Развернуть ▼
Приведены современные понятия и определения, законы, количественные соотношения, выводы фундаментальных уравнений по основным разделам физической химии (термодинамика, фазовые равновесия, теории растворов, реакции в растворах электролитов, электрохимические реакции, кинетика химических реакций. и др.).
Книга предназначена в качестве учебного пособия для студентов химико-технологических и технических вузов. Может быть полезна для аспирантов, преподавателей вузов, научных и инженерно-технических работников.
СодержаниеПредисловие
Введение
I. Основные термодинамические объекты и термодинамические переменные
I.1. Термодинамическая система и характеристики ее состояния
I.2. Характеристики состава термодинамической многокомпонентной системы
I.3. Парциальные молярные величины
I.4. Химический процесс и химическая переменная
I.5. Изменение экстенсивного свойства системы в химическом процессе
II. Нулевое и первое начала термодинамики. Основные энергетические характеристики систем и процессов
II.1. Термодинамический процесс. Работа и теплота
II.2. Нулевое начало термодинамики и температурные шкалы
II.3. Первое начало термодинамики
II.4. Содержание внутренней энергии и работы
II.5. Внутренняя энергия и энтальпия как функции состояния
II.6. Калорические коэффициенты
II.7. Теплоемкость. Общее понятие
II.8. Теплоемкости газов, жидкостей и твердых тел
II.9. Теплоты расширения и сжатия
II.10. Процесс Джоуля (расширение в пустоту, или дросселирование)
II.11. Эффект Джоуля - Томсона
II.12. Работа расширения идеальных газов
III. Теплоты химических процессов (термохимия)
III.1. Дифференциальные теплоты как функции состояния системы
III.2. Интегральные теплоты и тепловые эффекты химического процесса
III.3. Стандартный тепловой эффект реакций
III.4. Закон Гесса
III.5. Следствия из закона Гесса
III.6. Зависимость теплового эффекта от температуры. Уравнения Кирхгофа
IV. Второе начало термодинамики
IV.1. Самопроизвольные и несамопроизвольные процессы
IV.2. Аналитические выражения и формулировки второго начала термодинамики
IV.3. Свойства энтропии
IV.4. Объединенное уравнение первого и второго начал термодинамики
IV.5. Расчет изменения энтропии
V. Термодинамические потенциалы. Химическое сродство
V.1. Характеристические функции
V.2. Термодинамические потенциалы
V.3. Зависимость энергии Гиббса и энергии Гельмгольца от их естественных переменных
V.4. Химическое сродство
V.5. Интегральные и средние значения химического сродства
V.6. Зависимость химического сродства от температуры, давления и объема
VI. Третье начало термодинамики (тепловая теорема Нернста)
VI.1. Формулировки тепловой теоремы Нернста и следствия из этой теоремы
VI.2. Расчет абсолютных значений энтропий
VI.3. Статистический характер законов термодинамики
VII. Химические потенциалы. Идеальные системы
VII.1. Определение химического потенциала
VII.2; Термодинамические соотношения, выраженные через химический. потенциал
VII.3. Правило фаз Гиббса
VII.4. Определение идеальных систем
VII.5. Стандартные термодинамические функции и функции смешения
VII. 6. Стандартное химическое сродство и закон действующих масс для идеальных систем
VIII. Термодинамические характеристики исидеальных систем
VIII.1. Термодинамическая активность и коэффициент активности
VIII.2. Активность и коэффициент активности электролитов
VIII.3. Фугитивность (летучесть)
VIII.4. Связь между активностями и коэффициентами активности, выраженными в различных концентрационных шкалах
VI1I.5. Переход от одного стандартного состояния к другому. Нулевой коэффициент активности
VIII.7. Осмотические коэффициенты
4 VIII.8. Избыточные термодинамические функции
IX. Термодинамические функции и законы. равновесия для реальных систем
IX.1. Связь термодинамических параметров с активностью и коэффициентом активности. Зависимость коэффициентов активности от давления и температуры
