Han ga den første definisjonen av fysisk kjemi som en vitenskap. Fysisk og kolloidal kjemi. Fag for fysisk kjemi. Dets mening

FYSISK KJEMI

§ 1. Fag fysikalsk kjemi. Dets mening

Studerer forholdet mellom kjemiske og fysiske fenomener fysisk kjemi. Denne grenen av kjemi er grensen mellom kjemi og fysikk. Ved å bruke teoretiske og eksperimentelle metoder fra begge vitenskaper, så vel som sine egne metoder, er fysisk kjemi engasjert i en mangefasettert studie av kjemiske reaksjoner og deres medfølgende fysiske prosesser. Siden imidlertid selv en multilateral studie aldri er fullstendig og ikke dekker fenomenet uttømmende, forenkler lovene og regelmessighetene i fysisk kjemi, så vel som andre naturvitenskaper, alltid fenomenet og reflekterer det ikke fullstendig.

Den raske utviklingen og økende betydningen av fysisk kjemi er forbundet med dens grenseposisjon mellom fysikk og kjemi. Den generelle hovedoppgaven til fysisk kjemi er å forutsi tidsforløpet til prosessen og det endelige resultatet (likevektstilstand) under ulike forhold basert på data om strukturen og egenskapene til stoffene som utgjør systemet som studeres.

§ 2. Kort omtale av den fysiske kjemiens utviklingshistorie

Begrepet "fysisk kjemi" og definisjonen av denne vitenskapen ble først gitt av M.V. Lomonosov, som i 1752-1754. Han underviste i et kurs i fysisk kjemi til studenter ved Vitenskapsakademiet og etterlot et manuskript for dette kurset, "Introduksjon til sann fysisk kjemi" (1752). Lomonosov utførte mange studier, hvis emner tilsvarer hans "Plan for kurset for fysisk kjemi" (1752) og programmet for eksperimentelt arbeid "Erfaring i fysisk kjemi" (1754). Under hans ledelse ble det også gjennomført en studentworkshop om fysisk kjemi.

Lomonosov ga følgende definisjon av fysisk kjemi: "Fysisk kjemi er en vitenskap som forklarer, på grunnlag av fysikkens prinsipper og eksperimenter, hva som skjer i blandede legemer under kjemiske operasjoner." Denne definisjonen er nær den moderne.

For utviklingen av fysisk kjemi var oppdagelsen av to termodynamiske lover på midten av 1800-tallet (S. Carnot, J. R. Mayer, G. Helmholtz, D. P. Joule, R. Clausius, W. Thomson) av stor betydning.

Antallet og variasjonen av forskning i området som grenser mellom fysikk og kjemi økte stadig på 1800-tallet. Den termodynamiske teorien om kjemisk likevekt ble utviklet (K.M. Guldberg, P. Waage, D.W. Gibbs). L.F. Wilhelmis forskning markerte begynnelsen på studiet av hastigheten på kjemiske reaksjoner (kjemisk kinetikk). Overføringen av elektrisitet i løsninger ble studert (I.V. Gittorf, F.V.G. Kohlrausch), lovene for likevekt av løsninger med damp ble studert (D.P. Konovalov) og løsningsteorien ble utviklet (D.I. Mendeleev).

Anerkjennelsen av fysisk kjemi som en uavhengig vitenskap og akademisk disiplin ble uttrykt i etableringen ved Universitetet i Leipzig (Tyskland) i 1887 av den første avdelingen for fysisk kjemi ledet av W. Ostwald og i grunnleggelsen av det første vitenskapelige tidsskriftet om fysisk kjemi der. På slutten av 1800-tallet var universitetet i Leipzig sentrum for utviklingen av fysisk kjemi, og de ledende fysikalske kjemikerne var W. Ostwald, J. H. Van't Hoff, S. Arrhenius og W. Nernst. På dette tidspunktet hadde tre hovedgrener av fysisk kjemi blitt definert - kjemisk termodynamikk, kjemisk kinetikk og elektrokjemi.

De viktigste vitenskapsområdene, hvis utvikling er en nødvendig betingelse for teknisk fremgang, inkluderer studiet av kjemiske prosesser; fysisk kjemi spiller en ledende rolle i utviklingen av dette problemet.

