- •В. I. Бондар
- •Введение.
- •Глава I. Химическая термодинамика.
- •1. Основные понятия и величины.
- •2. Первое начало термодинамики.
- •3. Применение первого начала к характеристике идеальных термодинамических процессов.
- •4. Вычисление работы идеальных термодинамических процессов.
- •V1 до объема v2 при различных условиях.
- •Глава II. Теплоемкость.
- •Формы выражения теплоемкости.
- •2. Теплоемкость идеального газа.
- •3. Теплоемкость твердых тел.
- •4. Правило Неймана - Коппа.
- •5. Температурная зависимость теплоемкости.
- •6. Квантовая теория теплоемкости
- •Глава III. Применение первого начала к химическим процессам.
- •Термохимия – раздел термодинамики.
- •2. Связь тепловых эффектов химических реакций при постоянном объеме (qv) и давлении (qp).
- •3. Закон Гесса.
- •4. Следствия из закона Гесса.
- •5. Зависимость теплового эффекта химической реакции от температуры (уравнение Кирхгофа).
- •Глава IV. Второе начало термодинамики.
- •Содержание второго начала термодинамики.
- •2. Обратимые и необратимые процессы.
- •3. Коэффициент полезного действия тепловой машины. Цикл Карно.
- •4. Работа холодильника (теплового насоса).
- •5. Измерение рассеивания энергии. Энтропия.
- •6. Термодинамический взгляд на энтропию.
- •7. Вычисление энтропии.
- •8. Направление протекания процессов в изолированных системах и термодинамические условия равновесия.
- •9. Энергия Гиббса. Энергия Гельмгольца.
- •10. Направление протекания процессов в неизолированных системах и термодинамические условия равновесия.
- •11. Уравнение Гиббса - Гельмгольца.
- •12. Применение второго закона термодинамики к фазовым переходам. Уравнение Клаузиуса - Клапейрона.
- •13. Химическое равновесие. Закон действующих масс и константа равновесия.
- •14. Различные формы констант равновесия и связь между ними.
- •15. Уравнение изотермы химической реакции. Химическое сродство.
- •16. Направление реакций и условие равновесия.
- •17. Зависимость константы равновесия от температуры и давления.
- •18. Равновесие в гетерогенных системах.
- •19. Термическая диссоциация.
- •Глава V. Третий закон термодинамики.
- •Недостаточность I и II законов термодинамики для расчета химического сродства.
- •2. Тепловая теорема Нернста.
- •3. Следствия из тепловой теоремы Нернста.
- •4. Расчет абсолютных значений энтропии.
- •5. Применение таблиц термодинамических функций для расчетов равновесий.
- •Глава VI. Правило фаз.
- •1. Основные понятия и определения.
- •2. Уравнение правила фаз.
- •3. Геометрический образ уравнения состояния.
- •4. Однокомпонентные системы.
- •5. Двухкомпонентные системы.
- •5.1. Системы с неограниченной растворимостью
- •5.2. Системы с неограниченной растворимостью компонентов в жидком состоянии и ограниченной в твердом.
- •6. Трехкомпонентные системы.
- •VII Растворы.
- •1. Общая характеристика растворов и их классификация.
- •2. Закон Рауля.
- •3. Температура замерзания и кипения разбавленных растворов (следствия из закона Рауля).
- •4. Осмотическое давление растворов.
- •5. Закон Генри.
- •6. Закон распределения.
- •7. Парциальные молярные характеристики компонентов раствора.
- •8. Химический потенциал.
- •9. Термодинамика неидеальных растворов.
- •Глава VIII. Теория электролитов.
- •1. Растворы электролитов.
- •2. Теория электролитической диссоциации.
- •3. Сильные и слабые электролиты.
- •4. Электропроводность растворов электролитов.
- •5. Подвижность и числа переноса ионов.
- •Глава IX. Гальванические элементы.
- •1. Возникновение электродвижущих сил.
- •2. Термодинамика гальванического элемента.
- •3. Электродные потенциалы.
- •4. Классификация электродов и гальванических элементов.
- •Глава X. Кинетика гомогенных химических реакций.
- •1. Скорость химической реакции.
- •2. Молекулярность и порядок химической реакции.
