3 февраля 2014 г.

Список лекций по Физической и коллоидной химии

Список лекций

для группы 21-ТБ (специальность 280700)Предмет: Физическая и коллоидная химия (2-й семестр)


Модуль №1 «Основы химической термодинамики и кинетики»

1 Лекция: Химическая термодинамика, основные понятия. Законы термодинамики.

Изучаемые вопросы:
  1. Понятие химической термодинамики.
  2. Термодинамические функции.
  3. Первое начало термодинамики.
  4. Понятие теплоемкости.
Вопросы для самостоятельного изучения:
  1. Методы физико-химического исследования.
  2. Нулевой закон термодинамики.
  3. Следствия закона Гесса.
  4. Методы расчета тепловых эффектов.

2 Лекция: Второе начало термодинамики. Химическое равновесие.

Изучаемые вопросы:
  1. Обратимые и необратимые процессы.
  2. Энтропия как термодинамическая функция.
  3. Химическое равновесие.
  4. Фазовое равновесие.
Вопросы для самостоятельного изучения:
  1. Применение энтропии для решения физико-химических задач.
  2. Третье начало термодинамики.
  3. Расчет константы химического равновесия.
  4. Применение правила фаз Гиббса.

3 Лекция: Фазовое равновесие.

Изучаемые вопросы:
  1. Условия фазового равновесия. Правило фаз. 
  2. Уравнение Клаузиуса - Клапейрона. 
  3. Диаграммы состояния однокомпонентных систем (вода, сера, фосфор). 
  4. Фазовые переходы первого и второго рода. Уравнение Эрнфеста.
Вопросы для самостоятельного изучения:
  1. Вывод правила фаз.
  2. Диаграммы состояния однокомпонентных систем.
  3. Изменение энтропии при различных фазовых переходах.

4. Лекция: Химическая кинетика и катализ. 

Изучаемые вопросы:
  1. Скорость химической реакции. Закон действия масс. Константа скорости и константы равновесия.
  2. Простые и сложные реакции. Молекулярность и порядок. Способы экспериментального определения порядка. 
  3. Прямая и обратная кинетические задачи. Формальное описание кинетики реакций целочисленных порядков.
  4. Время полупревращения, среднее время жизни.
  5. Зависимость константы скорости от температуры. Уравнение Аррениуса. Энергия активации.
  6. Основные положения теории активированного комплекса и теории активных столкновений. 
  7. Сложные реакции. Принцип независимости протекания. Принцип детального равновесия.
  8. Цепные реакции. Основные стадии. Фотохимические реакции. 
  9. Кинетика химической реакции в статических режимах.
  10. Химические реакции в потоке. Реакторы идеального смешения и идеального вытеснения. 
Вопросы для самостоятельного изучения:
  1. Запись уравнений закона действующих масс для химических реакций.
  2. Классификация химических реакций.
  3. Интегрирование уравнений закона действующих масс для реакций целочисленных порядков.
  4. Расчет параметров уравнения Аррениуса по экспериментальным данным.

5. Лекция: Химическая кинетика и катализ.

Изучаемые вопросы:
  1. Основные положения. Катализ и каталитические реакции, их механизм.
  2. Гомогенный катализ и гетерогенный катализ. Общий и специфический кислотный и основной катализ. Кинетические схемы.
  3. Теории катализа. Теория Баландина, теория геометрического соответствия, теория Кобозева. Активные ансамбли.
  4. Кинетика гетерогенных процессов. Возможные лимитирующие стадии. 
  5. Внешняя диффузия. Реакции на поверхности. 
  6. Внутренняя кинетика и внутренняя диффузия.
Вопросы для самостоятельного изучения:
  1. Применение катализаторов.
  2. Вещества, применяемые в качестве катализаторов.
  3. Сравнение различных теорий катализа.

Модуль №2 «Растворы»

6. Лекция: Растворы неэлектролитов.

