- •Будкевич р. Л., Макарова т. П.. Физическая и коллоидная химия
- •Содержание
- •§ 3. Разделы физической химии. Методы исследования
- •§ 1. Энергия. Закон сохранения и превращения энергии
- •§ 4. Эквивалентность теплоты и работы
- •§ 5. Зависимость давления насыщенного пара от температуры
- •Введение
- •§ 2. Краткий очерк истории развития физической химии
- •§ 3. Разделы физической химии. Методы исследования
- •Первый закон термодинамики § 1. Энергия. Закон сохранения и превращения энергии
- •§ 2. Предмет, метод и границы термодинамики
- •§ 3. Теплота и работа
- •§ 4. Эквивалентность теплоты и работы
- •§ 5. Внутренняя энергия
- •§6. Первое начало термодинамики
- •§ 7. Уравнения состояния
- •§ 8. Калорические коэффициенты
- •§ 9. Работа различных процессов
- •§ 10. Теплоемкость. Вычисление теплоты различных процессов
- •§ 11. Энтальпия
- •§ 12. Применение первого закона термодинамики к идеальным газам
- •Глава II. Второй закон термодинамики § 1. Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы
- •§ 2. Второй закон термодинамики
- •§ 3. Методы расчета энтропии
- •§ 4. Постулат Планка. Абсолютные значения энтропии
- •Глава III. Энергия гельмгольца. Энергия гиббса. Приложения второго закона термодинамики § 1. Энергия Гельмгольца
- •§ 2. Энергия Гиббса
- •§ 3. Фазовые переходы. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса
- •§ 4. Фазовые переходы первого рода. Плавление. Испарение
- •§ 5. Зависимость давления насыщенного пара от температуры
- •Глава IV. Термодинамика растворов (растворы) § 1. Растворы (определение). Концентрация
- •§ 2. О молекулярной структуре растворов
- •§ 3. О теориях растворов
- •Глава V. Равновесие: жидкий раствор – насыщенный пар § 1. Давление насыщенного пара бинарных жидких растворов
- •§ 2. Закон Рауля. Идеальные растворы. Предельно разбавленные растворы
- •§ 3. Реальные растворы. Положительные и отрицательные отклонения от закона Рауля
- •§ 4. Диаграммы равновесия жидкость – пар в бинарных системах. Первый закон Коновалова. Фракционная перегонка
- •§ 5. Температура кипения растворов нелетучих веществ. Эбуллиоскопия. Температура замерзания растворов нелетучих веществ. Криоскопия
- •§ 6. Второй закон Коновалова. Азеотропные растворы
- •Глава VI. Равновесие жидких растворов с газами. Некоторые классы растворов § 1. Растворимость газов в жидкостях
- •§ 2. Влияние давления на растворимость газов. Закон Генри
- •§ 3. Зависимость растворимости газов от температуры
- •§ 4. Влияние третьего компонента на растворимость газов
- •§ 5. Совместная растворимость нескольких газов
- •Коллоидная химия глава VII. Предмет коллоидной химии §1. Определение предмета коллоидной химии
- •§2. Признаки объектов коллоидной химии
- •§3. Значение коллоидной химии
- •Глава VIII. Поверхностные явления и адсорбция §1. Поверхностное натяжение
- •§2. Когезионные и поверхностные силы
- •§3. Зависимость энергетических параметров поверхности от температуры
- •5. Самопроизвольное уменьшение поверхностной энергии и формирование поверхностного слоя
- •Глава IX. Адсорбция и поверхностное натяжение §1. Виды адсорбции, ее количественные характеристики и их связь с параметрами системы
- •§2. Фундаментальное адсорбционное уравнение Гиббса и примеры его применения
- •§3. Поверхностная активность. Поверхностно-активные и инактивные вещества
- •§4. Мономолекулярная адсорбция. Изотерма адсорбции Ленгмюра
- •§5. Теория полимолекулярной адсорбции бэт
- •§6. Изотермы адсорбции и поверхностного натяжения растворов пав Уравнение Шишковского
- •§7. Классификация и общая характеристика поверхностно-активных веществ. Правило Дюкло – Траубе
- •§8. Хроматография. Основы метода
- •Глава х. Термодинамика и механизм мицеллообразования
- •Глава хi. Адгезия, смачивание и растекание жидкостей §1. Адгезия и работа адгезии
- •§2. Смачивание и краевой угол. Закон Юнга
- •§3. Связь работы адгезии с краевым углом
- •§4. Флотация
- •§5. Моющее действие пав. Роль пав в увеличении нефтеотдачи пластов
- •Глава XII. Капиллярные явления §1. Влияние кривизны поверхности на внутреннее давление. Закон Лапласа
- •§2. Капиллярные явления. Формула Жюрена
- •§3. Роль капиллярных явлений при вытеснении нефти водой из пористых сред
- •Диаграмма температура - состав.