§ 3. Seksjoner i fysisk kjemi. Forskningsmetoder

Kjemisk termodynamikk. I denne delen, basert på lovene for generell termodynamikk, presenteres lovene for kjemisk likevekt og læren om faselikevekter.

Studiet av løsninger tar sikte på å forklare og forutsi egenskapene til løsninger (homogene blandinger av flere stoffer) basert på egenskapene til stoffene som utgjør løsningen.

Læren om overflatefenomener. Ulike egenskaper til overflatelag av faste stoffer og væsker (grensesnitt mellom faser) studeres; et av hovedfenomenene som studeres i overflatelag er adsorpsjon(opphopning av stoff i overflatelaget).

I systemer hvor grenseflatene mellom flytende, faste og gassformige faser er høyt utviklet (emulsjoner, tåke, røyk, etc.), blir egenskapene til overflatelagene av primær betydning og bestemmer mange av de unike egenskapene til hele systemet som helhet. . Slik fordelt (mikroheterogen) systemer studeres kolloid kjemi, som er en stor uavhengig gren av fysisk kjemi.

Den gitte listen over hoveddelene av fysisk kjemi dekker ikke enkelte områder og mindre deler av denne vitenskapen, som kan betraktes som deler av større seksjoner eller som uavhengige deler av fysisk kjemi. Det er verdt å understreke nok en gang det nære forholdet mellom de ulike grenene av fysisk kjemi. Når man studerer ethvert fenomen, må man bruke et arsenal av ideer, teorier og forskningsmetoder fra mange grener av kjemi (og ofte andre vitenskaper). Bare med innledende bekjentskap med fysisk kjemi er det mulig å distribuere materialet til de angitte seksjonene for pedagogiske formål.

Metoder for fysisk og kjemisk forskning. De grunnleggende metodene for fysisk kjemi er naturligvis metodene for fysikk og kjemi. Dette er først og fremst en eksperimentell metode - studiet av avhengigheten av egenskapene til stoffer på ytre forhold, den eksperimentelle studien av lovene til forskjellige prosesser og lovene for kjemisk likevekt.

Teoretisk forståelse av eksperimentelle data og skapelsen av et sammenhengende kunnskapssystem er basert på metodene i teoretisk fysikk.

Den termodynamiske metoden, som er en av dem, lar en kvantitativt relatere ulike egenskaper til et stoff ("makroskopiske" egenskaper) og beregne noen av disse egenskapene basert på eksperimentelle verdier til andre egenskaper.

KAPITTEL I.
FØRSTE LOV OM TERMODYNAMISK

§ 1. Energi. Loven om bevaring og transformasjon av energi

En integrert egenskap (attributt) til materie er bevegelse; den er uforgjengelig, som materien selv. Materiens bevegelse manifesterer seg i forskjellige former, som kan forvandle seg til hverandre. Målingen av materiens bevegelse er energi. Kvantitativt uttrykkes energi på en bestemt måte gjennom parametere som er karakteristiske for hver spesifikke bevegelsesform, og i enheter som er spesifikke for denne formen.

I SI-systemet av enheter er enheten for energi (varme og arbeid) joule ( J), lik styrkearbeidet i 1 N på vei til 1 m. 1 J = 1 Nm.

Den mye brukte enheten for energi (varme) kalori er for tiden en ikke-systemisk enhet tillatt for bruk. Den for øyeblikket brukte kalorien tilsvarer per definisjon et visst antall joule: 1 avføring lik 4,1868 joule. Denne enheten brukes i termisk konstruksjon og kan kalles termisk energi kalori. I kjemisk termodynamikk brukes en litt annen enhet, lik 4,1840 joule og kalles termokjemisk kalori. Gjennomførbarheten av bruken er assosiert med brukervennligheten til det omfattende eksperimentelle termokjemiske materialet samlet i referansepublikasjoner, uttrykt i disse enhetene.

