Қосымша әдебиеттер

1. Әбдиев Қ.Ж. Физикалық –коллоидтық химия. Тірек конспектілері. Алматы: КБТУ, 2003 ж.

2. Алмашев Б.К. Физикалық және коллоидтық химия практикумы. Алматы: Мектеп, 1985 ж.

3. Құлажанов К.С., Омарқұлов Т.О., Сүлейменова М.Ш. және т.б. Физикалық-коллоидтық химия бойынша лабораториялық практикум. Алматы: Республикалық баспа кабинеті, 1995 ж.

4. Шәбікова Г.Х., Қадырбекова А.Ж., Таңатарова Ш.Б. Физикалық химияның есептер жинағы. Шымкент, М.Әуезов атындағы ОҚТУ, 1989 ж.

5. Шәбікова Г.Х., Абланова Е.Х., Камысбаев Д.Х. Физикалық химия есептеріне арналған методикалық нұсқаулар. Алматы: әл-Фараби атындағы ҚазҰУ, 1990 ж.

6. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. – М.: В.Ш. 1988. с.495.

7. Голиков Г.А. Руководство по физической химии. – М.: В.Ш., 1988. с.383.

8. Ахметов Б.В. Задачи и упражнения по физической и коллоидной химии. – Л.: Химия. 1988, с.240.

Глоссарий физколлидты – химия.

Термодинамика – энетгияның әр түрлі формаларының өзара ауысуын зерттейтін физикалық химияның негізгі бөлімдерінің бірі. Ол көптеген тәжірибелердің нәтижесінде тұжырымдалған бірнеше заңға сүйенеді.

Термодинамиканың бірінші заңы – энергия сақталу заңына негізделіп қалыптасқан. Ол энергияның жоқтан пайда болмайтынын, әрі өшпейтінін, тек бір түрден екінші түрге ауысып, өзгеріп отыратынын дәлелдейді.

Жылу сыйымдылық, деп қысымның немесе көлемнің тұрақты жағдайында заттың берілген мөлшерінің 1 градусқа арттыруға қажетті жылу мөлшерін айтады.

Термохимия – химиялық реакциялардың жылу эффектілерін, заттардың жылу сыйымдылықтарын және олармен байланысты басқа шамаларды зерттейді.

Термохимияның бірінші заңы (Лавуазье-Лаплас заңы) бойынша: жай заттар өзара әрекеттесіп күрделі зат түзгенде бөлінетін жылу мөлшері сол күрделі зат қайтадан жай заттарға ыдырағанда сіңірілетін жылуға тең.

Термохимияның екінші заңы Гесс заңы. Гесс заңы былай тұжырымдалады: химиялық реакция тікелей жүрсін немесе бірнеше сатыдан өтсін, бәрібір оған сай жылудың мөлшері тұрақты болады.

Стандартты энтальпия – жай заттардан 25^оС және 760 мм сн. бағ-да 1 моль зат түзілгендегі реакциядағы стандарт жылу эффектісі.

Жану жылу, 1 иоль зат стандарт жағдайда оттекпен толық әрекеттесіп жанған кездегі химиялық реакцияның жылу эффектісі.

Еру жылуы – 1 иоль затты еріткіштің өте көп мөлшерінде еріткенде бөлінетін немесе сіңірілетін жылу мөлшері.

Ерудің интеграл жылуы – еріткіштің белгілі мөлшерінде 1 моль затты еріткенде сіңірілетін немесе бөлінетін жылу мөлшері.

Нейтралдау жылуы – қышқылды негізбен нейтралдағанда 1 моль Н₂О түзілгенде бөлінетін жылу мөлшері.

Системаның еркіндік дәреже саны деп системадағы фазалар санын сақтай отырып белгілі шекке дейін шамаларын еркін өзгертуге болатын термодинамикалық күй параметрлерінің санын айтады.

Компонент – система фазаларының құрамын сипаттайтын дербес заттардың ең аз саны.

Фаза – гетерогенді термодинамикалық системаның бір-бірінен бөліну беті арқылы оқшауланған және сыртқы әсер жоқ кезде барлық нүктелерінің химиялық құрамы мен физикалық қасиеттері бірдей бөліктердің жиынтығы.

Эвтетикалық температура – система құрамындағы екі зат та ерітіндіден бірдей температурада кристалданады.

Эвтетикалық құрам – система құрамындағы екі затта ерітіндіден бірдей температурада кристалданатын қоспа құрамы.

