической реакции не зависит от пути и числа промежуточных стадий, а определяется лишь природой и состоянием исходных и конечных веществ.
В любом процессе тепло Q, сообщаемой системе идет на увеличение внутренней энергии U и работу А, совершаемую системы, что выражается уравнением: Q = U + A
Теплота – мера хаотичного движения частиц, передачи энергии от более нагретого тепла к менее нагретому.
Работа – мера передачи энергии за счет перемещения частиц вещества.
Q>0, если теплота поглощается системой (эндотермический процесс)
Q<0, если система отдает тепло окружающей среде (экзотермический процесс)
A>0, если система совершает работу
A<0, если работа затрачивается на систему
Теплота эф.процессов – количество теплоты при P=const или V=const, T=const, когда единственной работой является работа расширения.
Если реакция протекает при P=T=const, то Q= U+p U=(U2-U1) + p (U2-U1) = (U2 +p U2) / H2 - (U1 +p U1) / H1 = H2 – H1 = H
H (энтальпия) – свойства вещества подобно внутренней энергии U, оно зависит от природной массы вещества, а также от условий его существования, является функцией состояния, т.е. изменения энтальпии определяет начальное и конечное состояние системы и не зависит от пути перехода.
Абсолютное значение энтальпии, также как внутренней энергии не может быть определено, а только изменение H.
Вычисление Н хим.реак.
Теплота образования – тепловой эффект реакции образования 1 моля сложного вещества из простых.
Тепловой эффект любой хим.реак.= разности между суммами теплот образования конечных и исходных веществ, умноженными на соответствующие стериохим. коэф. Уравнения реак.
Факторы, от которых зависит тепловой эффект. Зависимость энтальпии от температуры (в трёх приближениях). Теплоёмкость веществ. Уравнение Кирхгофа в трёх приближениях.
Зависит от:
Природа и масса веществ
Агрегатное состояние
Полиморфная модификация
Энтальпия сгорания – энтальпия реакции окисления элемента до образования высшего оксида (степень окисления максимальна)
Зависимость энтальпии от Т: Зависимость теплового эффекта реакции от Т определяется теплоемкостью веществ (С)
С – характеристика макросистемы, играющая важную роль, т.к. с ее помощью можно составлять энергетические балансы для любых температур отличных от стандартных.
Теплоемкость - экстенсивная величина количество теплоты, которое нужно передать системе, чтобы увеличить ее Т на 1 °С в данных внешних условиях.
Различают мольную, изохорную теплоемкость:
Изобарная теплоемкость:
Молярная теплоемкость – количество теплоты, необходимое для нагревания 1 моль вещества на 1 градус.
Зависимость Н от Т выражается уравнением Кирхгофа :