Обложка Зимон А.Д. Физическая химия
Id: 262379
699 руб.

Физическая химия. Изд. стереотип.

URSS. 2020. 318 с. ISBN 978-5-396-01002-4.

Аннотация

Изложены основополагающие представления и фундаментальные законы физической химии, знание которых необходимо для разработки и проведения технологических процессов. Рассмотрены основные разделы физической химии: химическая термодинамика, строение вещества, химия растворов, электрохимия, химическая кинетика и катализ.

Предназначен для студентов технологических вузов, готовящих специалистов для пищевой, легкой, текстильной, строительной, металлургической ...(Подробнее)и других отраслей промышленности, а также медицинских, сельскохозяйственных и соответствующих факультетов педагогических институтов.

Рекомендуется для самостоятельного изучения курса при обучении без отрыва от производства.


Содержание
Предисловие ......................................................................................... 7
Список обозначений основных величин...................................................... 10
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. ТЕРМОХИМИЯ........................... 11
Глава 1. Основные положения химической термодинамики........................... 12
1.1. Химическая термодинамика и ее особенности................................. 12
1.2. Термодинамическая система и ее параметры................................... 14
1.3. Термодинамические процессы.......................................................... 17
1.4. Равновесное состояние - нулевое начало термодинамики............... 19
1.5. Теплота, работа, функции состояния................................................ 22
Глава 2. Первое начало термодинамики........................................................ 26
2.1. Формулировки, аналитическое выражение, следствия..................... 27
2.2. Теплоемкость..................................................................................... 30
Глава 3. Термохимия, тепловые эффекты химических реакций..................... 32
3.1. Термохимические уравнения............................................................. 33
3.2. Определение тепловых эффектов по теплоте образования.............. 35
3.3. Определение тепловых эффектов по теплоте сгорания.................... 41
3.4. Зависимость тепловых эффектов от температуры............................. 44
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА. ХИМИЧЕСКОЕ И ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ
Глава 4. Второе начало термодинамики......................................................... 49
4.1. Предпосылки и формулировки второго начала................................ 49
4.2. Энтропия........................................................................................... 51
Глава 5. Процессы в неизолированных системах........................................... 59
5.1. Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца........................................... 59
5.2. Критерий равновесных и самопроизвольных процессов................. 61
5.3. Характеристические функции и максимальная работа..................... 64
5.4. Зависимость характеристических функций от температуры............. 69
5.5. Третье начало термодинамики.......................................................... 71
Глава 6. Химическое равновесие..................................................................... 74
6.1. Химический потенциал - фактор интенсивности физико-химических процессов............................. 74
6.2. Константы равновесия....................................................................... 78
6.3. Константы равновесия с учетом реальных условий. Фугитивность и активность.................................................. 83
6.4. Изотерма химической реакции......................................................... 87
6.5. Химическая переменная и химическое сродство.............................. 88
6.6. Уравнение изобары и изохоры химических реакций....................... 91
6.7. Смещение равновесия - принцип Ле Шателье-Брауна................... 94
Глава 7. Фазовое равновесие.......................................................................... 97
7.1. Правило фаз Гиббса.......................................................................... 97
7.2. Тепловые эффекты фазовых переходов............................................. 102
Глава 8. Основы неравновесной и статистической термодинамики................ 106
8.1. Неравновесная термодинамика как развитие классической равновесной ......................... 107
8.2. Элементы статистической термодинамики. Сумма по состояниям . 115
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА..121
Глава 9. Поляризация и межмолекулярные взаимодействия ............................ 122
9.1. Поляризация и неполярные молекулы............................................. 122
9.2. Поляризация.......................................................125
9.3. Рефракция......................................................... 129
9.4. Межмолекулярные взаимодействия (ван-дер-ваальсовые силы)...... 134
