Раздел 1. Физическая химия

Введение

Предмет физической химии. Основные этапы развития физической химии. Место физической химии в ряду естественных наук, ее роль в пищевых технологиях. Предмет коллоидной химии. Основные задачи и направления коллоидной химии как науки о поверхностных явлениях и дисперсных системах. Значение коллоидной химии для технолога-пищевика.

Тема 1. Основы химической термодинамики

Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия, теплота и работа. Теплоты процессов при постоянном объеме и давлении. Энтальпия. Закон Гесса. Следствия из закона Гесса. Теплоты образования и сгорания. Стандартные теплоты. Зависимость теплового эффекта от температуры. Уравнения Кирхгофа. Второе начало термодинамики, его математическое выражение. Энтропия. Статистическое истолкование понятия энтропии. Связь энтропии с термодинамической вероятностью. Применение второго начала термодинамики и изобарно - (изохорно-) изотермическим процессам. Энергия Гиббса, энергия Гельмгольца. Определение направления процесса и условий равновесия.

Практическое занятие 1:

Решение задач по теме «Первое и второе начало термодинамики, закон Гесса, вычисление тепловых эффектов реакции».

Практическое занятие 2:

Решение задач по теме «Уравнения Кирхгофа, Энергия Гиббса, энергия Гельмгольца. Определение направления процесса и условий равновесия».

Лабораторное занятие:

Определение теплового эффекта растворения.

Тема 2. Термодинамика химического равновесия

Химическое равновесие. Константы равновесия и способы их выражения. Константы равновесия гетерогенных реакций. Уравнение изотермы химической реакции. Зависимость константы равновесия от температуры. Уравнение изобары и изохоры химической реакции.

Практическое занятие:

Решение задач по теме «Расчет константы равновесия, принцип Ле-Шателье».

Лабораторное занятие:

Исследование химического равновесия.

Тема 3. Фазовое равновесие и учение о растворах

Условия термодинамического равновесия между фазами. Понятие фаза, число компонентов, число степеней свободы. Правило фаз Гиббса. Однокомпонентные системы. Диаграммы состояния воды. Уравнение Клапейрона - Клаузиуса, вывод и интегрирование. Двухкомпонентные системы. Общая характеристика растворов. Идеальные растворы. Закон Рауля. Отклонения от закона Рауля. Осмотическое давление растворов неэлектролитов. Термодинамика растворов. Диаграмма давление-состав. Фазовая диа­грамма кипения. Первый закон Коновалова. Перегонка и ректификация. Азеотропные смеси. Второй закон Коновалова. Ограниченная взаимная растворимость жидкостей. Влияние температуры на растворимость. Несмешивающиеся жидкости. Перегонка водяным паром. Распределение третьего компонента между двумя растворителями. Растворы газов в жидкости. Термический анализ. Диаграммы плавкости (сплавы) и кривые охлаждения. Виды диаграмм плавкости.

Практическое занятие 1:

Решение задач по теме «Фазовое равновесие однокомпонентных систем».

Практическое занятие 2:

Решение задач по теме «Разбавленные растворы».

Лабораторное занятие:

Приготовление буферных растворов.