Фізична та колоїдна хімія / Физическая и коллоидная химия
Год издания: 2008
Автор: Костржицький А.І. (ред.) / Костржицкий А.И. (ред.)
Жанр или тематика: Учебник
Издательство: Центр учбової літератури
ISBN: 978-966-364-572-8
Язык: Украинский
Формат: PDF/DjVu
Качество: Отсканированные страницы + слой распознанного текста
Интерактивное оглавление: Да
Количество страниц: 496
Описание: Даний навчальний посібник призначений для студентів технічних та технологічних вузів. Особливістю посібника є урахування положень кредитно-модульної системи організації навчального процесу (КМСОНП). У ньому викладені теоретичні основи фізико-хімічних процесів, включаючи такі важливі розділи як хімічна термодинаміка, фазові та хімічні рівноваги, хімічна кінетика та каталіз, основи теорії розчинів та електрохімія. Викладення матеріалу надається у стислій та доступній формі з використанням ілюстрацій та прикладів, доповнюється прикладами розв’язання типових задач, варіантами розрахункових завдань для самостійної роботи, контрольними питаннями за темами модулів, довідниковим матеріалом.
Данное учебное пособие предназначено для студентов технических и технологических вузов. Особенностью пособия является учёт положений кредитно-модульной системы организации учебного процесса (КМСОУП). В нём изложены теоретические основы физико-химических процессов, включая такие важные разделы как химическая термодинамика, фазовые и химические равновесия, химическая кинетика и катализ, основы теории растворов и электрохимия. Изложение материала подаётся в сжатой и доступной форме с использованием иллюстраций и примеров, дополняется примерами решения типовых задач, вариантами расчётных для самостоятельной работы, контрольными вопросами по темам модулей, справочным материалом.
Примеры страниц (скриншоты)
Оглавление
ЧАСТИНА I. ФІЗИЧНА ХІМІЯ
Вступ — 10
Модуль 1. Основи хімічної термодинаміки. Хімічні та фазові рівноваги.
Хімічна кінетика та елементи теорії каталізу — 15
Тема 1. Поляризація і рефракція — 15
1.1. Дипольний момент молекул і поляризовність — 15
1.2. Молярна поляризація — 18
1.3. Рефракція — 19
Контрольні запитання до теми 1 — 22
Тема 2. Основи хімічної термодинаміки — 23
2.1. Основні поняття та визначення — 24
2.2. Перший закон термодинаміки — 26
2.3. Теплоємність — 27
2.4. Елементи термохімії — 31
2.5. Закон Гесса — 32
2.6. Калорійність харчових продуктів — 34
2.7. Температурна залежність теплового ефекту реакції — 35
Контрольні запитання до теми 2 — 38
Тема 3. Другий закон термодинаміки — 40
3.1. Цикл Карно. Перетворення теплоти в роботу — 41
3.2. Оборотні та необоротні процеси у термодинамічних системах — 43
3.3. Характеристичні функції та термодинамічні потенціали — 48
3.4. Рівняння Гіббса-Гельмгольца — 54
3.5. Хімічний потенціал — 57
Контрольні запитання до теми 3 — 59
Тема 4. Хімічна рівновага — 61
4.1. Основні поняття та визначення. Закон діючих мас — 61
4.2. Рівняння Вант-Гоффа — 63
4.3. Хімічні рівноваги в гетерогенних системах — 66
Контрольні запитання до теми 4 — 70
Тема 5. Фазові рівноваги — 71
5.1. Основні поняття та визначення — 71
5.2. Рівняння фазової рівноваги. Правило фаз Гіббса — 73
5.3. Рівновага в однокомпонентних системах — 73
5.4. Рівняння Клапейрона-Клаузіуса та його застосування щодо аналізу фазових діаграм — 74
Контрольні запитання до теми 5 — 77
Тема 6. Основи хімічної кінетики — 78
6.1. Основні поняття та визначення — 79
6.2. Реакції різних порядків — 80
6.3. Час напівреакції (напівперетворення) — 84
6.4. Методи визначення порядку хімічної реакції — 85
6.5. Механізм хімічних реакцій. Складні реакції — 88
6.6. Температурна залежність швидкості хімічної реакції. Енергія активації — 95
6.7. Визначення енергії активації — 98
6.8. Елементи теорії активних зіткнень. Стеричний фактор — 100
Контрольні запитання до теми 6 — 104