Солидус – эвтетикалық нүктені (Э) қиып өтетін горизонталь сызық (МN).

Коннонда – теңдіктегі фазалардың құрамын қосатын ДG сызығы.

Ерітінді – екі немесе одан да көп компаненттерден тұратын біртекті система.

Ерітінді бетіндегі еріткіштің бу қысымы – тұрақты температурада ерітінді бетіндегі еріткіштің бу қысымының салыстырмалы теңдеуі еріген заттың мольдік үлесіне тең.

Коноваловтың бірінші заңы – сұйықтық пен теңдікте тұрған бу, сұйықтықпен салыстырғанда, қосқанда жалпы қысымды арттыратын, компонентке бай болады.

Фракция деп, белгілі температура аралығында (t₁ ден t₂ дейін) жинап алынған конденсат.

Бөлшектеп айдау – фракциялап жинақтауға негізделген әдіс.

Коноваловтың екінші заңы – қайнау температурасының максимум және минимум нүктелерінде теңдіктегі системаның сұйық бу фазаларының құрамдары бірдей болады.

Тұрақты қайнайтын немесе азеотроп қоспалар деп, құрамы өзгермей айдалатын сұйықтарды айтады.

Ерудің критикалық температурасы – сұйықтықтар бір-бірінде шексіз араласа бастайтын температура.

Таралу коэффициенті – тұрақты температурада бір-бірінде ерімейтін немесе шекті ғана араласып еритін екі еріткіш қоспасына еріткен үшінші компоненттің екі сұйық қабаттағы концентрацияларының қатынасы тұрақты шама.

Меншікті кедергі – 1 см және көлденең қимасы 1 см² өткізгіштің кедергісі.

Меншікті электр өткізгіштік деп, меншікті кедергінің кері шамасын айтады.

Электролит ерітінділері үшін меншікті электр өткізгіштік деп, арақашықтығы 1 см беттерінің ауданы 1см² екі электрод аралығындағы 1 мл электролит ерітіндісінің электр өткізгіштігін айтады.

Эквиваленттік электр өткізгіштік – 1 г-экв еріген заты бар ерітінді көлемі сиятын ара қашықтығы 1 см электроттардың аралығына орналасқан ерітіндінің электр өткізгіштігін айтады.

Буферлік ерітінділер – қышқылдың немесе сілтінің аз мөлшерін қосқанда, сонымен қатар сұйылтқанда сутек иондарының концентрциясы өзгермейтін ерітінділер.

Буферлік әсер – буфрелі ерітінділерге қышқыл немесе сілті қосқанда, иә болмаса оларды сұйылтқанда рН өзгермей тұрақты болу.

Сорбция – заттың екінші бір затты өз бойына сіңіруі.

Адсорбция – сіңіру тек дененің беткі қабатында іске асады.

Абсорбция – сіңіру дененің барлық көлемінде жүреді.

Адсорбент –сіңіруші зат, адсорбтив – сіңірілетін зат.

Капиллярлық конденсация – сіңіру процесі қуысты, кеуекті заттардың өте ұсақ түтікшелерінде іске асатын типтегі процесс.

Катализатор – химиялық реакцияның жылдамдығын арттыратын, өзі реакция нәтижесінде өзгеріссіз қалатын зат.

Катализ – реакция жылдамдығының катализатор қатысында өзгерісі.

Активтендіру энергиясы - әректтесуші заттардың молекулаларын активті күйге келтіру үшін қажетті энергия.

Гальваникалық элемент – химиялық энергияның электр энергиясына айналуын көрсететін құрал.

Электродтық потенциал – системада қос электр қабатының пайда болуы металл мен ерітінді арасында потенциалдық айырым туғызады.

Нормалды немесе стандартты элкетродтық потенциал – ерітіндідегіметалл иондарының концентрациясы 1 мольּл ^-1 болғандағы металл ерітінді жанасу бетіндегітүзілген қос элемент қабаттары арасындағы потенциалдар айырымы.

Колориметриялық әдіс – сутек иондарының концентрациясына байланыстытүрлі индикаторлардың түстерінің өзгеруіне негізделген қарапайым әдіс.

Потенциометриялық әдіс – ерітіндідегі иондардың концентрациясына байланысты гальваникалық тізбектегі электр қозғауыш күштің өзгерісін өлшеуге негізделген.

Индикатор электрод – электродтық потенциалы сутек иондарының концентрациясына тәуелді электрод.

