11111
мета вивчення дисципліни
Метою курсу фзично хм викладання основних законв та закономрностей, що визначають проткання хмчного процесу. Головним завданням курсу одночасне засвоння основних положень теор хмчних процесв, вивчення методв кльксного врахування впливу рзних факторв на проткання хмчного процесу та вивчення залежності хмчних властивостей речовин вд х фзичних властивостей.
Курс фзично хімії будується на баз вдомостей, як було засвоно пд час вивчення курсу неорганчно хм. Вн поглиблю та подну фундаментальн знання основних законв природознавства, як було отримано при вивченн попереднх дисциплн, сприя формуванню нженерного мислення, да технчну пдготовку, що необхдна для розумння та подальшого вивчення рзномантних технологчних процесв. Фзична хмя не тльки заклада фундамент для подальшого засвоння спецальних технологчних дисциплн, але і форму у майбутнх спецалств науковий погляд на свт в цлому.
ЗАВДАННЯ ДИСЦИПЛІНИ
Основним завданням курсу фзично хм для студентв всх спецальностей заочної форми навчання опанування загальними методами керування хмчним процесом, а саме:
енергетика хімічних та фазових перетворень;
керування виходом та швидкстю хмчно реакц;
розрахунок оптимальних умов проведення хмчного процесу;
електрохімічні методи дослідження хімічних систем.
Виходячи з завдань курсу фзично хм, до вмнь, як повинен надбати студент, належать:
Розрахунок теплового ефекту та інших термодинамічних параметрів хмчно реакц.
Оцнка принципово можливост перебгу певно хмчно реакц за певних умов.
Розрахунок константи рвноваги та виходу продуктів хмчно реакц.
Визначення залежност температури кипіння вд тиску та вибр умов роздлення рдких сумшей методом дистиляц.
Визначення залежност температури плавлення сумшей вд їх складу та вибр умов роздлення кристалчних сумшей методом перекристалзац.
Визначення порядку хмчно реакц та вибр концентрацйних умов впливу на швидксть хмчного процесу.
Вибр температурних умов впливу на швидксть хмчного процесу.
Знання теоретичних основ застосування каталзаторв.
Вибр вдповдного електрохмчного методу аналзу певно хмчно системи та умов проведення аналзу.
теоретичне та практичне визначення рН певно хмчно системи та умов проведення рН-метр.
Прогнозування характеру та хмзму електродних процесв при електролз певного електролтного розчину.
Складання та прогнозування ефективност роботи гальванчного елемента.
Умови виникнення електрохімічної корозії і методи захисту конструкцій.
Вступ. Предмет та змст курсу фзично хiмi. Мсце фзично хiмi в систем хiмiчних дисциплн.
ОСНОВИ ХIМIЧНО ТЕРМОДИНАМКИ
1.1. Предмет, задач та основн поняття хiмiчно термодинамiки
Термодинамiчна система. Параметри стану системи. Стандартн та нормальн умови. Внутршня енергя системи. Теплота та робота як форми обмну енергю. Термодинамiчн процеси. Функц стану.
Лiтература: [1, I.1, I,2; 2, 77-79; 3, 55, 56 ].
1.2. Застосування першого закону термодинамiки до хiмiчних процесв
Формулювання та аналтичний вираз першого закону термодинамiки. Ентальпія. Теплов ефекти зохорних та зобарних процесв, зв’язок мж ними.
Термохмя. Теплов ефекти реакц. Закон Гесса.Теплота утворення речови-ни. Розрахунок теплового ефекту хiмiчно реакц за теплотами утворення учасни-кв реакц.
Завдання на СРС: Процеси оборотні та необоротні, круговий термодинамічний процес.
Тепломнсть: середня, стинна, молярна, питома. Залежнсть тепломност вд температури. Змна тепломност системи в результат хiмiчно реакц.
Залежнсть теплового ефекту вд температури. Закон Крхгофа. Приблизні та точнi розрахунки теплових ефектiв за умов заданої температури.
