
- •Физическая химия
- •150101 – «Металлургия черных металлов»
- •150102 – «Металлургия цветных металлов»
- •Аннотация
- •Цель и задачи изучения дисциплины
- •2. Требования к уровню освоения дисциплины
- •3. Объем дисциплины и виды учебной работы (часов)
- •4. Содержание дисциплины
- •4.2. Содержание разделов дисциплины
- •Раздел 2. Первый закон термодинамики и его применение к расчету тепловых эффектов
- •Раздел 3. Второй закон термодинамики и его применение к определению направления процессов и условий равновесия
- •Раздел 4. Третий закон термодинамики и расчет абсолютных значений энтропии
- •Раздел 5. Термодинамическая теория растворов
- •Раздел 6. Гетерофазные равновесия
- •Раздел 7. Поверхностные явления
- •Раздел 8. Строение и структурно-чувствительные свойства жидкостей
- •Раздел 9. Кинетика гомогенных химических реакций
- •Раздел 10. Кинетика гетерогенных процессов
- •Раздел 11. Основы электрохимии
- •Заключение
- •5. Лабораторные и практические занятия
- •6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •6.1. Рекомендуемая литература
- •6.2. Средства обеспечения освоения дисциплины
- •7. Материально-техническое обеспечение дисциплины Лабораторный практикум по физической химии.
- •8. Методические рекомендации по изучению дисциплины
- •8.1. Общая характеристика изучаемой дисциплины
- •8.2. Методические указания по изучению дисциплины
- •8.3. Вопросы для самоподготовки
- •8.4. Контрольная работа № 1 (5 семестр, разделы 2 - 6)
- •8.5. Контрольная работа № 2 (6 семестр, разделы 7 - 11)
Раздел 6. Гетерофазные равновесия
Общая характеристика гетерофазных равновесий. Определение количеств фаз и компонентов термодинамической системы. Правило фаз Гиббса и частные случаи его применения.
Фазовые превращения индивидуальных веществ. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона и его анализ. Диаграмма состояния однокомпонентной системы. Зависимость давления насыщенного пара конденсированного вещества от температуры.
Фазовые равновесия с участием растворов. Давление насыщенного пара над идеальным раствором. Закон Рауля. Состав пара над идеальным раствором. Правило Коновалова. Соотношение количеств вещества в фазах - правило рычага. Давление насыщенного пара над бесконечно разбавленным раствором. Закон Генри. Давление насыщенного пара над реальным раствором.
Распределение вещества между двумя фазами. Константа и коэффициент распределения. Применение общего уравнения к идеальным и бесконечно разбавленным растворам. Связь между температурой начала кристаллизации растворителя из жидкого раствора и его составом. Температура начала кристаллизации растворителя из идеальных растворов. Равновесие твердого и жидкого идеальных растворов. Кристаллизация растворителя из бесконечно разбавленного раствора. Криоскопия. Влияние диссоциации растворенного вещества на понижение температуры начала кристаллизации.
Диаграммы состояния двухкомпонентных систем. Системы с эвтектикой, с ограниченной и полной растворимостью компонентов, с химическими соединениями. Порядок кристаллизации. Определение числа, агрегатного состояния, состава и относительного количества вещества в фазах при различных температурах. Трехкомпонентные системы. Треугольник составов. Диаграмма состояния системы с одной тройной эвтектикой. Порядок кристаллизации.
Раздел 7. Поверхностные явления
Энергетические различия частиц в поверхностном слое и в объеме конденсированной фазы. Удельная поверхностная энергия. Поверхностное и межфазное натяжение. Работа когезии и адгезии фаз. Смачивание твердых тел жидкостями.
Капиллярные явления. Уравнение Лапласа. Давление насыщенного пара над искривленной поверхностью. Повышение реакционной способности измельченного вещества.
Поверхностное натяжение растворов. Поверхностно-активные вещества. Адсорбция. Адсорбционное уравнение Гиббса и его применение к бинарным растворам. Расчет адсорбции компонентов по вариантам Гиббса и Гуггенгейма.
Адсорбция газов на поверхности твердых тел. Изотерма Лэнгмюра. Влияние температуры на величину равновесной адсорбции.
Раздел 8. Строение и структурно-чувствительные свойства жидкостей
Близость жидкого и твердого состояний вблизи температуры плавления и различия между ними. Характер теплового движения частиц в жидкости. Результаты дифракционных и других физических методов исследования строения жидкостей. Ближний порядок частиц в жидкости. Основные модели жидкого состояния. Вязкость жидкости и ее связь со строением жидкости. Зависимость вязкости от температуры.
Раздел 9. Кинетика гомогенных химических реакций
Скорость гомогенной химической реакции. Зависимость скорости реакции от концентрации реагентов. Динамическая природа химического равновесия. Порядок и молекулярность реакции. Изменение концентрации реагирующих веществ со временем для реакций разного порядка. Период полупревращения. Методы определения порядка химической реакции.
Зависимость скорости реакции от температуры. Теория активных соударений. Энергия активации. Вероятностный (стерический) фактор. Экспериментальное определение энергии активации.
Гомогенный катализ.