- •Предмет и задачи физической химии. Основные разделы.
- •Газовые законы. Законы Гей-Люссака, Шарля, Бойля-Мариотта, Менделеева-Клапейрона. З парц давлений Дальтона. Идеальные и реальные газы. Силы взаимод между частицами, проявл-я в реальных газах.
- •Теоретич основы х т/д. Основные разделы т/д. Основные категории хим т/д – тд сисит, окруж среда. Классификация тд систем. Основные тд параметры и связ их соотнош.
- •Теплоемкость (удельная и молярная, истинная и средняя, изобарная и изохорная). Уравнение Майера. Зависимость теплоемкости от температуры. Уравнение Кирхгофа (дифференциальная и интегральная формы).
- •Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы. Энтропия и ее различ определения. Энтропия как тд вероятность. Связь энтропии с теплотой процесса и термодинамической вероятностью системы.
- •3 Закон тд
- •Объединенное уравнение I и II законов термодинамики. Тд потенциалы. Энергия Гиббса. Энергия Гельмгольца. Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца как критерии направленности процесса в закрытых системах.
- •Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца как характеристические функции. Уравнение Гиббса-Гельмгольца.
- •Химический потенциал. Условие равновесия в системе с переменным числом молей.
- •Фундаментальные уравнения Гиббса для открытой и закрытой систем. Зависимость химического потенциала идеального и реального газов от давления. Летучесть.
- •Понятие о химическом равновесии. Признаки химического равновесия. Условия равновесия и самопроизвольного протекания процесса в системах переменного состава. Химическая переменная.
- •Уравнение изотермы химической реакции. Закон действующих масс. Определение направления процесса по изотерме химической реакции. Стандартное химическое сродство.
- •Константа равновесия и разные способы ее выражения. Эмпирические и термодинамическая константа, взаимосвязь между ними. Гетерогенное химическое равновесие.
- •Зависимость константы равновесия от температуры. Уравнения изохоры и изобары химической реакции. Влияние давления и посторонних примесей на химическое равновесие. Уравнение Планка.
- •Принцип Ле Шателье. Химическое равновесие в случае реакций термической диссоциации. Смещение химического равновесия.
- •Способы расчета химических равновесий. Метод комбинирования равновесий и метод Темкина-Шварцмана.
- •Условия фазового равновесия. Основные понятия: фаза, незав компонент, число термодинамических степеней свободы.
- •Правило фаз Гиббса. Однокомпонентные системы. Уравнения Клапейрона и Клаузиуса-Клапейрона. Применение уравнения Клапейрона для описания процессов плавления.
- •Уравнение Клаузиуса-Клапейрона для процессов парообразования и возгонки. Фазовые переходы I и II рода. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах. Диаграмма состояния воды.
- •Парциальные молярные величины. Уравнение Гиббса-Дюгема.
- •Термодинамическая классификация растворов. Идеальные растворы. Расчет функций смешения идеальных растворов. Предельно разбавленные растворы. Неидеальные растворы.
- •Зависимость равновесных свойств от состава раствора. Давление насыщенного пара над раствором. Закон Рауля. Отклонения от закона Рауля для реальных растворов.
- •Растворимость газов в жидкостях. Закон Генри.
- •Повышение Ткип растворов нелетучих веществ. Эбуллиоскопия.
- •Осмотическое давление разбавленных растворов. Закон Вант-Гоффа-Пфефера. Роль осмоса в живой природе. Использование осмоса в технике.
- •Применение законов разбавленных растворов для растворов электролитов. Изотонический коэффициент. Кажущаяся степень диссоциации.
Уравнение Клаузиуса-Клапейрона для процессов парообразования и возгонки. Фазовые переходы I и II рода. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах. Диаграмма состояния воды.
Для процессов парообр и возг изм объема ΔV можно приближенно заменить объемом пара (Vпар), так как объем конденс фазы (жидкости или твердого тела) значительно меньше.
dP/dT=ΔH*P/RT^2, в инт ф: lnP2/P1= ΔH/R(T2-T1/T1*T2)
парообр - исп, возгонка -субл
На фазовой диаграмме (P−T) уравнение Клауз-Клап опис кривые испарения и сублимации. Эти кривые показывают зависимость давления пара от температуры для процессов парообразования и возгонки.
