Лекция № 1. Предмет, структура и методы физической химии. Задачи и основные понятия термодинамики.

 

1. Введение. Предмет фх.

ССП – дифференцированный зачет

ПСМ – экзамен.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ипполитов Е.Г., Артемов, А. В. Физическая химия: Учебник для студентов вузов, обучающихся по спец. 032300 " Химия "М.: Академия, 2005.

Из самого названия дисциплины следует, что она является пограничной наукой между химией и физикой. Основная задача физической химии – изучение взаимосвязи разнообразных физических и химических явлений. Поскольку всякое реальное явление сложно, выделение в нем отдельных сторон – физической или химической – достаточно условно. Поэтому порой бывает трудно провести границу между вопросами, изучаемыми физической химией, и отдельными разделами физики и химии.

Основоположником ФХ считается русский ученый М.В. Ломоносов, который впервые в мире прочитал курс ФХ в 1751 году, где он дал следующее определение - «Физическая химия - наука, которая должна на основе положений и опытов физических объяснить причину того, что происходит через химические операции в сложных телах.»

Параллельно с чтением курса лекций Ломоносов проводил и практические занятия по ФХ. Он совершил ряд значимых открытий, а именно закон сохранения материи, закон сохранения и превращения энергии, создал кинетическую теорию теплоты, предсказал существования абсолютного нуля температуры и исследовал свойства газообразного состояния вещества и растворов. К сожалению в самостоятельную дисциплину ФХ формируется только к концу 19 в., что способствовало выдающиеся исследования Менделеева, Гиббса, Вант-Гоффа, Нернста и др. В 1887 г. в Лейпцигском университете была создана первая кафедра ФХ и начал выходить специализированный журнал.

Физическая химия – это теоретическая химия, которая рассматривает общие законы, определяющие химические процессы, ФХ дает математическое описание химических процессов, что позволяет перевести изучение химических явлений на компьютерную основу.

Физическая химия – основа химической технологии, она позволяет оптимизировать протекание химических реакций, сделать их более экологически безопасными. Физическая химия изучает строение веществ, связь между структурой и физико-химическими свойствами веществ, т.е. дает основу материаловедения, науки, которая определяет технический прогресс.

2. Структура физической химии

2.1.     Химическая термодинамика – как часть научной дисциплины  общей термодинамики – исследует условия равновесия в физико-химических процессах и химических реакциях.

2.2.       Теория растворов – ставит целью объяснение и предсказание свойств растворов и их компонентов по свойствам чистых веществ, из которых составлен раствор.

2.3. Равновесия в гетерогенных системах - рассматривают специфические свойств поверхностных слоев жидкостей и твердых тел и их влияние на характеристики системы в целом.

2.4. Химическая кинетика и катализ – протекание во времени и механизмы химических реакций

2.5. Электрохимия - изучает химические процессы, в которых участвуют заряженные частицы – ионы.