3. Программа курса «Физическая химия»

Раздел 1. Химическая термодинамика

Тема 1.1. Первый закон термодинамики

1.1.1. Предмет физической химии и его значение. Химическая термодинамика, основные задачи, решаемые в рамках химической термодинамики.

1.1.2. Первый закон термодинамики. Работа различных процессов. Тепловые эффекты химических процессов и их вычисление. Зависимость теплового эффекта от температуры. Закон Кирхгофа.

Тема 1.2. Второй закон термодинамики

1.2.1. Второй закон термодинамики, энтропия, объединенное уравнение первого и второго законов для обратимых процессов.

Вычисление изменения энтропии в различных процессах. Постулат Планка. Вычисления изменения энтропии при протекании химической реакции.

1.2.2. Термодинамические характеристические функции. Определение термодинамической возможности самопроизвольного протекания химической реакции в стандартных условиях.

Тема 1.3. Химическое равновесие

1.3.1. Равновесие. Константа равновесия и способы ее выражения. Уравнение изотермы химической реакции. Зависимость константы равновесия от температуры, давления. Метод Темкина-Шварцмана расчета стандартного изменения энергии Гиббса при заданной температуре. Расчет состава равновесной смеси.

Тема 1.4. Фазовые равновесия

1.4.1. Общие условия равновесия и самопроизвольного течения процесса при фазовых переходах. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах.

1.4.2. Понятие о физико-химическом анализе. Правило фаз Гиббса. Термический анализ, диаграммы состояния (плавкости) двухкомпонентных систем.

Раздел 2. Учение о растворах

Тема 2.1. Основы термодинамической теории растворов

2.1.1. Общая характеристика и классификация растворов. Парциальные молярные величины, их значение. Уравнения Гиббса-Дюгема и Дюгема-Маргулиса.

Тема 2.2. Идеальные растворы

2.2.1. Бесконечно разбавленные растворы, химический потенциал растворенного вещества в разбавленном растворе. Растворимость газов и твердых тел в жидкостях. Влияние на растворимость температуры и давления, других факторов.

2.2.2. Коллигативные свойства разбавленных растворов.

Тема 2.3. Равновесие «жидкость-пар»

в двухкомпонентных системах

2.3.1. Реальные растворы, отклонения от закона Рауля. Составы равновесных жидкости и пара в идеальных и реальных системах, законы Коновалова. Диаграммы «давление-состав» и «Т-состав».

2.3.2. Перегонка и ректификация. Системы ограниченно растворимых и практически нерастворимых друг в друге жидкостей. Перегонка с водяным паром.

Раздел 3. Кинетика химических реакций

Тема 3.1. Формальная кинетика

3.1.1.Общие сведения о кинетике химических реакций, молекулярность и порядок химической реакции.

3.1.2. Необратимые реакции первого, второго и третьего порядков. Реакции n-ного, нулевого и дробных порядков.

3.1.3. Методы определения порядка химических реакций.

Тема 3.2. Сложные реакции

3.2.1. Кинетическое изучение сложных реакций. Обратимые, параллельные, последовательные реакции. Сопряженные, фотохимические и цепные реакции.

Тема 3.3. Теории химической кинетики

Влияние температуры на скорость химических реакций. Энергия активации. Понятие о теориях химической кинетики.

Тема 3.4. Кинетика гетерогенных реакций

и катализ

3.4.1.Общие сведения о кинетике гетерогенных химических реакций, кинетическая и диффузионная области протекания гетерогенной реакции. Влияние некоторых факторов на переход из одной области в другую.

3.4.2. Катализ, общая характеристика явления. Гомогенный и гетерогенный катализ.

Раздел 4. Электрохимия