- •3. Методы определения порядка химических реакций.
- •4. Сложные реакции.
- •5. Влияние температуры на скорость химических реакций. Энергия активации.
- •6. Теория активных столкновений.
- •7. Теория переходного состояния.
- •XI. Гетерогенные процессы.
- •Глава XII. Цепные реакции.
- •Глава XIII. Поверхностные явления.
Глава XIII. Поверхностные явления.
Твердые пористые тела часто способны поглощать очень большие количества паров и газов, в сотни раз превышающие объем поглотителя. При этом оказывается, что количество поглощенного вещества сильно зависит от размера и состояния поверхности поглотителя. Эти факторы указывают на то, что поглощение происходит поверхностью поглотителя, а растворение в объеме (абсорбция) играет третьестепенную роль.
Поглощение частиц какого-либо вещества поверхностью поглотителя, приводящее к повышению концентрации вещества на границе раздела фаз по сравнению с концентрацией его в объеме данной фазы называется адсорбцией.
Совокупность двух процессов - адсорбции и абсорбции, называется сорбцией.
Адсорбция обусловлена наличием энергетического поля, возникающего на поверхности адсорбента (поглотителя) вследствие нескомпенсированности энергетических полей атомов поверхностного слоя. Таким образом на поверхности поглотителя возникают силы, способные связывать частицы поглощаемого вещества (адсорбата).
Если адсорбция обусловлена силами межчастичного взаимодействия (вандерваальсовскими силами), то этот тип адсорбции называют физической, молекулярной или физисорбцией. Прочность возникающих в этом случае связей невелика и составляет не более 25 кДж/моль.
Если адсорбирующееся вещество образует поверхностные соединения, то такой вариант адсорбции называется химической адсорбцией или хемосорбцией. Хемосорбция обусловлена действием сил химического сродства, приводящих к химической связи (ионной или ковалентной, или их комбинации). Прочность таких связей достаточно велика и иногда составляет величины до 800 кДж/моль. Химическую адсорбцию часто называют хемосорбцией.
Адсорбция сопровождается уменьшением энтропии, т.к. при этом поступательная свобода движения частиц уменьшается. Но, с другой стороны, адсорбция - процесс самопроизвольный, сопровождающийся уменьшением энергии Гибсса. Так как , то должна быть отрицательной величиной, чтобы была отрицательной, а убыль энтальпии - свидетельство экзотермичности процесса.
Экспериментальное изучение адсорбции приводит к так называемому термическому уравнению адсорбции: зависимости количества адсорбированного вещества (Г) от его концентрации в газовой фазе (С) и температуры (Т).
РЕКОМЕНДАТЕЛЬНЫЙ БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
-
Жуховицкий А.А., Шварцман Л.А. Физическая химия: Учебник для вкзов – 4-е изд., перераб. и доп.-М.:Металлургия,1987.-688 с.
-
Крестовников А.Н., Вигдорович В.А. Химическая термодинамика.-М.: Металлургия,1973.-256 с.
-
Товбин М.Б. Физическая химия.-К.:Вища школа,1975.-442 с.
-
Физическая химия/Под ред. К.С. Краснова.-М.:Высшая школа,1982.-687 с.
-
Эткинс П. Физическая химия. Т 1.-М.:Мир,1980.-590 с.
-
Эткинс П. Физическая химия. Т 2.-М.:Мир,1980.-584 с.
-
Основы физической химии // Ж. Фичини, Н. Ламброзо-Бадер, Ж.-К. Депезе.-М.:Мир,1972.-301 с.
1 Людвиг Больцман (1841 - 1906 г.г.), австрийский физик, один из основоположников статистической физики и физической кинетики.
2 Генри Уильям (1774 - 1836 г.г.) - английский химик, доктор медицины Эдинбургского университета.
3 Миграция - перемещение частиц вдоль какого-либо направления в пространстве.
4 Для единицы концентрации используют моль-эквивалент потому, что это позволяет сравнивать электропроводности растворов, имеющих ионы различной величины заряда.
5 По соглашению Международного союза по чистой и прикладной химии (ЮПАК) достигнута договоренность о единой системе знаков: работа положительна только для реакции восстановления: Men+ + ne- = Me.