Изучаемые вопросы:
  1. Термодинамические условия образования растворов. Характеристики и свойства растворов. Химический потенциал компонента в растворе. 
  2. Идеальные растворы и их законы. Закон Рауля и закон Генри.
  3. Реальные растворы. Термодинамическая активность. Идеальный, регулярный и атермальный растворы.
  4. Равновесие жидкость - пар в двухкомпонентной системе.(осмос, криоскопия).
  5. Законы Коновалова. Диаграммы состояния двухкомпонентных систем. 
  6. Расслаивание. Химические равновесия в растворах. Коэффициент распределения.
Вопросы для самостоятельного изучения:
  1. 1.Выбор стандартных состояний для химического потенциала.
  2. 2.Предельно разбавленные растворы. 
  3. 3.Фазовые диаграммы двойных систем.

7. Лекция:Растворы электролитов.

Изучаемые вопросы:
  1. Слабые электролиты. Теория Аррениуса. Современная теория диссоциации  слабых электролитов.(Льюиса- Измайлова)
  2. Электропроводность растворов электролитов. Подвижность ионов и числа переноса.
  3. Активность, ионная сила электролитов. Аномальные подвижности иона гидроксония и гидроксила. 
  4. Основные понятия электростатической теории сильных электролитов. Теория Дебая- Хюккеля.
  5. Основные понятия теории ассоциации. Сольватация (гидратация).
Вопросы для самостоятельного изучения:
  1. Современные теории диссоциации слабых электролитов.
  2. Ионное произведение воды. Водородный показатель.
  3. Понятие сольватации (гидратации).

Модуль №3 "Основы электрохимии. Поверхностные явления и коллоидные системы"

8. Лекция: Электродные процессы и электродвижущие силы.

Изучаемые вопросы:
  1. Механизм возникновения электродного потенциала. ДЭС. Диффузионный потенциал. Стандартные электродные потенциалы.
  2. Электроды и электрохимические цепи, ЭДС. Гальванический и концентрационный элементы. 
  3. Уравнение Нернста. Измерение и расчет ЭДС гальванического элемента.
  4. Электролиз. Напряжение разложения. Понятие об электродной поляризации.
Вопросы для самостоятельного изучения:
  1. Законы Фарадея.
  2. Схематическое изображение электрохимических систем.
  3. Водородная шкала стандартных потенциалов.
  4. Вывод уравнения Нернста.
  5. Классификация обратимых электродов. 

9. Лекция: Поверхностные явления.

Изучаемые вопросы:
  1. Поверхностная энергия Гиббса и поверхностное натяжение.
  2. Сорбция. Виды сорбции.
  3. Адсорбционное равновесие.
Вопросы для самостоятельного изучения:
  1. Смачивание и растекание.
  2. Предельная адсорбция.
  3. Методика определения поверхностного натяжения.

10. Лекция: Свойства дисперсных систем.

Изучаемые вопросы:
  1. Коллоидное состояние вещества.
  2. Молекулярно-кинетические, реологические, электрические свойства коллоидных растворов.
  3. Строение двойного электрического слоя (ДЭС).Влияние электролитов на строение ДЭС.
  4. Теория устойчивости коллоидных систем. Факторы устойчивости коллоидных систем. Седиментационная и агрегативная устойчивость.
  5. Электрокинетические явления.
Вопросы для самостоятельного изучения:
  1. Оптические свойства дисперсных систем.
  2. Химическая и адсорбционная теория устойчивости.
  3. Взаимодействие коллоидных частиц.
  4. Вязкость и прочность дисперсных систем.

11. Лекция: Коагуляция коллоидных растворов.

Изучаемые вопросы:
  1. Факторы, вызывающие коагуляцию.
  2. Коагуляция под действием электролитов.
  3. Механизмы коагуляции.
Вопросы для самостоятельного изучения:
  1. Защита коллоидных частиц от коагуляции.
  2. Привыкание золей.
  3. Влияние заряда иона-коагулятора на коагуляцию.

12. Лекция: Высокомолекулярные вещества (ВМВ).

Изучаемые вопросы:
  1. Особенности и классификация ВМВ.
  2. Свойства полимеров. Вязкость.
  3. Полиэлектролиты.
  4. Студни и студнеобразование.
Вопросы для самостоятельного изучения:
  1. Характеристическая вязкость.
  2. Классификация коллоидных ПАВ.
  3. Осмотическое давление ВМВ.


Комментариев нет:

Отправить комментарий