- •1 Хімічна термодинаміка 4
- •2 Дисперсні системи 32
- •3 Поверхневі явища 64
- •1 Хімічна термодинаміка
- •1.1 Основи фізичної хімії. Хімічна термодинаміка
- •1.1.1 Основні поняття і терміни хімічної термодинаміки
- •1.1.2 Перший закон термодинаміки
- •1.1.3 Теплові ефекти фізико – хімічних процесів
- •1.1.3.1 Розрахунки теплових ефектів
- •1.1.4 Висновки з закону Гесса
- •1.1.5 Залежність теплового ефекту процесу від температури
- •1.2 Напрямок перебігу фізико – хімічних процесів
- •1.2.1 Другий закон термодинаміки
- •1.2.2 Ентропія
- •1.2.3 Третій постулат термодинаміки
- •1.2.4 Зміна ентропії у фізико-хімічних процесах
- •1.2.5 Вільна енергія і напрямок хімічних реакцій
- •Приклади рішення задач
- •Розв’язок
- •Відповідь: 159,9 Дж/моль·к.
- •2 Дисперсні системи
- •2.1 Класифікація дисперсних систем
- •2.1.1 Основні терміни колоїдної хімії
- •2.1.2 Класифікація дисперсних систем
- •2.1.2.1 За характером дисперсності
- •2.1.2.2 За ступенем дисперсності
- •2.1.2.3 За агрегатним станом дисперсної фази і дисперсійного середовища
- •2.1.2.4 За характером взаємодії між частинками дисперсної фази і дисперсійним середовищем
- •2.1.2.5 За характером взаємодії між самими частинками дисперсної фази
- •2.1.2.6 За формою частинок дисперсної фази (за топографічною ознакою)
- •2.1.3 Одержання і очистка дисперсних систем
- •2.1.3.1 Основні методи одержання дисперсних систем
- •2.1.3.2 Очистка колоїдних систем
- •2.2 Молекулярно-кінетичні властивості дисперсних систем
- •2.2.1 Броунівський рух
- •2.2.2 Дифузія
- •2.2.3 Осмотичний тиск
- •2.2.4 Седиментація
- •2.2.4.1 Седиментаційно-дифузійна рівновага
- •2.2.4.2 Седиментаційний аналіз
- •2.2.5 Оптичні властивості дисперсних систем
- •2.2.5.1 Розсіяння світла
- •2.2.5.2 Оптичні методи дослідження дисперсних систем
- •Контрольні питання
- •Приклади розв’язку задач
- •3.1.2 Поверхневий натяг
- •3.1.3 Класифікація поверхневих явищ
- •3.1.4 Поверхневий натяг на межі двох рідин. Взаємне розтікання рідин
- •3.1.5 Адгезія і когезія. Явища розтікання та змочування
- •3.1.5.1 Поняття про когезію та адгезію
- •3.1.5.2 Змочування поверхні твердого тіла рідиною
- •3.1.5.3 Адгезія між твердим тілом і рідиною
- •3.1.5.4 Капілярні явища
- •Контрольні питання
- •3.2 Поверхневі явища на межі тверде тіло – газ, тверде тіло – рідина, рідина – газ, рідина – рідина, тверде тіло – рідина, тверде тіло – тверде тіло
- •3.2.1 Кількісна характеристика адсорбції. Величини адсорбції
- •3.2.2 Рівняння стану адсорбції
- •3.2.3 Теплота адсорбції
- •3.2.4 Залежність адсорбції від температури та природи газу
- •3.2.5 Фізична адсорбція газів і парів на гладкій твердій поверхні. Закон Генрі
- •3.2.6 Теорія адсорбції і рівняння Ленгмюра
- •3.2.7 Ізотерма адсорбції Фрейндліха
- •3.2.8 Рівняння бет (Брунауера,Еммета,Теллера)
- •Аналогічно
- •3.2.9 Швидкість адсорбції
- •3.2.10 Хімічна адсорбція газів на твердій гладкій і пористій поверхні
- •3.2.11 Капілярна конденсація
- •Отже, при сталій температурі
- •Контрольні питання
- •3.3 Електричні явища на межі тверде тіло – рідина. Будова міцели
- •3.3.1 Електрокінетичні явища
- •3.3.2 Утворення і будова подвійного електричного шару на межі тверде тіло – рідина
- •3.3.2.1 Механізм утворення пеш
- •3.3.2.2 Термодинамічне співвідношення між поверхневим натягом і електричним потенціалом
- •3.3.2.3 Теорія будови пеш Гельмгольца-Перрена
- •3.3.2.4 Теорія будови пеш Гуї-Чепмена
- •3.3.2.5 Теорія будови пеш Штерна
- •3.3.3 Вирази для дзета-потенціалу
- •3.3.4 Вплив різних факторів на дзета-потенціал
- •3.3.4.1 Вплив індиферентних електролітів
- •3.3.4.2 Вплив неіндиферентних електролітів
- •3.3.4.3 Вплив pH-середовища
- •3.3.4.4 Вплив концентрації колоїдної системи
- •3.3.4.5 Вплив температури
- •3.3.4.6 Вплив природи дисперсійного середовища
- •3.3.5 Міцелярна теорія колоїдних розчинів
- •3.3.6 Йонна адсорбція з розчинів на твердому адсорбенті
- •3.3.6.1 Йонообмінна адсорбція
- •3.4 Стійкість дисперсних систем
- •3.4.1 Види стійкості дисперсних систем
- •3.4.2 Процеси, обумовлені агрегативною нестійкістю
- •3.4.3 Фактори стійкості дисперсних систем
- •3.4.4 Коагуляція гідрофобних золів
- •3.4.4.1 Коагуляція під дією електролітів. Правило Шульце−Гарді
- •3.4.4.2 Гетерокоагуляція. Взаємна коагуляція золів
- •3.4.5 Теорії стійкості і коагуляції