- •Двухкомпонентные системы
- •Системы жидкостей с неограниченной взаимной растворимостью.
Введение
§ 1. Предмет физической химии. Её значение
Взаимосвязь химических и физических явлений изучает физическая химия. Эта отрасль химии является пограничной между химией и физикой. Пользуясь теоретическими и экспериментальными методами обеих наук, а также своими собственными методами, физическая химия занимается многосторонним исследованием химических реакций и сопутствующих им физических процессов. Поскольку, однако, даже многостороннее исследование никогда не является полным и не охватывает явление исчерпывающим образом, постольку законы и закономерности физической химии, как и других естественных наук, всегда упрощают явление и не отражают его полностью.
Быстрое развитие и растущее значение физической химии связаны с её пограничным положением между физикой и химией. Основная общая задача физической химии – предсказание временнóго хода процесса и конечного результата (состояния равновесия) в различных условиях на основании данных о строении и свойствах веществ, составляющих изучаемую систему.
§ 2. Краткий очерк истории развития физической химии
Термин «физическая химия» и определение этой науки впервые были даны М.В.Ломоносовым, который в 1752-1754 гг. читал студентам Академии наук курс физической химии и оставил рукопись этого курса «Введение в истинную физическую химию» (1752). Ломоносов выполнил многие исследования, темы которых соответствуют составленному им «Плану к курсу физической химии» (1752) и программе экспериментальных работ «Опыт физической химии» (1754). Под его руководством проводился также студенческий практикум по физической химии.
Ломоносов дал следующее определение физической химии: «Физическая химия есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в смешанных телах при химических операциях». Это определение близко к современному.
Для развития физической химии огромное значение имело открытие двух законов термодинамики в середине XIX века (С.Карно, Ю.Р.Майер, Г.Гельмгольц, Д.П.Джоуль, Р.Клаузиус, В. Томсон).
Количество и разнообразие исследований, лежащих в области, пограничной между физикой и химией, постоянно возрастало в XIX веке. Было развито термодинамическое учение о химическом равновесии (К.М.Гульдберг, П.Вааге, Д.У.Гиббс). Исследования Л.Ф.Вильгельми положили начало изучению скоростей химических реакций (химическая кинетика). Исследовался перенос электричества в растворах (И.В.Гитторф, Ф.В.Г.Кольрауш), изучались законы равновесия растворов с паром (Д.П.Коновалов) и развивалась теория растворов (Д. И. Менделеев).
В 1860 г. курс физической химии начал читать русский учёный Н.Н.Бекетов в Харьковском университете.
Признание физической химии как самостоятельной науки и учебной дисциплины выразилось в учреждении в Лейпцигском университете (Германия) в 1887 году первой кафедры физической химии во главе с В.Оствальдом и в основании там же первого научного журнала по физической химии. В конце XIX века Лейпцигский университет был центром развития физической химии, а ведущими физико-химиками являлись В.Оствальд, Я.Х.Вант-Гофф, С.Аррениус и В.Нернст. К этому времени определились три основных раздела физической химии – химическая термодинамика, химическая кинетика и электрохимия.
К важнейшим направлениям науки, развитие которых является необходимым условием технического прогресса, относится исследование химических процессов; физической химии принадлежит ведущая роль в развитии этой проблемы.