IX.2. Химическое сродство и закон действующих масс для реальных систем
IX.3. Взаимосвязь между константами химического равновесия, определенными относительно разных стандартных состояний
IX.4. Законы фазового равновесия в многокомпонентных системах
IX.5. Зависимость стандартного химического сродства и константы химического равновесия от давления и температуры
IX.6. Интегрирование уравнения изобары Вант-Гоффа
IX.7. Метод Темкина - Шварцмана для расчета термодинамических величин
IX.8. Зависимость равновесного состава реальных систем от давления и температуры
X. Методы расчета стандартного химического сродства
Х.1. Экспериментальные методы определения стандартного химического сродства
Х.2. Аналитический расчет термодинамических параметров -по температурной зависимости константы химического равновесия
Х.З. Метод суммирования реакций с известным значением стандартного химического сродства
Х.4. Схема теоретического расчета стандартного химического сродства
XI. Элементы статистической термодинамики
XI.1. Задачи статистической термодинамики
XI.2. Понятие о фазовом пространстве
XI.3. Микро- и макросостояние системы. Понятие о термодинамической вероятности
XI.4. Неразличимость тождественных частиц
XI.5. Связь между термодинамической вероятностью и энтропией
XI.6. Термодинамическая вероятность макросостояния
XI.7. Равновесное распределение частиц по энергетическим уровням. Молекулярная сумма по состояниям
XI.8. Расчет составляющих молекулярной суммы по состояниям
XI.9. Связь между термодинамическими функциями и молекулярной суммой по состояниям
XI.10. Уравнение состояния идеального газа
XI.11. Расчет термодинамических функций
XI.12. Расчет констант химического равновесия
XI.13. Определение молекулярных постоянных спектральными методами
XII. Од покомпонентные гомогенные системы
XII. 1. Принципы расчета термодинамических свойств однокомпонентных гомогенных систем
XII.2. Уравнение состояния с термическими коэффициентами
XII.3. Уравнение состояния с вириальными коэффициентами
XII.4. Коэффициент сжимаемости
XII.5. Уравнение Ван-дер-Ваальса
XII.6. Уравнение состояния в приведенных параметрах. Принцип соответственных состояний
XII.7. Принцип соответственных состояний в приложении к коэффициенту сжимаемости и коэффициенту фугитивности
XII.8. Определение фугитивности графическим методом по экспериментальной изотерме
XII.9. Расчет термодинамических параметров реальных систем по уравнениям состояния
XIII. Однокомпонентные гетерогенные системы
XIII.1. Общее представление о гетерогенных однокомпонентных системах
XIII.2. Правило фаз Гиббса и классификация однокомпонентных гетерогенных систем
XIII.3. Общее термодинамическое уравнение состояния однокомпонентной гетерогенной системы и следствия из него
XIII.4.p - V - Изотермы однокомпонентной гетерогенной системы
XIII.5. Агрегатные состояния фаз и уравнение Клапейрона -Клаузиуса
XIII.6. Фазовая диаграмма однокомпонентной системы
XII1.7. Приближенная дифференциальная форма уравнения Клапейрона-Клаузиуса для систем с паровой фазой
XIII.8. Интегральные формы уравнения Клапейрона - Клаузиуса
XIII.9. Методы расчета фазовых переходов в однокомпонентной системе
XIV. Двухкомпонентные гетерогенные системы. Фазовое равновесие раствор - чистый компонент
XIV.1. Общее представление о двухкомпонентной двухфазной ( системе с одним компонентом в одной из фаз
XIV.2. Общее уравнение состояния системы бинарный раствор -чистый компонент
XIV.3. Дифференциальные зависимости химического потенциала, активности и концентрации компонента в растворе от давления и температуры
XIV.4. Влияние давления на растворимость веществ
XIV.5. Общее термодинамическое уравнение состояния двух-фазной системы при разных давлениях на фазы
XIV.6. Осмотическое давление и мембранное равновесие. Закон Вант-Гоффа
XIV.7. Зависимость состава раствора от температуры
