Фазовые равновесия и учение о растворах
Основы химической термодинамики
1.Предмет физической химии, основные разделы курса. Краткий исторический очерк развития физической химии.
2.Основные понятия химической термодинамики. Система и ее характеристики. Интенсивные и экстенсивные свойства. Параметры состояния системы. Функции состояния и функции процесса. Теплота и работа.
3.Первое начало термодинамики, понятие о внутренней энергии и энтальпии.
4.Равновесные и неравновесные, обратимые и необратимые процессы. Теплота и работа в различных условиях протекания процесса.
5.Закон Гесса как следствие первого начала термодинамики. Теплоты образования и теплоты сгорания веществ. Стандартные условия и стандартные величины.
6.Теплоемкость истинная и средняя. Интерполяционные уравнения температурной зависимости теплоемкости. Зависимость тепловых эффектов реакции от температуры, уравнение Кирхгоффа.
7.Интегрирование уравнений Кирхгоффа.
8.Второй закон термодинамики. Энтропия как мера вероятности и критерий направленности процесса в изолированных системах.
9.Зависимость энтропии от параметров состояния. Расчет энтропии идеальных газов и веществ в конденсированном состоянии в различных процессах.
10. Температурная зависимость энтропии. Энтропия фазовых переходов.
11. Объединенный закон термодинамики. Термодинамические потенциалы как критерии направленности процесса и мера полезной работы. Практические термодинамические потенциалы.
12. Свободная энергия Гиббса и Гельмгольца. Уравнения Гиббса и Гельмгольца, их решение в частных производных.
13. Методы расчета изменения энергии Гиббса в химических реакциях.
14. Химический потенциал, связь химического потенциала с парциальным давлением (концентрацией) компонента.
Фазовые равновесия и учение о растворах
15. Фазовые переходы. Условия термодинамического равновесия между фазами. Правило фаз Гиббса.
16. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона, вывод и методы интегрирования, применение.
17. Однокомпонентные системы. Диаграммы состояния воды и серы, метастабильные состояния. Энантиотропные переходы.
18. Принципы, применяемые при анализе диаграмм состояния. Анализ диаграмм однокомпонентных систем с использованием уравнения Клаузиуса-Клапейрона и правила фаз Гиббса.
19. Ограниченная взаимная растворимость двух жидкостей, диаграммы с расслаиванием. Правило Алексеева.
20. Тройные системы. Способы выражения состава тройных систем. Свойства треугольников Гиббса-Розебома. Применение правила рычага к анализу трехкомпонентных систем.
21. Ограниченная взаимная растворимость трех жидкостей, диаграммы расслоения. Правило Тарасенкова.
22. Растворы. Способы выражения концентрации растворов (массовая доля, мольная доля, молярная, нормальная и моляльная концентрации).
23. Термодинамическая характеристика растворов. Парциальные мольные величины и методы их определения.
24. Идеальные растворы. Закон Дальтона. Закон Рауля, обобщенный закон Рауля.
25. Предельно разбавленные растворы, закон Генри.
26. Реальные растворы. Отклонения от закона Рауля.
27. Криоскопия и эбуллиоскопия как методы анализа растворов неэлектролитов и электролитов.
28. Термодинамика реальных растворов, активность и коэффициент активности, понятие о фугитивности. Выбор стандартного состояния. Химический потенциал идеального и реального раствора.
29. Осмос. Осмотическое давление растворов.
30. Закон распределения вещества между двумя несмешивающимися растворителями. Уравнение Шилова-Лепиня.
31. Экстрагирование веществ, применение экстракции.
32. Растворы электролитов, сильные и слабые электролиты. Удельная, эквивалентная и молярная электропроводность растворов электролитов, зависимость их от концентрации и разведения для сильных и слабых электролитов.
33. Подвижности ионов, предельная эквивалентная электропроводность. Понятие о числах переноса ионов
34. Закон Кольрауша (закон квадратного корня). Закон разведения Оствальда
35. Кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование, типы кривых кондуктометрического титрованеия.
Химическое равновесие
36. Химическое равновесие. Химическая термодинамическая обратимость. Константа химического равновесия. Соотношения между КР, КС, КХ . Константа равновесия в реальных системах.
37. Уравнение изотермы химической реакции для равновесного и неравновесного состояния. Расчет константы равновесия с использованием стандартных таблиц.
38. Принцип Ле-Шателье, влияние температуры, давления, инертных газов, концентрации реагентов на смещение равновесия реакции. Качественное правило Вант-Гоффа.
39. Зависимость константы равновесия от температуры, изобара и изохора химической реакции.
40. Изобара и изохора химической реакции как количественное выражение принципа Ле-Шателье.
41. Интегрирование уравнений изохоры и изобары. Применение.