Når en form for bevegelse transformeres til en annen, er energiene til den forsvunne og den tilsynelatende bevegelsen, uttrykt i forskjellige enheter, ekvivalente med hverandre, det vil si at energien til den forsvunne bevegelsen er i et konstant kvantitativt forhold til energien til den fremkomne bevegelsen (loven om ekvivalente energitransformasjoner). Dette forholdet avhenger ikke av størrelsen på energiene til de to bevegelsesformene og av de spesifikke forholdene som overgangen fra en bevegelsesform til en annen skjedde under. Når energien til en elektrisk strøm omdannes til energien til kaotisk molekylær bevegelse, blir en joule elektrisk energi alltid til 0,239 avføring energi av molekylær bevegelse.

Dermed manifesterer energi som et mål på materiens bevegelse seg alltid i en kvalitativt unik form, tilsvarende en gitt form for bevegelse, og uttrykkes i de tilsvarende måleenhetene. På den annen side gjenspeiler den kvantitativt enheten i alle former for bevegelse, deres gjensidige konvertibilitet og uforgjengelighet av bevegelse.

Loven om ekvivalente energitransformasjoner nevnt ovenfor er en fysisk eksperimentell lov. Loven om ekvivalente energitransformasjoner kan uttrykkes annerledes, nemlig i formen loven om bevaring og transformasjon av energi: energi er verken skapt eller ødelagt; i alle prosesser og fenomener øker eller reduseres ikke den totale energien til alle deler av et isolert materialsystem som deltar i en gitt prosess, og forblir konstant.

Loven om bevaring og transformasjon av energi er universell i den forstand at den er anvendelig på fenomener som forekommer i vilkårlig store kropper, som representerer en samling av et stort antall molekyler, og på fenomener som oppstår med deltakelse av ett eller noen få molekyler.

For ulike former for mekanisk bevegelse har loven om bevaring av energi lenge vært uttrykt i kvalitativ form (Descartes - 1640) og kvantitativ form (Leibniz - 1697).

For gjensidige transformasjoner av varme og arbeid (se nedenfor), ble loven om bevaring av energi bevist som en naturvitenskapelig lov ved forskning av Yu. R. Mayer, G. Helmholtz og D. P. Joule, utført på førtitallet av det 19. århundre.

Ved å bruke loven om ekvivalente transformasjoner er det mulig å uttrykke energiene til ulike former for bevegelse i enheter som er karakteristiske for én type energi (én form for bevegelse), og deretter utføre operasjoner med addisjon, subtraksjon, etc.

§ 2. Termodynamikkens emne, metode og grenser

Termodynamikk er en av hovedgrenene innen teoretisk fysikk. Termodynamikk studerer lovene for gjensidige transformasjoner av ulike typer energi knyttet til energioverganger mellom legemer i form av varme og arbeid. Med fokus på varme og arbeid, som former for energioverføring i et bredt spekter av prosesser, inkluderer termodynamikk i sitt betraktningsomfang en rekke energiforbindelser og avhengigheter mellom ulike egenskaper ved materie og gir svært vidt anvendbare generaliseringer kalt termodynamikkens lover.

Når man etablerer grunnleggende termodynamiske lover, er energitransformasjonene (ofte svært komplekse) som skjer inne i kroppen vanligvis ikke detaljerte. Energitypene som er karakteristiske for kroppen i dens gitte tilstand er heller ikke differensiert; totalen av alle disse energitypene betraktes som en enkelt indre energi i systemet .

Emnet termodynamikk skissert ovenfor definerer metoden og grensene for denne vitenskapen. Skillet mellom varme og arbeid, akseptert av termodynamikk som utgangspunkt, og motstanden av varme til arbeid gir mening bare for kropper som består av mange molekyler, siden for ett molekyl eller for en samling av et lite antall molekyler begrepene varme og arbeid mister sin mening. Derfor vurderer termodynamikk kun kropper som består av et stort antall molekyler, de såkalte makroskopiske systemer, Dessuten tar termodynamikk i sin klassiske form ikke hensyn til oppførselen og egenskapene til individuelle molekyler.

Den termodynamiske metoden kjennetegnes også ved at studieobjektet er en kropp eller en gruppe kropper isolert fra den materielle verden inn i termodynamisk system (heretter kalt ganske enkelt system).

Systemet har visse grenser som skiller det fra omverdenen (miljøet).

Systemet er homogen , hvis hver av parameterne har samme verdi i alle deler av systemet eller endres kontinuerlig fra punkt til punkt.