- •3.4.5.1 Адсорбційна теорія коагуляції г.Фрейндліха
- •3.4.5.2 Електростатична теорія коагуляції г.Мюллера
- •3.4.5.3 Теорія стійкості систем длфо
- •3.4.5.4. Вплив концентрації електроліту на потенціальні криві взає-модії частинок
- •3.4.6 Швидкість коагуляції
- •3.4.7 Колоїдний захист
- •Контрольні питання
- •Розв’язок
- •Розв’язок
- •3.5 Характеристика мікрогетерогенних дисперних систем План
- •Металокерамічні матеріали
- •3.5.1 Дисперсні системи з газовим дисперсійним середовищем (аерозолі)
- •3.5.2 Дисперсні системи з рідинним дисперсійним середовищем
- •3.5.2.1 Суспензії
- •3.5.2.2 Емульсії
- •3.5.2.3 Латекси
- •3.5.3 Дисперсні системи з твердим дисперсійним середовищем (тверді золі, солідозолі)
- •3.5.3.1 Дисперсні системи з твердим дисперсійним середовищем і газоподібною дисперсною фазою (тверді піни)
- •3.5.3.2 Дисперсні системи з твердим дисперсійним середовищем і рідинною дисперсною фазою (тверді емульсії)
- •3.5.3.3 Дисперсні системи з твердим дисперсійним середовищем і твердою дисперсною фазою
- •3.5.4 Композиційні матеріали (композити)
- •3.5.4.1 Металокерамічні матеріали
Відповідь: 159,9 Дж/моль·к.
Питома теплота плавлення заліза рівна 269,2 Дж/г. Температура плавлення його рівна 1539 0С. Визначити зміну ентропії при плавленні 2 молів заліза.
Відповідь: 19,6 Дж/К.
Визначити зміну ентропії при нагріванні 1 г рідкого хлору від –65 0С до –350С, якщо питома теплоємність рідкого хлору 0,93 Дж/моль·К.
Відповідь: 0,125 Дж/К.
Визначити зміну ентропії реакції.
1/2 N2 (г)+3/2H2(г) = NH3(г),
якщо S0(N2) = 191,3Дж/моль·К,
S0(H2) = 130,5Дж/моль·К,
S0(NH3) = 192,3Дж/моль·К.
Відповідь: – 99 Дж/К.
Визначити ступінь розкладу СаСО3, якщо при термічному розкладі його наважки масою 20 г затрачається 30 кДж тепла.
ΔН0 утв.(СаО) = −635 кДж/моль; ΔН0утв.(СаСО3) = −1206 кДж/моль; ΔН0утв.(СО2) = −393,5 кДж/моль.
Відповідь: 84,5 %.
Визначити ступінь розкладу MgCO3,якщо при термічному розкладі наважки масою 8,4 г затрачено 8,8 кДж тепла.
ΔН0утв(MgO) = −601,2 кДж/моль; ΔH0утв(MgCO3) = −1096 кДж/моль; ΔH0утв(СО2) = −393,5 кДж/моль.
Відповідь. 86%.
2 Дисперсні системи
2.1 Класифікація дисперсних систем
План
2.1.1 Основні терміни колоїдної хімії
2.1.2 Класифікація дисперсних систем
2.1.2.1 За характером дисперсності
2.1.2.2 За ступенем дисперсності (або за розмірами частинок дисперсної фази)
2.1.2.3 За агрегатним станом дисперсної фази і дисперсійного середовища
2.1.2.4 За характером взаємодії між частинками дисперсної фази і дисперсійним середовищем
2.1.2.5 За характером взаємодії між частинками дисперсної фази
2.1.2.6 За формою частинок дисперсної фази (за топографічною ознакою)
2.1.3 Одержання і очистка дисперсних систем
2.1.3.1 Основні методи одержання дисперсних систем
2.1.3.2 Очистка колоїдних систем
2.1.1 Основні терміни колоїдної хімії
Основними термінами є терміни: дисперсна система, дисперсна фаза, дисперсійне середовище та ступінь дисперсності (дисперсність).
Дисперсні системи – це гетерогенні системи, що складаються з двох або більшого числа фаз з сильно розвиненою поверхнею розділу між ними. Звичайно одна із фаз утворює безперервне дисперсійне середовище, в об’ємі якого розподілені частинки дисперсної фази (або декількох дисперсних фаз) у вигляді дрібних кристаликів, твердих аморфних частинок, крапель рідини або пухирців газу.
Дисперсні системи можуть мати і складнішу будову, наприклад, представляти собою двофазне утворення, кожна із фаз якого, будучи безперервною, проникає в об'єм іншої фази. До таких дисперсних систем відносяться тверді тіла, пронизані розгалуженою системою канальців – пор, заповнених газом або рідиною; деякі мікрогетерогенні полімерні композиції (композити), металокерамічні матеріали (кермети), тощо. Нерідкі випадки, коли дисперсне середовище "вироджується" до найтонших шарів (плівок), що розділяють частинки дисперсної фази.
Частинки дисперсної фази характеризуються розмірами, які можуть бути виражені радіусом (r), діаметром (d) (обидві величини виміряються в СІ в метрах (м)) або ступенем дисперсності (або скорочено дисперсністю) (Д), яка є оберненою величиною діаметра (Д=1/d) і тому її розмірність: Д=1/м=м-1. Фізичний зміст ступеня дисперсності – це число частинок дисперсної фази, укладених одна біля одної, які можуть поміститися на віддалі в 1 м.