XIV.8. Равновесие двухкомпонентный расплав - твердый компонент
XIV. 9. Зависимость температур кипения и замерзания разбавленных растворов от концентрации. Эбулиоскопия. Криоскопия
XV. Двухкомпонентные гетерогенные системы. Фазовое равновесие между двумя растворами
XV.1. Общее уравнение состояния гетерогенной системы с двумя бинарными растворами
XV. 2. Уравнение Ван-дер-Ваальса для системы из двух идеальных бинарных растворов, находящихся в равновесии
XV.3. Законы Гиббса - Коновалова
XV.4. Диаграммы фазового равновесия бинарный жидкий раствор-пар
XV.5. Правило рычага
XV.6. Соотношение между составами равновесных жидкой и паровой фаз
XV.7. Параметры распределения компонентов между двумя равновесными фазами
XV.8. Зависимость общего и парциальных давлений паров компонентов от состава раствора
XV.9. Уравнение Дюгема - Маргулеса. Связь закона Рауля с законом Генри
XV.10. Фазовое равновесие в бинарных жидких системах с ограниченно смешивающимися компонентами
XV. 1. Равновесие жидкость - пар в бинарных системах с не смешивающимися жидкостями
XV.12. Разделение неограниченно смешивающихся жидкостей методом перегонки
XV.13. Перегонка с водяным паром
XV.14. Фазовое равновесие в бинарных системах с твердыми фазами
XVI. Трехкомпонентные гетерогенные системы
XVI.1. Условия равновесия в трехкомпонентной системе
XVI.2.. Общие термодинамические уравнения изотермы – изобары для трехкомпонентных двухфазных систем
XVI.3. Принципы построения диаграммы состояния трехкомпонентной системы
XVI.4. Диаграмма состояния гетерогенных жидких трехкомпонентных систем
XVI.5. Экстракция
XVII. Термодинамические теории растворов
XVII.1. Термодинамические функции образования растворов
XVII.2. Термодинамические классификации растворов
XVII.3. Идеальные совершенные растворы
XVII.4. Идеальные предельно разбавленные растворы
XVII.5. Регулярные растворы
XVII.6. Атермические растворы
XVIII. Растворы электролитов
XVIII.1. Электролитическая диссоциация и ее количественные характеристики
XVIII.2. Классификация растворов электролитов
XVIII.3. Взаимодействие ионов с растворителем
XVIII.4. Межионные взаимодействия. Теория Дебая - Хюккеля
XVIII.5. Термодинамика смешанных растворов электролитов
XVI1I.6. Электрическая проводимость растворов электролитов
XIX. Реакции в растворах электролитов
XIX.1. Обменные реакции
XIX.2. Кислотно-основные реакции
XIX.3. Сольволиз
XIX.4. Окислительно-восстановительные реакции
XX. Электрохимические реакции
XX.1. Общие представления об электрохимических реакциях
XX.2. Составление электрохимических цепей
XX.3. Термодинамика электрохимических реакций
XX.4. Классификация электродов
ХХ.5. Классификация электрохимических цепей
XX.6. Электролиз
XXI. Химическая кинетика. Основные понятия и законы
XXI.1. Реакционная способность химической системы
XXI.2. Кинетическая классификация реакций
XXI.3. Скорость Химической* реакции
XXI.4. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ
XXI. 5. Влияние температуры на скорость реакции
XXII. Формальная кинетика реакций
XXII.1. Простые реакции
XXII.2. Сложные реакции
XXIII. Теории химической кинетики
XXIII.1. Теория активных столкновений реагирующих частиц
XXIII.2. Теория активированного комплекса (переходного состояния)
XXIII.3. Статистический расчет константы скорости реакции
ХХIII.4. Термодинамические аспекты теории активированного комплекса
XXIII.5. Применение теории активированного комплекса к мономолекулярным реакциям
XXIV. Кинетика цепных и фотохимических реакций
XXIV.1. Неразветвленные цепные реакции
XXIV.2. Разветвленные цепные реакции
XXIV.3. Фотохимические реакции
XXV. Кинетика ионных реакций в растворах
XXVI. Катализ
XXVI.1. Общие сведения о катализе
XXVI.2. Простейшие механизмы каталитических реакций
XXVI.3. Кислотно-основный катализ
XXVI.4. Особенности гетерогенного катализа
Список рекомендуемой литературы