Systemet er heterogen , hvis den består av flere makroskopiske (bestående på sin side av mange molekyler) deler, atskilt fra hverandre av synlige grensesnitt. På disse overflatene endres noen parametere brått. Dette er for eksempel systemet «fast salt – mettet vandig saltløsning – mettet vanndamp». Her, ved grensene for salt - løsning og løsning - damp, endres sammensetningen og tettheten brått.

Homogene deler av et system atskilt fra andre deler av synlige grensesnitt kalles faser . I dette tilfellet regnes et sett med individuelle homogene deler av et system som har de samme fysiske og termodynamiske egenskapene som én fase (for eksempel et sett med krystaller av ett stoff eller et sett med væskedråper suspendert i en gass og utgjør tåke ). Hver fase av systemet er preget av sin egen tilstandsligning.

Et system som ikke kan utveksle materie og energi (i form av varme eller arbeid) med omgivelsene kalles isolert .

Et system som kan utveksle materie og energi (i form av varme eller arbeid) med omgivelsene kalles åpen.

Et system som ikke kan utveksle materie med omgivelsene, men som kan utveksle energi (i form av varme eller arbeid), kalles lukket .

Termodynamikk studerer det gjensidige forholdet mellom slike målbare egenskaper til et materialsystem som helhet og dets makroskopiske deler (faser), som temperatur, trykk, masse, tetthet og kjemisk sammensetning av fasene som inngår i systemet, og noen andre egenskaper, som samt forholdet mellom endringer i disse egenskapene.

Settet med egenskaper studert av termodynamikk (den såkalte termodynamiske parametere til systemet) bestemmer termodynamisk tilstand av systemet. En endring i eventuelle termodynamiske egenskaper (selv om bare én) fører til en endring i den termodynamiske tilstanden til systemet.

Alle prosesser som finnes i naturen kan deles inn i spontane (naturlige) og ikke-spontane.

Spontane prosesser– dette er prosesser som ikke krever eksternt energiforbruk. For eksempel skjer overføring av varme fra et legeme med høyere temperatur til et legeme med lavere temperatur, oppløsning av salt i vann osv. av seg selv.

Ikke-spontane prosesser krever ekstern energitilførsel for deres forekomst, for eksempel deling av luft i nitrogen og oksygen.

I termodynamikk vurderer vi hovedsakelig slike tilstander i et system der parameterne (temperatur, trykk, elektrostatisk potensial, etc.) ikke endres spontant i tid og har samme verdi på alle punkter i volumet av individuelle faser. Slike tilstander kalles likevekt.

Et av termodynamikkens grunnleggende postulater er påstanden om at forløpet av enhver spontan prosess bringer til slutt det isolerte systemet til en likevektstilstand, når dets egenskaper ikke lenger vil endre seg, dvs. likevekt etableres i systemet.

Tilstander preget av en ujevn og tidsvarierende fordeling av temperatur, trykk og sammensetning innenfor faser er ikke likevekt. De betraktes av termodynamikken til ikke-likevekts (irreversible) prosesser, der, i tillegg til de grunnleggende termodynamiske lovene, brukes ytterligere forutsetninger.

Termodynamikk, bygget på grunnlag av termodynamikkens grunnleggende lover, som betraktes som en generalisering av erfaring, kalles ofte klassisk eller fenomenologisk termodynamikk. Termodynamikk gir det teoretiske grunnlaget for studiet av varmemotorer; denne delen kalles teknisk termodynamikk. Omhandler studiet av kjemiske prosesser fra et termodynamisk synspunkt kjemisk termodynamikk, som er en av hovedgrenene innen fysisk kjemi.

§ 3. Varme og arbeid

Endringer i bevegelsesformene under overgangen fra en kropp til en annen og de tilsvarende transformasjonene av energi er svært forskjellige. Formene for selve bevegelsesovergangen og energiovergangene knyttet til den kan deles inn i to grupper.

Den første gruppen inkluderer bare én form for overgang av bevegelse gjennom kaotiske kollisjoner av molekyler fra to kontaktlegemer, dvs. ved termisk ledning (og samtidig ved stråling). Målingen av bevegelsen som overføres på denne måten er varme .