Глава 10. Молекулярные спектры.................................................................. 137
101. Характеристика молекулярных спектров.......................................... 137
102. Вращательные молекулярные спектры.............................................. 143
103. Колебательные и электронные спектры. Спектры комбинационного рассеяния......................... 146
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ РАСТВОРЫ......................... 151
Глава 11. Коллективные (колли гати в ные) свойства растворов ................. 152
111. Характеристика и свойства растворов............................................... 153
112. Давление насыщенного пара над раствором..................................... 158
113. Повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания растворов (эбулиоскопия и криоскопия) 161
114. Осмос и осмотическое давление....................................................... 166
115. Неидеальные растворы. Активность.................................................. 169
Глава 12. Разделение жидких растворов........................................................ 174
121. Законы Гиббса-Коновалова............................................................... 175
122. Термодинамическое обоснование законов Гиббса-Коновалова....... 180
123. Перегонка (дистилляция) и рекгификация....................................... 182
Глава 13. Некоторые особенности растворов.................................................
131. Твердые растворы..............................................................................
132. Растворы с эвтектикой....................................................................... 190
133. Растворы газов в жидкостях.............................................................. 195
134. Трехкомионентные системы. Экстракция......................................... 200
РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ ЭЛЕКТРОХИМИЯ................................................. 205
Глава 14. Растворы электролитов.................................................................. 207
141. Особенности водных растворов электролитов.................................. 207
142. Элекгропроводность растворов электролитов................................... 211
143. Подвижность ионов и числа переноса.............................................. 216
144. Сильные и слабые электролиты........................................................ 220
145. Активность электролитов и ионная сила растворов......................... 225
Глава 15. Электродные процессы и электродвижущая сила........................... 227
151. Механизм возникновения электрического потенциала.................... 227
152. Устройство и работа гальванического элемента................................ 230
153. Стандартные электродные потенциалы............................................. 237
154. Электроды, электрохимические цепи и химические источники тока.. 240
РАЗДЕЛ ШЕСТОЙ ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА........................................... 245
Глава 16. Формальная кинетика..................................................................... 246
161. Основные представления химической кинетики.............................. 247
162. Скорость химических реакций.......................................................... 248
163. Молекулярность и кинетические уравнения химических реакций.. 251
164. Порядок химических реакций........................................................... 254
165. Кинетические уравнения реакций различного порядка................... 257
166. Определение порядка реакции.......................................................... 260
Глава 17. Механизм химических реакций...................................................... 263
171. Элементарный акт химического взаимодействия и энергия активации ............................ 264
172. Активированный комплекс и стерический фактор........................... 270
173. Реакция в растворах........................................................................... 274
Глава 18. Сложные химические реакции........................................................ 275
181. Обратимые, последовательные, параллельные и сопряженные реакции................278
182. Цепные реакции................................................................................ 280
183. Реакции с нетермической активацией реагирующих веществ.......... 284
Глава 19. Катализ........................................................................................... 290
191. Катализаторы и каталитические реакции.......................................... 290
192. Механизм каталитических реакций................................................... 295
193. Скорость и причины каталитических реакций................................. 298
194. Ферментативный катализ.................................................................. 302
Словарь-указатель основных терминов........................................................ 307
Список рекомендуемой литературы.............................................................. 317

