Физическая химия: конспект лекций - А. Березовчук

Физическая химия: конспект лекций

Страниц

65

Год

2009

Представляем Вам уникальное и увлекательное учебное пособие по физической химии, разработанное специально для студентов химических факультетов вузов педагогического и технического направления. В нем содержатся основные концепции и процессы данной науки, представленные в соответствии с государственным стандартом.

Мы постарались максимально доступно и интересно изложить материал, чтобы помочь студентам успешно подготовиться к экзаменам. Это пособие не только поможет вам усвоить основные положения физической химии, но и заинтересует вас своей уникальностью и простотой изложения сложных концепций.

Благодаря нашему учебному пособию, вы сможете углубить свои знания в области физической химии и легко разобраться в таких сложных процессах, как равновесие, кинетика химических реакций, электрохимия и многое другое.

Мы уверены, что данное пособие станет незаменимым помощником для всех студентов химических факультетов, и вы сможете успешно справиться с любыми трудностями, которые возникают при изучении физической химии. Приобретая наше пособие, вы получаете проверенный и надежный материал, который поможет вам достичь успеха в учебе и в будущей научной деятельности.

Не упустите возможность стать экспертом в области физической химии с нашим уникальным учебным пособием, рекомендованным ведущими специалистами в данной области. Подарите себе возможность легкой и увлекательной подготовки к экзаменам, а мы, в свою очередь, гарантируем Вам полное погружение в удивительный мир физической химии.

Читать бесплатно онлайн Физическая химия: конспект лекций - А. Березовчук

Введение

Физическая химия – наука, объясняющая химические явления и устанавливающая их закономерности на основе общих принципов физики.

Общая задача физической химии – предсказание временного хода химического процесса и конечного результата на основании данных о строении и свойствах молекул.

Термин «физическая химия» предложен М. В. Ломоносовым. Им же был прочитан первый курс по собственной книге «Введение в физическую химию». В 1860 г. Н. Н. Бекетов впервые вводит физическую химию в качестве особой учебной дисциплины, читает курс лекций в Харьковском университете, создает кафедру физической химии. В 1887 г. В. Оствальд в Лейпцигском университете организует кафедру физической химии. Он же выпускает первое периодическое издание по физической химии. Годом ранее И. А. Каблуков читает курс в Московском университете. К концу XIX в. определились три основных раздела физической химии: химическая термодинамика, химическая кинетика и электрохимия.

В настоящее время физическая химия полностью сформировалась как наука, включающая в себя химическую термодинамику (термохимию, фазовое равновесие), дополняющую химическую кинетику катализом, а также создала разнообразные физико-химические методы анализа.

ЛЕКЦИЯ № 1. Идеальный газ. Уравнение состояния реального газа

1. Элементы молекулярно-кинетической теории

Науке известно четыре вида агрегатных состояний вещества: твердое тело, жидкость, газ, плазма. Переход вещества из одного состояния в другое называют фазовым переходом. Вода, как известно, существует в трех агрегатных состояниях: в жидком (вода), твердом (лед), газообразном (пар). Это различие между тремя агрегатными состояниями определяется межмолекулярным взаимодействием и степенью сближения молекул.

Газ – агрегатное состояние вещества, в котором молекулы движутся хаотически, расположены на большом расстоянии друг от друга. В твердых телах расстояния между частицами малы, сила притяжения соответствует силе отталкивания. Жидкость – агрегатное состояние, промежуточное между твердым и газообразным. В жидкости частицы расположены близко одна к другой и могут перемещаться друг относительно друга; жидкость, как и газ, не имеет определенной формы.

Каждое из этих состояний можно описать набором некоторых параметров: например, состояние газа достаточно полно описывается тремя параметрами: объем, давление, температура.

Комбинация трех параметров, достаточно легко измеряемых, уже с середины ХVII века, когда были созданы барометры и термометры, хорошо описывает состояние газовой системы. Именно поэтому изучение сложных многоатомных систем началось с газов. У истоков наук химии и физики стоял Р. Бойль.

2. Уравнение состояния идеального газа

Изучение эмпирических газовых законов (Р. Бойль, Ж. Гей-Люссак) постепенно привело к представлению об идеальном газе, поскольку обнаружилось, что давление данной массы любого газа при постоянной температуре обратно пропорционально объему, занимаемому этим газом, и термические коэффициенты давления и объема с высокой точностью совпадают для различных газов, составляя, по современным данным, 1/273 град>–1. Придумав способ графического представления состояния газа в координатах «давление – объем», Б. Клапейрон получил объединенный газовый закон, связывающий все три параметра: