Задачи химической термодинамики. Фазовое равновесие и растворы. Термодинамическая и электростатическая теория электролитов. Кинетика химических реакций. Закономерности, связанные с взаимным превращением химической и электрохимической форм энергии.
Аннотация к работе
Уфимский университет экономики и сервисаПриведены методические указания, контрольные задания, программа и примеры решения задач по физической химии. Изучение физической химии дает возможность понять законы химии и физики, предсказать ход химического процесса и управлять им. Поэтому знание физической химии для будущих инженеров открывает большие возможности для решения многих задач, встречающихся в практической деятельности на заводах и в научно-исследовательских институтах. Для изучения курса студентам рекомендуется следующий порядок: материал необходимо изучать последовательно, по программе, учебнику, лекциям. Студент выполняет контрольную работу, которая состоит в решении комбинированных задач по различным разделам физической химии.Применение первого начала термодинамики к процессам в любых системах. Применение энергии Гиббса и Гельмгольца в качестве критериев направления самопроизвольных процессов и равновесия в изотермических системах. Стандартная энергия Гиббса реакции. Интегральная форма зависимости изменения энергии Гиббса и константы равновесия от температуры. Основные понятия и определения:"фаза", "компонент", "гетерогенная термодинамическая система", "параметры состояния", "число термодинамических степеней свободы". Условие фазового равновесия.Взаимосвязь между внутренней энергией, теплотой и работой устанавливает 1-й закон термодинамики: , т.е. если считать положительной - теплоту( ), полученную системой и работу, совершаемую системой( ), то полученная системой извне теплота расходуется на приращение внутренней энергии(DU) и работу, совершенную системой. Теплота и работа являются формами передачи энергии между внешней средой и системой, поэтому в общем случае не являются функцией состояния и зависят от пути осуществления процесса (при записи изменений этих функций используют знак бесконечно малого приращения функции ). Внутренняя энергия, энтальпия, энтропия, свободная энергия Гиббса - Гельмгольца - это функции состояния, следовательно, не зависят от пути осуществления процесса (при записи изменений этих функций используется символ полного дифференциала d). Поэтому тепловой эффект химической реакции в указанных условиях зависит только от природы и состояния исходных веществ и продуктов реакции и не зависит от пути ее осуществления, в том числе от выбора системы реакций и состояния промежуточных продуктов - закон Гесса (математическое следствие 1-го закона термодинамики). Для этого необходимо усвоить понятие истинной теплоемкости, стандартной теплоемкости вещества (), рассчитывать изменение теплоемкости в реакции (аналогично расчету теплового эффекта реакции по 1-му следствию из закона Гесса).Нельзя отождествлять понятия "фаза" и "агрегатное состояние", т.к. в однокомпонентных системах могут находиться в равновесном состоянии две фазы одинакового агрегатного состояния серы, например моноклинная, ромбическая. Чтение диаграммы заключается в безошибочном определении в любой точке на диаграмме числа компонентов, степеней свободы, фаз, их состава и массового соотношения, температур начала и конца кристаллизации, плавления, кипения и конденсации. Для неидеальных растворов существует метод активности Льюиса, в котором вместо понятия "концентрация" вводится понятие "активность" раствора. Так как из пара в жидкую фазу преимущественно уходит СС14, то пар обедняется СС14 и его состав изменяется по кривой abc. Определите массу СС14 и С2H5OC2H5 в жидкой фазе и в парах (рис.1),если 1кг системы с молярным содержанием CCL4 50 % нагреть до 342К.