Электролиз – электролиттердің балқымалары немесе ерітінділері арқылы тұрақты электр тогы өткенде электродтарда тотығу-тотықсыздану реакциялары жүріп, заттархимиялық өзгерістерге ұшырайды.

Фарадейдің бірінші заңы – электродта бөлінетін зат массасы (m) электролит арқылы өтетін электр мөлшеріне (Q) тура пропорционал.

Фарадейдің екінші заңы. әр түрлі электролиттердің ерітінділері арқылы бірдей мөлшерде электр тогы (Q) өткенде электродтарда бөлінетін заттардың массасы (m) олардың химиялық эквиваленттеріне (Э) тура пропорционал.

Электрохимиялық эквивалент – электролит ерітіндісі арқылы 1 Кл электр өткенде, электродта бөлінетін заттың массасы.

Потенциалды ыдырау кернеуі – электролиттарда заттардың бөлінуі белгілі бір потенциалдар айырымында ғана іске асады.

Анодтық потенциал - анод пен ерітінді арасындағы потенциалдар айырымын, ал катодтық потенциал - катод пен ерітінді арасындағы потенциалдар айырымын.

Коррозия – металдардың және олардың құймаларының қоршаған ортаның әсерінен бұзылуы.

Ингибиторлар – қышқылдық ортада металдардың коррозиясын системаға кейбір заттарды қосып баяулатуға, тіпті бәсеңдетіп тежеуге болады.

Зольдер – коллоидты системада дисперсті фаза бөлшектері қатты күйде, ал орта сұйық күйде болатын ерітінділер.

Эмульсия – егер коллоидты системадағы дисперсті орта да, дисперсті фаза да сұйық заттың бөлшектерінен құралады.

Пептизация – пептизаторлар коллодты бөлшектер бетінде адсорбцияланып, олардың зольге айналу әдісі.

Диализ әдісі – коллоидты ерітінділерді еріткіштің және бос жүрген иондардың артық мөлшерінен тазарту.

Электрдиализ – диализ процесі элкетр тогы әсерімен асады.

Ультрадиализ – ультрафильтр пайдаланып, қысымды реттеу арқылы диализдеу.

Электроферез – электр өрісі әсерінен диспресті фаза бөлшектерінің катодқа немесе анодқа бағытталып қозғалуы.

Дзэта потенциал – сұйықтың қатты дене бетіндегі қозғалмайтын қабаты мен ерітінді көлеміндегі қозғалмалы қабаты арасынды пайда болатын потенциал айырымы.

Кинетикалық тұрақтылық – коллоидты системадағы фаза бөлшектері – мицелалар ьроуындық қозғалыстың нәтижесінде ұзақ уақыт тұнбаға түспей система көлемінде біркелкі таралып жүретін тұрақтылық.

Агрегаттық тұрақтылық – системадағы бөлшектердің дисперстігі ұзақ уақыт сақталатын болса, яғни олар жекеленіп ұсақ бөлшектерге дараланып, іріленбейтін тұрақтылық.

Коагуляция – коллоидты ерітіндідегі бөлшектердің өзара бірігіп іріленуі.

Седиментация процесі – іріленген бөлшектер ауырлық күшінің әсерінен тұнбаға түседі.

Критикалық потенциал – дзэта – потенциал шамасы 30 мВ маңында болған жағдайда ұю процесі басталғандығы анықталады.

Стаблизатор – коллоидты ерітінділердің тұтқырлығын арттыратын заттар.

Үйкеліс күші – дененің қозғалу жылдамдығына қарсы әсер етуші күш.

Тұтқырлық – системаның әр түрлі жылдамдықпен қозғалатын құрам бөліктерінің аралығындағы үйкеліс.

Аққыштық – тұтқырлықтың кері шамасы.

Салыстырмалы тұтқырлық – заттың абсолюттік тұтқырлығының судың тұтқырлығына қатынасы.

Седиментациялық тұтқырлық – дисперсті фазаның система көлемінде біркелкі таралып, тұрақты күйде болуы.

Ісіну – еріткіш молекулаларының үлкен молекулалы қосылыстарға енуі.

Ісіну дәрежесі – 1 грамм полимер сіңірген сұйықтың грамм санымен анықталады.

Эмульгаторлар – эмульсиялардың тұрақтылығын арттыру үшін қолданылатын заттар.

Коалесценция – эмульсия тамшыларының өзара бірігіп, системаның жеке фазаларға жіктелуі.