Фазове
перходы 1 рода - переходы, кот характ
скачкообр изм S и V при перех вва из 1 фазы
в др (плавление, испарение, возг)
Фаз переходы 2 рода – фп, для кот характ равенство S и V состущ в равнов фазах, также характ отсут тепл эф-та (превра Ме в сверхпроводн, превр ферромагн тел)
Двухкомпонентные системы. Диаграмма состояния системы соль-вода. Диаграмма состояния системы дифениламин-нафталин.
Эвтектич точка -характ тем, что в ней однов крист вода и соль. То есть в ней сущ равн между р-ром и 2 крис фазами
Растворы. Термодинамическая теория растворов неэлектролитов. Способы выражения состава растворов.
Раствор - сист, в кот 1 вво равнов распред в среде др вва или вв
Классиф: По агр сост
Газообр р-ры – смеси газов. При усл близким к станд, газы своб р-ся в др др
газы спос смеш др с др в люб V. но не в люб усл
При высок Р образ нитрогенные сист NH3-N2, NH3-He, SO3-N2
Тверд р-ры – рры, кот образ при крист ж р-ров, а также при раств газов в тв в-вах
Различают: замещения, внедрения, вычитания
Замещения - обр при сохр стр крист реш р-ля. при обр тв р-ров в узлах кр реш А/М/ионы замещ частицами др в-ва, если они близки по разм
Внедрения - внедр в междоузл осн комп. Образ при раств неМе в Ме
Вычитания - р-ры с деффектн кр реш
На практике наиб часто приходится встречаться с жидкими растворами. В жидком растворе обычно различают растворитель и растворенное вещество. Под растворителем понимают вещество, которое имеется в растворе в большем количестве. Ост комп, присут в растворе в меньших к-вах, назыв раствор вми.
Мольная доля компонента i — это отношение числа молей данного компонента к общему числу молей всех компонентов в растворе: xi=ni∑jnjx
Молярная концентрация — это количество вещества компонента i в единице объема раствора:Сi=ni/V
Моляльная концентрация — это количество вещества компонента i в 1 кг растворителя:mi=ni/mрастворитель
Массовая доля компонента i — это отношение массы данного компонента к общей массе раствора
Объемная доля компонента i — это отношение объема данного компонента к общему объему раствора
Парциальные молярные величины. Уравнение Гиббса-Дюгема.
Св-ва р-ров, как и др систем делятся на
Интенсивные - св-ва, кот не зав от их кол-ва (Рпара, Ткип,Росм)
Экстенсивные - св-ва р-ров, кот зав от кол-ва р-ра (G,H,S,V,C,U)
Эти велич относ к р-ру как к един целому, а не отд его комп
Для хар-кри вклада комп в экст парам Льюис предл исп парц мол вел
gi ̄- ПМВ - это интенс св-во р-ра, предст соб частную произв от экст св-ва по числу поль компонента при пост P,T,n всех др комп
Парциальный молярный объем (V‾iV i): Вклад компонента i в общий объем раствора: V‾i=(∂V∂ni)T,P,nj
Любое экстенс св-во явл ф сост, поэт можем выразить полный диф
dg=(∂g/∂n1)т,р,тj*dn+(∂g/∂n2)т,р,тj*dn
dg=g1‾*dn1 + g2‾*dn2 - уравнение Гиббса-Дюгема
Методы определения ПМВ
Аналитич: ДБ изв в=зав общ экст свва р-ра от числа молей данного комп (g=F(n)). Такие зав предст в виде полинома. А чтобы найти ПМВ нужно продив по числу моль комп, а затем в получ ур поль. Если расч пмв для 1 комп, то по ур Гиббса-Дюгема найдем и для др комп
Графические:
1. Метод графич диф, где g=F(n) предст в виде граф и по танг опред пмв. Данный метод не очень точен из-за ошибок провед касат
2. Метод отрезков(для бинарных рров)
По результ эксп строят зав приед экст свва от мол доли 1 комп g=F(x)