Точний розрахунок теплових ефектів хімічних реакцій при заданих температурах. Застосування закону Кірхгофа до фазових переходів.
Лiтература: [1, I.3 - I.6; XII.1; 2, 35, 80-85; 3, 57-59, 62-64 ].
1.3. Застосування другого закону термодинамiки до хiмiчних процесв
Самовльн та несамовльн процеси. нтенсивн та екстенсивн властивост. Формулювання та аналтичний вираз другого закону термодинамiки. Ентропя. Змна ентроп як критерй напрямку самовльних процесв та стану рвноваги в зольованих системах. Змна ентроп в фзичних процесах (при нагрванн речовин, розширенн ідеальних газів, при фазових перетвореннях).
Постулат Планка. Абсолютна та стандартна ентроп. Змна ентроп в зотермчному хiмiчному процес. Розрахунок змiни ентропiї внаслiдок хiмiчної реакцiї за певної температури.
Завдання на СРС: Статистичний характер другого закону термодинаміки. Точний розрахунок ентропії при заданій температурі. Ентропія і будова речовин.
Лiтература: [1, II.1- II.3, IV.1, IV.2, 2, 86-91,97,150-152,159; 3, 65-68,71].
1.4. Термодинамiчн потенцали
Гббсова та Гельмгольцева енерг. Максимальна корисна робота iзохорного та iзобарного процесiв. Критер напрямку самовльних процесв та рвноваги в закритих системах. Стандартний потенцал утворення хiмiчно сполуки, його зв’язок з хiмiчними властивостями сполук. Розрахунки зміни Гіббсової енергії в хімічній реакції за допомогою таблиць термодинамічних величин.
Залежність Гіббсової (Гельмгольцевої) енергії від температури. Розрахунки змни Гббсово енерг в хiмiчному процес при рзних температурах.
Хiмiчний потенцал.
Точні розрахунки зміни енергії Гіббса при різних температурах. Зв'язок хімічного потенціалу ідеального газу з його тиском.
Лiтература: [1, II.4, II.5, III.3, V.2; 2, II.4, II.5, III.3, V.2; 3, 69, 70, 72 ].
2. ХІМІЧНА РІВНОВАГА
2.1. Поняття хімічної рівноваги. Константа рівноваги.
Динамчна та термодинамiчна характеристики хiмiчно рвноваги. Змна стану рвноваги як одна з найважливших умов керування хiмiчним процесом.
Константа рвноваги та способи виразу для газофазних деальних систем (Кр, Кс, ). Зв’язок мж Кр, Кс. Залежнсть величини та розмрност константи рвноваги вд форми запису рвняння хiмiчно реакц. Хiмiчна рвновага в гетерогенних системах.
Вплив зовншнх умов на хiмiчну рвновагу. Принцип Ле Шательє.
Завдання на СРС:
2.2. Зв’язок константи рівноваги з енергією Гіббса.
Залежнсть константи рвноваги вд температури, рвняння зобари та зохори хiмiчно реакц.
Методи теоретичного розрахунку констант рвноваги з використанням таблиць термодинамiчних величин.
Вибр оптимальних умов проведення хiмiчного процесу.
Точний розрахунок констант рівноваги. Метод комбінованих рівноваг.
Лiтература: [1, III.2 - III.4, IV.3, VI.6; 2, 100, 144-149, 157,161,162; 3, 74-79, 80, 81, 82 ].
3. ТЕРМОДИНАМIКА ФАЗОВИХ РВНОВАГ ТА РОЗЧИНВ
3.1. Основн поняття фазових рвноваг.
Однокомпонентні системи.
Фаза, складова речовина, компонент, термодинамiчн ступен свободи. Умови термодинамiчно рвноваги мж фазами. Правило Гббса.
Лiтература: [1, VII.2; 2, 101-103; 3, 100-102 ].
Застосування правила фаз до однокомпонентних систем. Змна термодинамiчних параметрв при фазових перетвореннях. Рвняння Клаузуса-Клапейрона. Залежнсть