Эмульсия фазаларының айналуы – системаға СаCl₂ қосу барысында май мен су жартылай жіктеліп, қайтадан тұрақты система – майдағы су (С/М ) типтес эмульсияның пайда болуы.

Көбік түзгіштер – көбіктің тұрақтылығын арттыратын заттар.

Көбік еселігі – көбіктің алғашқы көлемінің осы көбікті түзу үшін жұмсаплған көбік түзгіш ертіндісі көлеміне қатынасы.

ДӘРІС 1

Кіріспе Физикалық химия пәні және оның мазмұны

Жоспар

1. Физикалық химия пәніне сипаттама, ғылымдық мәні

2. Химиялық термодинамика.

3. Термодинамикалық ұғымдар.

4. Ішкі энергия, жылу, жұмыс

1.Физикалық химия пәніне сипаттама, ғылымдық мәні

Физикалық химия - химия мен физиканың арасындағы аралық ғылым. Ол химиялық реакциялардың, онымен қоса жүретін физикалық құбылыстардың заңдылықтарын зерттейді. Физикалық химия процесстердің жүйедегі тепе-теңдік жағдайы мен оның бір күйден екінші күйге ауысу мүмкіндігін, химиялық реакция жылдамдығының уақытқа байланысты өзгеруін, электрлік және химиялық энергиялардың өзара ауысу заңдылықтары сияқты мәселелерді қарастырады. Физикалық химия тұжырымдаған заңдылықтар мен оның әдістері ғылымының барлық салаларында дерлік қолданылады. Ол физикалық химияның жалпы ғылымдық мәнін көрсетеді. Қазіргі кезде физикалық -химияның заңдылықтары мен әдістері қолданылмайтын ғылым мен тәжірибе алмасудың бірде-бір саласы жоқ десе де болады.

Физикалық химия ғылыми пән ретінде алғаш рет XVIII-ғасырдың орта шенінде пайда болды. Оның негізін орыстың атақты ғалымы М.В.Ломоносов (1711-1765) қалады. Одан кейін 1860 ж. орыстың атақты ғалымы Н.Н.Бекетов (1825-1911) Харьков университетінде

«Физикалық химиялық құбылыстардың өзара қарым-қатынастары» курсын оқып, оны 1865 жылы «Физикалық химия» деп атады.

Кейінірек физикалық химияның дамуына үлкен үлес ғалымдар Каблуков, Аррениус, Коновалов, Карно т.б.

Физикалық химия зарттардың құрамы мен қасиеттерінің арасындағы байланыстарды зерттей отырып, әр түрлі физика - химиялық талдау әдістерін жасады. Физикалық химияда теориялық та, тәжірибелік те әдістер қолданылады. Тәжірибе мәліметтерін талдауда және химиялық реакциялар мәліметтерін жинақтап қорытуда теориялық физиканың үш түрлі: термодинамикалық, статистикалық және квантты - механикалық тәсілдері қолданылады.

Физикалық химия зат құрылысының заңдылығын, химиялық жүйедегі тепе-теңдікті, тепе-теңдіктегі бір күйден екіншіге ауысу мүмкіндігін көрсететін заңдылықты және химиялық процесін зерттейді. Физикалық химия бірнеше тарауға бөлінеді:

зат құрылысы; - химиялық термодинамика; - ерітінділер; - химиялық кинетика;

- беткейлік құбылыстар; - коллойдтық ерітінділер.

Физикалық химия келесі үш әдіспен қолданылады:

• статистикалық, негізінде статистикалық физика жатады;

• термодинамикалық, статистикалық заңдылықтардың қосынды нәтижесін көрсетеді; квантты-механикалық, физикалық химияның түсінбеген негізгі құбылыстарын түсіндіреді.

Термодинамика зерттейді:

а) энергияның бір түрінен екінші түріне, бір жүйеден екінші жүйеге ауысуын;

б) әртүрлі физикалық немесе химиялық процестердің барысында пайда болатын энергетикалық эффектілерді;

в) белгілі бір жағдайлардағы процестердің мүмкіндігін, бағытын, өз бетінше жүретін процестердің мүмкіндік шегін.

Термодинамикада қолданылатын негізгі түсініктерді, терминдерді және шамаларды нақты анықтау қажет, яғни жүйе, жүйенің термодинамикалық қасиеттері, ішкі энергия, күйдің функциясы, жылу, жұмыс және энтольпия.