Тема 7. Каталіз — 105
7.1. Основні положення теорії каталізу — 105
7.2. Специфіка дії каталізаторів — 107
7.3. Гомогенний каталіз — 108
7.4. Гетерогенний каталіз — 111
7.5. Адсорбція та її роль у гетерогенному каталізі — 112
Контрольні питання до теми 7 — 115
Контрольні запитання до модуля 1 — 115
Приклади розв’язання задач (модуль 1) — 117
Задачі для самостійного контролю (модуль 1) — 142
Модуль 2. Вчення про розчини. Електрохімія нерівноважних та рівноважних процесів — 147
Тема 8. Основи теорії розчинів — 147
8.1. Типи розчинів, розчинність — 147
8.2. Фазові рівноваги у двокомпонентних системах. Закон Рауля — 150
8.3. Закон Рауля для реальних розчинів — 154
8.4. Закони Коновалова — 155
8.5. Властивості розчинів твердих речовин у рідинах — 160
8.6. Закон розподілу. Екстракція. Осмотичний тиск — 163
8.7. Діаграми розчинності (плавкості). Обмежено розчинні рідини — 166
Контрольні запитання до теми 8 — 171
Тема 9. Розчини електролітів та електрохімічні процеси в електролітах — 172
9.1. Основні положення теорії Арреніуса — 172
9.2. Термодинамічна активність — 174
9.3. Нерівноважні процеси в електрохімічних системах. Закони Фарадея. Електроліз — 177
9.4. Електропровідність розчинів електролітів — 179
9.5. Вивчення властивостей розчинів за даними вимірювання електропровідності — 185
Контрольні запитання до теми 9 — 190
Тема 10. Рівноважні електрохімічні процеси — 191
10.1. Міжфазні стрибки потенціалу. Поняття електродного потенціалу — 191
10.2. Гальванічний елемент Даніеля-Якобі — 194
10.3. Електрорушійна сила гальванічного елемента. Рівняння Нернста — 196
10.4. Класифікація електродів — 199
10.5. Електродні ланцюги. Вимірювання ЕРС — 204
Контрольні запитання до теми 10 — 206
Контрольні запитання до модуля 2 — 207
Приклади розв’язання задач (модуль 2) — 208
Задачі для самостійного контролю (модуль 2) — 220
Рекомендована література — 223
Додатки — 224
ЧАСТИНА II. КОЛОЇДНА ХІМІЯ
Вступ — 243
Модуль 1. Методи отримання дисперсних систем. Поверхневі явища та адсорбційні рівноваги — 246
Тема 1. Основні поняття і визначення — 246
1.1. Класифікація дисперсних систем — 252
1.1.1. Класифікація за дисперсністю — 252
1.1.2. Класифікація за агрегатним станом дисперсної фази і дисперсійного середовища — 252
1.1.3. Класифікація за характером взаємодії дисперсної фази і дисперсійного середовища — 253
1.1.4. Класифікація за характером взаємодії між частинками дисперсної фази — 253
Контрольні запитання до теми 1 — 255
Тема 2. Методи отримання та очищення колоїдних систем — 256
2.1. Конденсаційні методи — 257
2.2. Диспергаційні методи — 261
2.3. Метод пептизації — 263
2.4. Довільне диспергування — 265
2.5. Очищення колоїдних систем — 266
Контрольні запитання до теми 2 — 269
Тема 3. Поверхневі явища та адсорбційні рівноваги — 270
3.1. Поверхневий натяг — 270
3.2. Основні закономірності адсорбції — 273
3.3. Адсорбційне рівняння Гіббса та його аналіз — 274
3.4. Ізотерми поверхневого натягу — 276
3.5. Ізотерми адсорбції — 279
3.6. Енергетичні аспекти процесу адсорбції — 285
3.7. Адсорбція на поверхні твердих адсорбентів — 287
3.8. Теорії фізичної адсорбції — 290
3.8.1. Теорія мономолекулярної адсорбції Ленгмюра — 290
3.8.2. Теорія полімолекулярної адсорбції Поляні — 292
3.8.3. Теорія полімолекулярної адсорбції Брунауера, Еммета і Теллера (БЕТ) — 296
3.9. Особливості адсорбції на твердих адсорбентах. Капілярна конденсація — 299
3.10. Адсорбція електролітів. Іонно-обмінна адсорбція — 302
3.11. Адгезія. Змочування. Розтікання рідини — 304
Контрольні запитання до теми 3 — 310
Контрольні запитання до модуля 1 — 312
Приклади розв’язання задач (модуль 1) — 313
Задачі для самостійного контролю (модуль 1) — 318
Модуль 2. Основні властивості дисперсних систем (електрокінетичні, молекулярно-кінетичні, оптичні). Агрегативна стійкість. Коагуляція. Структуроутворення у дисперсних системах. Напівколоїди та розчини високомолекулярних сполук — 322
