Федеральное агентство по образованию

МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ

(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ) МАИ

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА

Учебное пособие к лабораторному практикуму по химии

Под ред. канд. хим. наук

Н.С. Будановой и А.А. Фармаковской

Утверждено

на заседании редсовета

17 Октября 2007 г.

М О С К В А

Издательство МАИ−ПРИНТ

2009

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА:

Учебное пособие к лаб. практикуму по химии

Под ред. Н.С. Будановой и А.А. Фармаковской.

− М.: Изд−во МАИ−ПРИНТ, 2009. − 95 с. ил.

Авторы:

Н. С. Буданова, В. Н. Гразлов, С. И Селиванова, М. А Семенова, В. А Новожилов, А. А. Фармаковская, Н. П. Жарова, Г. Н. Устюжанинова.

Пособие содержит теоретические введения и описания лабораторных работ по двум основным разделам курса химии: «Химическая термодинамика» и «Химическая кинетика», а также по некоторым часто использующимся в аналитической практике физико-химическим методам анализа.

В разделе «Растворы» рассмотрены вопросы, равновесия в растворах неэлектролитов и электролитов, буферные растворы, коллоидные растворы, адсорбционное равновесие, ионообменная хроматография.

Раздел «Электрохимия» посвящен вопросам, связанным с теорией гальванических элементов, электролиза, коррозии, а также практическому применению электрохимических методов анализа.

Пособие предназначено для студентов I курса всех технических факультетов МАИ дневной и вечерней форм обучения.

Рецензенты:

кафедра физики и физической химии Военно-инженерной академии им. Н.Е. Жуковского (зав. кафедрой профессор В. В. Чернышев);

доктор химич. наук, профессор Н. Н. Желиговская (МГУ).

Раздел I. Химическая термодинамика

Глава 1. Основные понятия химической термодинамики

Химическая термодинамика изучает переходы энергии из одной формы в другую при химических реакциях и устанавливает направления и пределы их самопроизвольного протекания при заданных условиях.

Объектом изучения в термодинамике является система. Под системой понимают вещество или группу взаимодействующих веществ, физически или мысленно обособленных от окружающей среды. К изолированным относятся те системы, которые не обмениваются массой и энергией с внешней средой. Если через границу, отделяющую систему от внешней среды, может осуществляться обмен веществом между системой и внешней средой, система называется открытой; если обмен веществом невозможен – система закрытая.

Системы бывают гомогенными (однофазными), обладающими одинаковыми физическими и химическими свойствами в любой части объема, и гетерогенными, характеризующимися наличием поверхностей раздела, отделяющих части системы (фазы), различные по свойствам.

Состояние системы описывается термодинамическими параметрами – температурой, давлением, объемом, концентрацией. Изменение термодинамических параметров состояния системы приводит к возникновению термодинамического процесса.

Термодинамические функции, значения которых зависят от состояния системы, называются функциями состояния, и их изменения в каком-нибудь процессе зависят только от начального и конечного состояния системы и не зависят от пути перехода системы из одного состояния в другое. К важнейшим функциям состояния, характеризующим химические системы, относятся внутренняя энергия U, энтальпия H, энтропия S и энергия Гиббса G (изобарно-изотермический потенциал).