Предисловие

Приведенной цитате нашего великого соотечественника М.В. Ломоносова, основоположника многих наук, в том числе и физической химии, более двух с половиной столетий но ее содержание справедливо и сегодня и определяет предмет физической химии.

В настоящее время физическую химию трактуют как науку, объясняющую химические явления и устанавливающую их закономерности на основе общих принципов физики.

Физическая химия является базовой дисциплиной, усвоение которой в значительной степени определяет становление высококвалифицированного специалиста-технолога, в какой бы из отраслей промышленного производства ему ни пришлось работать. Она способствует формированию научного и инженерного мышления у студентов и готовит их к восприятию последующих дисциплин - коллоидной химии, биохимии, физико-химических методов анализа, процессов и аппаратов, специальных технологий.

Вследствие своей фундаментальности и широкого использования математического аппарата физическая химия порой воспринимается как абстрактная "сухая" наука, что не соответствует действительности. Для того чтобы исключить это ложное представление, автор стремился "разбавить" излагаемый материал живыми примерами и показать практическую значимость рассматриваемых вопросов.

Все же без математического аппарата при наложении фундаментальных представлений не обойтись. Более того, автор старался избежать излишних купюр и широко использовал петит, с тем чтобы не исключать промежуточные преобразования, которые часто вызывают затруднения у студентов, особенно при самостоятельном изучении. Основные формулы заключены в рамку.

Специалист-технолог любой из отраслей промышленности на практике обычно оценивает ход процесса по числовым значениям соответствующих параметров и показаниям приборов (давление, температура, объем и т.д.). Поэтому в тексте часто приводятся сведения, показывающие, как определить значения какого-либо параметра, дается представление о порядке измеряемых величин.

Особенностью учебника является доступное изложение материала с освещением современных представлений и достижений науки и большим числом примеров, иллюстрирующих применение теоретических положений на практике.

При изложении основных представлений и закономерностей автор придерживался определений, которые даны в изданной Химической энциклопедии (см. Список рекомендуемой литературы).

Третье издание стереотипно второму, исправлены опечатки и неточности.

В начале каждого раздела приведена преамбула — аннотация, которая определяет цель, последовательность и краткое содержание излагаемого в разделе материала. Изложение главы начинается с введения, предваряющего последующее содержание главы. Автор рекомендует после проработки материала раздела или главы вернуться к аннотации и введению, чтогбы уяснить, насколько усвоено главное в изучаемом материале.

Значительная часть справочного и вспомогательного материала, выводы некоторых формул напечатаны более мелким шрифтом. Такой подход диктуется особенностью учебника, предназначенного для подготовки специалистов различного профиля. В зависимости от программы конкретной специальности студенту следует воспользоваться частью материала, набранного петитом, приводится решение 88 задач и приведены 33 примера, характеризующие особенности рассматриваемых процессов. Задачи и примеры, набранные петитом, позволяют уяснить особенности и результаты физико-химических явлений и закономерностей.

В конце учебника приведен краткий словарь основных физико-химических определений, акцентирующий внимание на основополагающих терминах, которые требуется усвоить, и избавляющий от поиска их в обширном материале книги. Словарь одновременно служит и предметным указателем.

Таким образом, в одной книге наряду с фактическим материалом по курсу, элементами задачника и справочника реализован комплексный подход к изучению довольно сложной дисциплины, к которой относится физическая химия. По существу содержание учебника представлено в виде комплекта методической литературы по физической химии.

Автор умышленно не приводит сведений по истории развития физической химии, ибо давать их кратко почти наверняка значит представить эволюцию развития физико-химической мысли в искаженном виде. Полное же изложение истории привело бы к значительному увеличению объема учебника (кроме того, оно выходит за рамки существующих программ).

С целью лучшего восприятия основ, значимость и обыденность химических явлений желательно познакомиться с научно-популярной книгой автора (А.Д. Зимон. Популярная физическая химия. М.: Научный мир, 2005. — 175 с.)

Насколько удалось автору доходчиво и объемно изложить материал, могут оценить специалисты и те студенты, которые будут изучать физическую химию по предлагаемому учебнику. Их замечания очень ценны и будут восприняты автором с признательностью.

А.Д. Зимон


Об авторе
Зимон Анатолий Давыдович
Доктор технических наук, почетный профессор Московского государственного университета технологий и управления имени К. Г. Разумовского, заслуженный деятель науки России, академик Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности. Участник Великой Отечественной войны, полковник в отставке. Обосновал и создал направление в области адгезии, имеющее крупное научное и прикладное значение и получившее признание как в нашей стране, так и за рубежом. Автор более 30 книг. Семь монографий А. Д. Зимона (в том числе две книги, изданные в США) составили своеобразную энциклопедию адгезии.

В книге "Дезактивация" (1975; 1994), которая была издана в Японии и Германии на основе собственных исследований автора, представлена теория и практика дезактивации и ее апробация в Чернобыле. А. Д. Зимоном опубликовано пять научно-популярных книг, в числе которых первые в мире работы по физической и коллоидной химии.