- •Химическая Кинетика, равновесия, термодинамика
- •1. Основные понятия кинетики [1, § 57; 2, § 6.2, 6.2.1]
- •1.1. Химическая кинетика
- •1.2. Понятие скорости реакции
- •2. Зависимость скорости гомогенной реакции
- •2.3. Лабораторная работа: определение порядка реакции тиосульфата натрия с кислотой в растворе
- •2.3.1. Постановка задачи
- •2.3.2. Зависимость скорости реакции от концентрации ионов водорода
- •2.3.3. Зависимость скорости реакции от концентрации ионов тиосульфата
- •3. Зависимость скорости реакции от температуры
- •3.3. Лабораторная работа: влияние температуры на скорость реакции
- •4. Катализ [1, § 60; 2, § 6.2.6]
- •5. Особенности кинетики гетерогенных реакций [1, § 61; 2, § 6.2.4]
- •5.1. Общие сведения
- •5.3. Реакции, лимитируемые химическим взаимодействием
- •5.4. Реакции, лимитируемые диффузией в растворе реагента
- •5.5. Реакции, лимитируемые образованием зародышей новой фазы
- •5.6. Демонстрационные опыты
- •6. Обзор факторов, влияющих на скорость
- •7. Общие сведения о Химическом равновесии [1, § 63; 2, § 6.2.8]
- •7.1. Истинное и ложное равновесия
- •7.2. Закон действующих масс (здм) для равновесия
- •7.3. Стандартные состояния веществ и стандартное представление
- •8. Частные случаи констант равновесия
- •8.1. Гомогенные равновесия в растворах электролитов
- •8.2. Гетерогенные равновесия
- •8.3. Квазихимические равновесия в кристаллах
- •9. Факторы, влияющие на смещение равновесия.
- •9.2. Влияние концентрации
- •9.3. Влияние разбавления раствора
- •9.4. Влияние давления
- •9.5. Влияние температуры
- •9.6. Факторы, влияющие на кинетику, но не на равновесие
- •9.7. Выбор оптимальных условий проведения реакций
- •10. Задачи и упражнения по химическому равновесию
- •11. Лабораторная работа по химическому равновесию
- •11.1. Прогноз направления реакций и его экспериментальная проверка
- •11.2. Влияние температуры и концентраций на химическое равновесие
- •12. Введение в химическую термодинамику.
- •12.1. Общие сведения
- •12.2. Первое начало термодинамики. Энтальпия
- •12.3. Закон Гесса и стандартные теплоты образования веществ
- •12.4. Ещё три следствия из закона Гесса
- •13. Направление процессов.
- •13.1. Второе начало термодинамики. Энтропия.
- •13.2. Критерии самопроизвольного протекания процессов
- •13.3. Связь между стандартным изменением энергии Гиббса и константой равновесия
- •13.4. Задачи и упражнения по термодинамике
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Южный федеральный университет"
Химический факультет
Налбандян В.Б.
Химическая Кинетика, равновесия, термодинамика
учебное пособие к курсу
«Общая и физическая химия с основами качественного анализа»
для студентов направления 223200 –Техническая физика
Ростов-на-Дону
2012
Оглавление
Предисловие |
3 |
1. Основные понятия кинетики |
4 |
1.1. Химическая кинетика |
4 |
1.2. Понятие скорости реакции |
5 |
1.3. Контрольные вопросы и задания |
9 |
2. Зависимость скорости гомогенной реакции от концентраций реагентов |
9 |
2.1. Краткая теория |
9 |
2.2. Контрольные вопросы и задания |
11 |
2.3. Лабораторная работа: определение порядка реакции |
12 |
3. Зависимость скорости реакции от температуры |
15 |
3.1. Краткая теория |
15 |
3.2. Контрольные вопросы и задания |
17 |
3.3. Лабораторная работа: влияние температуры на скорость реакции |
17 |
4. Катализ |
21 |
5. Особенности кинетики гетерогенных реакций |
24 |
5.1. Общие сведения |
24 |
5.2. Реакции, лимитируемые диффузией через слой продукта |
25 |
5.3. Реакции, лимитируемые химическим взаимодействием |
27 |
5.4. Реакции, лимитируемые диффузией в растворе реагента |
27 |
5.5. Реакции, лимитируемые образованием зародышей новой фазы |
28 |
5.6. Демонстрационные опыты |
28 |
6. Обзор факторов, влияющих на скорость химических реакций |
29 |
7. Общие сведения о химическом равновесии |
32 |
7.1. Истинное и ложное равновесие |
32 |
7.2. Закон действующих масс (ЗДМ) для равновесия |
34 |
7.3. Стандартные состояния веществ и стандартное представление константы равновесия |
34 |
8. Частные случаи констант равновесия |
35 |
8.1. Гомогенные равновесия в растворах электролитов |
36 |
8.2. Гетерогенные равновесия |
38 |
8.3. Квазихимические равновесия в кристаллах |
39 |
9. Факторы, влияющие на смещение равновесия. Принцип Ле Шателье |
40 |
9.1. Смещение равновесия |
40 |
9.2. Влияние концентрации |
41 |
9.3. Влияние разбавления раствора |
42 |
9.4. Влияние давления |
43 |
9.5. Влияние температуры |
44 |
9.6. Факторы, влияющие на кинетику, но не на равновесие |
44 |
9.7. Выбор оптимальных условий проведения реакций |
44 |
10. Задачи и упражнения по химическому равновесию |
46 |
11. Лабораторная работа по химическому равновесию |
47 |
11.1. Прогноз направления реакций и его экспериментальная проверка |
47 |
11.2. Влияние температуры и концентраций на химическое равновесие |
49 |
12. Введение в химическую термодинамику. Основы термохимии |
51 |
12.1. Общие сведения |
51 |
12.2. Первое начало термодинамики. Энтальпия |
53 |
12.3. Закон Гесса и стандартные теплоты образования веществ |
55 |
12.4. Ещё три следствия из закона Гесса |
56 |
13. Направление процессов. Энтропия. Энергия Гиббса |
58 |
13.1. Второе начало термодинамики. Энтропия |
58 |
13.2. Критерии самопроизвольного протекания процессов |
60 |
13.3. Связь между стандартным изменением энергии Гиббса и константой равновесия |
62 |
13.4. Задачи и упражнения по термодинамике |
64 |
Литература |
64 |
Приложение |
65 |
ПРЕДИСЛОВИЕ
Автору кажется, что логично было бы начать изложение с термодинамики, и лишь потом на её основе рассматривать кинетику и равновесия: если реакция термодинамически невозможна, то нет смысла обсуждать её кинетику, а если возможна, то надо рассматривать её равновесие на основе энергии Гиббса. Именно так строится преподавание на химическом факультете и изложение в большинстве учебников. Изменить эту последовательность пришлось из-за необходимости согласовать теоретический курс с графиком лабораторных работ, с параллельно изучаемым курсом молекулярной физики, а также со структурой единственного учебника, имеющегося в достаточном количестве в библиотеке физического факультета [1].
Данное пособие не дублирует, а дополняет учебники Глинки [1, 2]: внесены уточнения и дополнения и даны конкретные рекомендации к лабораторному практикуму.