Тема 4. Електрокінетичні властивості дисперсних систем — 322
4.1. Основні електрокінетичні явища: електрофорез, електроосмос — 322
4.2. Подвійний електричний шар: будова та особливості — 325
4.2.1. Теорія Гельмгольца-Перрена — 327
4.2.2. Теорія Гуї-Чепмена — 328
4.2.3. Теорія Штерна — 332
4.3. Будова колоїдних міцел — 336
4.4. Практичне використання електрокінетичних явищ — 339
Контрольні запитання до теми 4 — 340
Тема 5. Молекулярно-кінетичні та оптичні властивості дисперсних систем — 341
5.1. Дифузійні процеси в колоїдних системах — 342
5.2. Осмотичний тиск у колоїдних системах та обумовлені ним явища — 345
5.2.1. Мала величина осмотичного тиску — 346
5.2.2. Нестійкість осмотичного тиску — 346
5.2.3. Седиментація — 347
5.3. Методи седиментаційного аналізу — 349
5.3.1. Седиментація ізольованої (окремої) частинки — 350
5.3.2. Седиментація безлічі частинок — 351
5.4. Ультрацентрифугування і дифузійнно-седиментаційна рівновага — 355
5.5. Оптичні властивості дисперсних систем — 359
5.5.1. Розсіювання світла — 360
5.5.2. Абсорбція світла — 362
5.5.3. Оптичні методи дослідження — 364
Контрольні запитання до теми 5 — 369
Тема 6. Агрегативна стійкість та коагуляція дисперсних систем — 371
6.1. Загальні відомості про коагуляцію колоїдних систем — 371
6.2. Коагуляція електролітами — 372
6.3. Теорії коагуляції електролітами — 375
6.3.1. Хімічна теорія коагуляції — 375
6.3.2. Адсорбційна теорія коагуляції — 375
6.3.3. Електростатична теорія коагуляції — 377
6.4. Фізична теорія коагуляції ДЛФО — 377
6.4.1. Нейтралізаційна коагуляція — 381
6.4.2. Концентраційна коагуляція — 382
6.5. Кінетика коагуляції електролітами — 384
6.6. Особливі явища, що супроводжують процес коагуляції — 387
Контрольні запитання до теми 6 — 392
Тема 7. Структурно-механічні властивості дисперсних систем — 394
7.1. Загальні поняття і визначення — 394
7.2. Ідеальні закони реології. Ідеальні реологічні моделі — 396
7.2.1. Ідеально пружне тіло Гука — 396
7.2.2. Ідеально в’язке тіло Ньютона — 397
7.2.3. Ідеальнопластичне тіло Сен-Венана — Кулона — 399
7.2.4. Моделювання реологічних властивостей систем. Складні моделі — 400
7.2.5. Модель Максвелла — 400
7.2.6. Модель Кельвіна — Фойгта — 404
7.2.7. Модель Бінгама — 406
7.3. В’язкість колоїдних систем — 408
7.3.1. Основні закономірності в’язкості нормальних рідин — 409
7.3.2. Визначення в’язкості рідини — 411
7.3.3. Структурна в’язкість колоїдних систем — 413
7.4. Концентраційна залежність в’язкості колоїдних систем — 416
Контрольні запитання до теми 7 — 419
Тема 8. Окремі представники дисперсних систем — 421
8.1. Системи з газовим дисперсним середовищем — 421
8.1.1. Загальні характеристики аерозолів — 421
8.1.2. Молекулярно-кінетичні властивості — 422
8.1.3. Електричні властивості — 424
8.1.4. Агрегативна стійкість — 425
8.1.5. Порошки — 426
8.2. Системи з рідкою дисперсною фазою — 426
8.2.1. Суспензії — 426
8.2.2. Емульсії — 427
8.2.3. Піни — 432
8.3. Системи з твердим дисперсійним середовищем — 434
Контрольні запитання до теми 8 — 435
Тема 9. Напівколоїди і розчини високомолекулярних сполук — 436
9.1. Мила та їх властивості — 437
9.1.1. Миюча дія мил — 437
9.1.2. Стан мил у розчинах — 438
9.1.3. Практичне значення мил — 439
9.2. Високомолекулярні сполуки (ВМС) — 440
9.3. Молекулярна маса ВМС та методи її визначення — 442
9.4. Фазовий і фізичний стани ВМС — 444
9.5. Набухання ВМС та елементи теорії їх розчинення — 446
9.6. Властивості розчинів ВМС — 448
9.6.1. Осмотичний тиск — 448
9.6.2. Молекулярно-кінетичні властивості — 450
9.6.3. В’язкість ВМС — 452
Контрольні запитання до теми 9 — 455
Контрольні запитання до модуля 2 — 456
Приклади розв’язання задач (модуль 2) — 457
Задачі для самостійного контролю (модуль 2) — 474
Додатки — 482
