Физическая химия

1.

Курс
Физическая химия
Лектор
: к.х.н., доцент Левчишин С.Ю.
1

2.

Кафедра физической химии РХТУ им. Д.И. Менделеева
Сайт кафедры: http://physchem.distant.ru
Группа ВК: https://vk.com/public179433068
1 семестр:
• физическая химия (экзамен)
• лабораторный практикум по физической химии
(зачёт)
2 семестр:
• электрохимия, кинетика и катализ (экзамен)
• лабораторный практикум по физической химии
(зачёт)
2

3.

Очный экзамен по физической химии
3 или 4 теоретических вопроса;
1 задача;
1 час на подготовку;
устный опрос;
список вопросов на сайте кафедры
3

4.

Литература
1. Физическая химия: учебник / А.В. Вишняков, Н.Ф. Кизим. – М.: Химия, 2012. – 840 с.: ил.
2. Физическая химия / А.В. Вишняков, Н.Ф. Кизим – Тула: Аквариус, 2014. – 660 с. с ил.
3. Герасимов Я.И., Древинг В.П. и др. Курс физической химии. T.I. /Под ред. Я.И.Герасимова,
2-е изд., М.: Химия, 1969. 624 с.
4. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. М.: Высшая школа, 2001. 479 с.
5. Физическая химия /Под ред. К.С.Краснова. Т.1. М.: Высшая школа, 1995. 511с.
6. Фролов Ю.Г., Белик В.В. Физическая химия. М.: Химия, 1993. 464с.
7. Белик В.В., Киенская К.И. Физическая и коллоидная химия. М.: Химия, 2009. 288с.
8. Даниэльс Ф., Олберти Р. Физическая химия. М.: Высшая школа, 1982. 645с.
9. Вишняков А.В. Химическая термодинамика /МХТИ им.Д.И.Менделеева. М., 2001. 157с.
10. Вишняков А.В. Свойства бинарных и многокомпонентных систем: термодинамика
растворов /МХТИ им. Д.И. Менделеева. М., 2003. 156с.
11. Вишняков А.В. Термодинамические свойства однокомпонентных систем: термодинамика.
/МХТИ им. Д.И. Менделеева. М., 2002. 125с.
12. Вишняков А.В., Гребенник А.В., Федорова Т.Б. Физическая химия в формате основных
понятий, определений и уравнений./ РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.,2007. 112 с.
13. Князева Н.А., Клочкова В.Г. Равновесие в системах пар-жидкость и жидкость-жидкость. /
МХТИ им. Д.И. Менделеева. М., 1984. 52с.
14. Белик В.В., Кудряшов И.В. Гетерогенные равновесия в одно- и двухкомпонентных системах.
/МХТИ им. Д.И. Менделеева. М., 1984. 52с.
15. Белик В.В., Кудряшов И.В. Равновесия в многокомпонентных системах. / МХТИ им. Д.И.
Менделеева. М., 1986. 44с.
16. Практикум по физической химии. /Под ред. И.В. Кудряшова, 4-е изд., М.: Высшая школа,
4
1986, 495с.

5.

Физическая химия
«Физическая химия – наука, объясняющая на
основании положений и опытов физических причину
того, что происходит через химические операции в
сложных телах»
М.В. Ломоносов
Физическая химия – наука об общих законах,
определяющих строение и химические превращения
веществ при разных внешних условиях. Исследует
химические явления с помощью теоретических и
экспериментальных методов физики
5

6.

Физическая химия
Основные вопросы физической химии:
• Направление и полнота химического процесса;
• Энергетические изменения в ходе химического
процесса;
• Скорость протекания химического процесса;
• Механизм протекания химического процесса
6

7.

Физическая химия
Содержание 1 части курса:
Законы термодинамики
Химическое равновесие
Фазовое равновесие в однокомпонентных системах
Растворы неэлектролитов
Фазовое равновесие в многокомпонентных системах
Содержание 2 части курса:
Растворы электролитов
Электрохимия
Формальная химическая кинетика
Теории химической кинетики
Введение в катализ
7

8.

Химическая термодинамика
Термодинамика – наука о взаимопревращениях
различных видов энергии и передачи её от одного тела другому
Термодинамическая система – тело или группа тел,
находящихся
в
энергетическом
и/или
материальном
взаимодействии между собой и мысленно обособленных от
окружаемой среды реальной или воображаемой границей
Термодинамическая система не содержащая внутренних
поверхностей раздела называется гомогенной или однородной.
В противном случае система называется гетерогенной, а части
составляющие такую систему фазами.
В каждой точке фазы наблюдаются одинаковые свойства.
* Однако может наблюдаться явление анизотропии – т.е.
изменения свойств в зависимости от ориентации.
8

9.

Термодинамические системы
Открытая система – термодинамическая система
обменивающаяся с окружающей средой массой и энергией;
Закрытая система – термодинамическая система
обменивающаяся с окружающей средой энергией и не
обменивающаяся массой;
Изолированная система – термодинамическая система не
обменивающаяся с окружающей средой ни массой ни энергией;
Также термодинамические системы можно разделить на
системы постоянного и переменного состава
9

10.

Термодинамические параметры
Состояние системы описывается множеством функций.
Однако можно подобрать ограниченный ряд функций при
равенстве которых 2 системы будут термодинамически
одинаковы. Эти функции называют параметрами системы
В качестве параметров системы рассматривают
следующий набор:
• Концентрации компонентов системы (всех кроме одного)
• Температура
• Давление
• Объём
* 2 из трёх T, P, V
10

11.

Нулевой постулат термодинамики
Нулевой постулат: для каждой термодинамической
системы
существует
состояние
термодинамического
равновесия, которое при фиксированных внешних условиях
самопроизвольно достигается с течением времени
Термодинамическое равновесие – такое состояние при
котором наблюдается тепловое и механическое равновесие с
окружающей средой, а также внутреннее фазовое, химическое и
электрохимическое равновесие
11

12.

Термодинамические процесс
Термодинамическим процессом называется любое
изменение состояния системы связанное с изменением хотя бы
одного термодинамического параметра
Равновесный процесс – процесс в котором в каждый
момент времени находится в равновесии
Обратимый процесс – процесс не оставляющий
изменений в окружающей среде при проведении в прямом и
обратном направлениях
Самопроизвольный процесс – процесс проходящий без
затрат энергии из окружающей среды
12

13.

Функции системы
Экстенсивные функции – функции зависящие от массы
системы
Интенсивные функции – функции независящие от массы
системы
Экстенсивную функцию можно преобразовать в
интенсивную путём деления на массу (количество вещества,
объём):