- •Часть I
- •Содержание
- •Введение
- •Вводный блок основы математической обработки экспериментальных данных
- •1. Элементы теории вероятности и математической статистики
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •2. Ошибки измерений
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •3. Округление чисел
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •4. Построение графиков
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •5. Расчет коэффициентов прямой
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •6. Линеаризация
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •7. Нахождение производных и интегрирование
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •1. Физическая химия модуль 1 термодинамика. Термохимия
- •1.1. Основные понятия и законы термодинамики. Термохимия
- •1.1.1. Первое начало термодинамики Основные уравнения
- •Примеры решения типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.1.2. Термохимия Основные уравнения
- •Примеры решения типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.1.3. Второе начало термодинамики. Энтропия Основные уравнения
- •Примеры решения типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.1.4. Термодинамические потенциалы. Функции Гиббса, Гельмгольца Основные уравнения
- •Примеры решения типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.2. Термодинамика химического равновесия
- •1.2.1. Изотерма химической реакции. Расчет констант равновесия химических реакций по термодинамическим таблицам Основные уравнения
- •Примеры решения типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.2.2. Зависимость констант равновесия реакций от температуры. Расчет равновесного выхода продуктов реакции Основные уравнения
- •Примеры решения типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Модуль 2 химическое равновесие. Фазовые равновесия
- •1.3. Термодинамика фазовых равновесий
- •1.3.1. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах. Правило фаз Гиббса. Уравнения Клапейрона, Клапейрона – Клаузиуса Основные уравнения
- •Примеры решения типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.3.2. Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах, перегонка Основные уравнения
- •Равновесие «твердое вещество – жидкость». Фазовая диаграмма системы с простой эвтектикой
- •Системы с ограниченной растворимостью в жидкой фазе (расслаивающиеся жидкости)
- •Перегонка с водяным паром
- •1.3.3. Фазовые равновесия в трехкомпонентных системах. Экстракция
- •П римеры решения типовых задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Модуль 3 коллигативные свойства растворов. Электрохимия
- •1.4. Термодинамика разбавленных растворов, взаимосвязь между коллигативными свойствами
- •1.4.1. Давление пара растворителя над разбавленными растворами. Закон Рауля Основные уравнения
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.4.2. Осмотическое давление растворов Основные уравнения
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.4.3. Криоскопия. Эбуллиоскопия Основные уравнения Криоскопия
- •Эбулиоскопия
- •Экспериментальные методы определения молярных масс и изотонического коэффициента методом эбуллиоскопии и криоскопии
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.5. Термодинамика растворов электролитов
- •1.5.1. Теория растворов сильных электролитов Дебая – Хюккеля Основные уравнения
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.5.2. Буферные системы и растворы Основные уравнения
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.6. Электрохимия
- •1.6.1. Электропроводность растворов электролитов Основные уравнения
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.6.2. Электродные потенциалы и электродвижущие силы гальванических элементов
- •1.6.2.1. Электроды и электродные потенциалы Основные уравнения
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.6.2.2. Гальванические элементы и эдс Основные уравнения
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Модуль 4 кинетика химических реакций и катализ
- •1.7. Кинетика химических реакций
- •1.7.1. Скорость реакции Основные уравнения Скорость реакции
- •Расчет скорости реакции по экспериментальным данным, заданным в виде таблицы
- •Расчет скорости реакции по экспериментальным данным, заданным в виде графика
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.7.2. Формальная кинетика необратимых реакций нулевого, первого, второго порядков Основные уравнения Основной постулат химической кинетики – закон действия масс для кинетики
- •Молекулярность химической реакции
- •Реакция нулевого порядка
- •Реакция первого порядка
- •Реакция второго порядка
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Графический метод
- •Определение порядка реакции по периоду полупревращения
- •Дифференциальные методы Метод Вант-Гоффа
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.7.4. Зависимость скорости реакции от температуры Основные уравнения Правило Вант-Гоффа
- •Уравнение Аррениуса
- •Метод ускоренного определения срока годности лекарственных препаратов
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.7.5. Сложные реакции
- •Обратимые реакции
- •Параллельные реакции
- •Последовательные реакции
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •1.7.6. Ферментативный катализ
- •Примеры решения задач
- •Задачи и упражнения для самостоятельного решения
- •Модуль 5 поверхностные явления и адсорбция
- •1.8. Поверхностные явления и адсорбция
- •1.8.1. Термодинамика поверхностного слоя Основные уравнения Поверхностная энергия Гиббса и поверхностное натяжение
- •Методы определения поверхностного натяжения на легкоподвижных границах фаз
- •Краевой угол смачивания
- •Зависимость поверхностного натяжения от температуры. Связь поверхностной энергии Гиббса и поверхностной энтальпии
- •Энтальпия смачивания и коэффициент гидрофильности
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.8.2. Адсорбция на границе «жидкость – газ» Основные уравнения Уравнение изотермы адсорбции Гиббса
- •Изотерма поверхностного натяжения
- •Поверхностно-активные, поверхностно-инактивные вещества, их молекулярное строение
- •Ориентация молекул в поверхностном слое
- •Адсорбция на границе «жидкость – газ». Уравнение Ленгмюра
- •Определение площади, занимаемой молекулой поверхностно-активного вещества в насыщенном адсорбционном слое, и максимальной длины молекулы пав
- •Уравнение Шишковского
- •Правило Дюкло – Траубе
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •1.8.3. Адсорбция на границе «твердое тело – газ» и «твердое тело – жидкость» Основные уравнения Мономолекулярная адсорбция, уравнение изотермы адсорбции Лэнгмюра, Фрейндлиха
- •Полимолекулярная адсорбция
- •Капиллярная конденсация
- •Адсорбция электролитов. Неспецифическая (эквивалентная) адсорбция ионов. Избирательная адсорбция ионов. Правило Панета – Фаянса
- •Ионный обмен. Иониты и их классификация. Обменная емкость. Применение ионитов в фармации
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Предметный указатель
- •Приложение
- •1. Основные единицы измерения физических величин
- •2. Основные физические постоянные
- •3. Основные математические формулы дифференциального и интегрального исчисления
- •Основные правила дифференцирования
- •Основные правила интегрирования Неопределенный интеграл:
- •Определенный интеграл:
- •4. Критические значения коэффициента Стьюдента t
- •6. Стандартные энтальпии плавления и испарения при температуре фазового перехода
- •7. Константы Генри (Па) при 25с
- •8. Криоскопические и эбуллиоскопические константы
- •9. Термодинамические свойства простых веществ, ионов и соединений
- •Простые вещества и ионы
- •Неорганические соединения
- •Органические соединения Углеводороды
- •Кислородсодержащие соединения
- •Галогенсодержащие соединения
- •Азотсодержащие соединения
- •10. Теплота сгорания питательных веществ в живом организме и в калориметре
- •11. Криоскопические и эбуллиоскопические константы
- •12. Удельная электрическая проводимость растворов kCl
- •13. Предельные молярные подвижности ионов в водном растворе при 25°с
- •14. Молярная электропроводность разбавленных водных растворов электролитов при 25°с
- •15. Константы диссоциации слабых кислот при 25°с
- •16. Константы диссоциации слабых оснований при 25°с
- •17. Стандартные электродные потенциалы при 25°с
- •18. Основные физические постоянные
- •19. Плотность пав в жидком состоянии
- •20. Зависимость поверхностного натяжения воды от температуры
- •Литература
Предметный указатель
Энтальпия (стандартная) химической реакции – расчет по стандартным энтальпиям образования 81
Энтальпия химической реакции – расчет по энергиям связей 82
Абсолютная ошибка 24
Адгезия 261
Адсорбция 270
Амфотерные иониты 295
Аниониты 294
Бимолекулярные реакции 211
Внутренняя энергия 74
Внутренняя энергия одноатомного идеального газа 73
Время полуреакции 212
Второе начало термодинамики 88
Выборка 12
Генеральная совокупность 12
Геометрический смысл производной 65
Гетерогенная система 113
Гидрофильные поверхности 264
Гидрофобные поверхности 264
Гистерезис 289
Гомогенная система 113
Графическая интерполяция 42
Графическая экстраполяция 41
Графический метод определения порядка 222
Грубая ошибка 22
Диаграмма с верхней и нижней температурами взаиморастворения 126
Диаграмма с верхней критической точкой 124
Диаграмма с верхней температурой взаиморастворения 124
Диаграмма с нижней и верхней критической точкой 126
Диаграмма с нижней критической точкой 126
Диаграмма с нижней температурой взаиморастворения 126
Диаграмма состояния воды 114
Дисперсия 13
Дисперсия отдельного измерения 13
Дисперсия среднего значения 14
Дифильные молекулы 273
Дифференциальные методы определения порядка 220
Дифференциальный метод Вант-Гоффа 224
Доверительная вероятность 16
Доверительный интервал 15
Дробная экстракция 129
Единичное отклонение 14
Зависимость констант равновесия химической реакции от температуры 107
Закон Гесса 80
Закон Дальтона 104
Закон действующих масс для кинетики 210
Закон распределения случайных величин Гаусса 12
Значащие цифры 27
Изменение теплоемкости в процессе протекания химической реакции 83
Изменение функции Гельмгольца и Гиббса в химической реакции 97
Изменение функции Гиббса реакции в стандартных условиях 102
Изменение энтропии в процессе изменения объема 90
Изменение энтропии в химической реакции 90
Изменение энтропии при фазовом переходе 90
Изотерма поверхностного натяжения 271
Инвариантная система 115
Интегральная форма уравнения изобары 107
Интегральная форма уравнения Клапейрона – Клаузиуса 116
Интегральные методы определения порядка 220
Ионный обмен 293
Истинная теплоемкость 74
Капиллярная конденсация 288
Капиллярное давление 289
Катиониты 293
Когезия 261
Компоненты 113
Константа (концентрационная) 101
Константа Михаэлиса 247
Константа равновесия 240
Константа скорости 210
Константа химического равновесия, выраженная через равновесные парциальные давления 101
Коэффициент гидрофильности 266
Коэффициент поверхностного натяжения 252
Коэффициент распределения 129
Краевой угол смачивания 256
Кривая нормального распределения 13
Кривая охлаждения 121
Критерий Стьюдента 18
Критерий Фишера 14
Критическое значение критерия Фишера 15
Линия ликвидуса 124
Линия солидуса 124
Метод избытка реагента 224
Метод линеаризации 59
Метод наименьших квадратов 47
Метод определения порядка реакции по периоду полупревращения 223
Метод подстановки (определение порядка) 221
Метод сталагмометра (метод счета капель) 255
Методы измерения поверхностного натяжения 254
Молекулярность химической реакции 211
Моновариантная система 115
Мономолекулярные реакции 211
Обратимые реакции 240
Общий порядок реакции 210
Объем выборки 13
Однокомпонентные системы 114
Однократная экстракция 129
Основной постулат химической кинетики 210
Относительная ошибка 24
Ошибки косвенных измерений 25
Ошибки прямых измерений 24
Параллельные реакции 241
Первое начало термодинамики 72
Перегонка с водяным паром 127
Периметр смачивания 256
Период полупревращения 213
Площадь, занимаемая одной молекулой 277
Поверхности раздела фаз 251
Поверхностная активность 271
Поверхностная избыточная энергия Гиббса 252
Поверхностно-активные вещества 272
Поверхностно-инактивные вещества 272
Поверхностный слой 251
Полная обменная емкость 295
Порядок реакции по данному веществу 210
Последовательные реакции 242
Правило Вант-Гоффа 233
Правило Дюкло-Траубе 279
Правило Панета – Фаянса – Пескова 292
Правило фаз Гиббса 113
Предельная адсорбция 275
Предэкспоненциальный множитель 234
Приборные ошибки 26
Принцип независимости химических реакций 239
Промахи 22
Работа адгезии 261
Работа когезии 261
Работа расширения газа 72
Работа, совершаемая в результате протекания химической реакции 72
Распределение Стьюдента 15
Расходный коэффициент пара 128
Расчет константы химического равновесия при стандартных условиях и температуре 102
Расчет равновесного выхода продуктов реакции 108
Расчет энтропии при нагревании 89
Реакция второго порядка 214
Реакция нулевого порядка 212
Реакция первого порядка 213
Систематическая ошибка 22
Скорость реакции 230
Скорость реакции по продукту 204
Скорость реакции по реагенту 204
Скорость средняя 205
Следствия из закона Гесса 80
Случайная ошибка 22
Среднее арифметическое значение 13
Среднее квадратичное отклонение отдельного измерения 14
Среднее квадратичное отклонение среднего 14
Средняя мольная теплоемкость 74
Стандартная энтальпия (теплота) образования вещества 81
Стандартная энтальпия (теплота) сгорания вещества 82
Стандартная энтропия 89
Стандартное состояние 81
Степень адсорбции 284
Степень заполнения поверхности адсорбатом 277
Степень извлечения при однократной экстракции 130
Таблицы Excel 48
Температура эвтектики 124
Температурный коэффициент поверхностного натяжения 264
Температурный коэффициент скорости реакции 233
Теория вероятностей 12
Теория полимолекулярной адсорбции 286
Термодинамическая система 113
Толщина адсорбционного слоя 277
Тримолекулярные стадии 211
Тройная точка 115
Удельная поверхностная избыточная энергия Гиббса 264
Удельная поверхностная избыточная энтальпия 264
Удельная свободная поверхностная энергия 252
Уравнение Аррениуса 233
Уравнение Гиббса – Гельмгольца 264
Уравнение Дюпре 262
Уравнение изобары Вант-Гоффа (дифференциальная форма) 106
Уравнение изотермы адсорбции теории БЭТ 287
Уравнение изохоры Вант-Гоффа (дифференциальная форма) 106
Уравнение Кирхгофа 83
Уравнение Клапейрона – Клаузиуса (дифференциальная форма) 115
Уравнение Клапейрона (дифференциальная форма) 115
Уравнение Лапласа для капиллярного давления 289
Уравнение Ленгмюра для границы твердая фаза – газ или твердая фаза – жидкость 284
Уравнение Менделеева – Клапейрона 71
Уравнение мономолекулярной адсорбции Ленгмюра для границы газ – жидкость 275
Уравнение Томсона – Кельвина 290
Уравнение Фрейндлиха 284
Уравнение Шишковского 278
Уравнение Юнга для краевого угла смачивания 256
Уровень значимости 16
Ускоренное определение срока годности лекарственного препарата 234
Фаза 113
Фазовое равновесие 113
Фазовые диаграммы 119
Ферменты 245
Число степеней свободы 13, 113
Экстракция 129
Элементарная реакция (стадия) 210
Энергия активации 234
Энергия Гельмгольца 94
Энергия Гиббса 94
Энергия связи 82
Энтальпия 74
Энтальпия (стандартная) химической реакции – расчет по стандартным энтальпиям сгорания 82
Энтальпия смачивания 265