Den andre gruppen inkluderer forskjellige former for overgang av bevegelse, hvor fellestrekket er bevegelsen av makroskopiske masser under påvirkning av eksterne krefter av rettet natur. Dette er løfting av kropper i et gravitasjonsfelt, overgangen av en viss mengde elektrisitet fra et høyere elektrostatisk potensial til et mindre, utvidelsen av en gass under trykk, etc. Det generelle målet for bevegelse som overføres ved slike metoder er Jobb .

Varme og arbeid karakteriserer kvalitativt og kvantitativt to ulike former for bevegelsesoverføring fra en del av den materielle verden til en annen.

Overføring av bevegelse er en unik kompleks bevegelse av materie, de to hovedformene vi skiller fra. Varme og arbeid er mål på disse to komplekse formene for bevegelse av materie, og bør betraktes som energiformer.

Fellesegenskapen til varme og arbeid er at de kun har betydning i de tidsperioder disse prosessene skjer. Under slike prosesser avtar i noen kropper bevegelsen i visse former og den tilsvarende energien avtar, mens i andre kropper øker bevegelsen i samme eller andre former og de tilsvarende energitypene øker.

Vi snakker ikke om lagre av varme eller arbeid i noen kropp, men bare om varmen og arbeidet til en viss prosess. Etter fullføringen er det ikke nødvendig å snakke om tilstedeværelsen av varme eller arbeid i kroppen.

§ 4. Ekvivalens av varme og arbeid

Det konstante ekvivalente forholdet mellom varme og arbeid under deres gjensidige overganger ble etablert i de klassiske eksperimentene til D.P. Joule (1842-1867). Et typisk Joule-eksperiment er som følger.

Joule-enhet for å bestemme den mekaniske ekvivalenten til varme.

Vekter som faller fra en kjent høyde roterer en rører nedsenket i vann plassert i et kalorimeter (vekten og kalorimeteret med vann utgjør et termodynamisk system.) Rotasjonen av rørebladene i vann forårsaker oppvarming av vannet i kalorimeteret; den tilsvarende økningen i temperatur er kvantitativt registrert.

Etter at denne prosessen er fullført, må systemet returneres til sin opprinnelige tilstand. Dette kan gjøres gjennom mental erfaring. Lastene stiger til sin opprinnelige høyde, mens utvendig arbeid forbrukes, noe som øker energien i systemet. I tillegg fjernes varme (overført til miljøet) fra kalorimeteret ved å avkjøle det til opprinnelig temperatur. Disse operasjonene returnerer systemet til sin opprinnelige tilstand, det vil si at alle målbare egenskaper til systemet får de samme verdiene som de hadde i den opprinnelige tilstanden. Prosessen der egenskapene til systemet endret seg, og på slutten av hvilken det returnerte til sin opprinnelige tilstand, kalles sirkulær (syklisk) prosess eller syklus .

Det eneste resultatet av den beskrevne syklusen er fjerning av arbeid fra miljøet rundt systemet, og overføring av varme tatt fra kalorimeteret til dette miljøet.

En sammenligning av disse to mengdene, målt i passende enheter, viser et konstant forhold mellom dem, uavhengig av størrelsen på belastningen, størrelsen på kalorimeteret og de spesifikke mengder varme og arbeid i forskjellige eksperimenter.

Det er tilrådelig å skrive varme og arbeide i en syklisk prosess som en sum (integral) av infinitesimale (elementære) varme  Q og infinitesimale (elementære) verk  W, og de innledende og siste grensene for integrasjon faller sammen (syklus).

Da kan ekvivalensen av varme og arbeid i en syklisk prosess skrives som følger:

(jeg, 1)

I ligning (I, 1) tegnet betegner integrasjon over en syklus. Konstansen til koeffisienten k reflekterer ekvivalensen mellom varme og arbeid ( k– mekanisk ekvivalent av varme). Ligning (I, 1) uttrykker loven om bevaring av energi for det spesielle, svært viktige tilfellet med å konvertere arbeid til varme.

I studiene til Joule, Rowland (1880), Miculescu (1892) og andre ble det brukt metoder for friksjon i metaller, slag, direkte konvertering av elektrisk strømarbeid til varme, strekking av faste stoffer osv. Koeffisient k alltid konstant innenfor den eksperimentelle feilen.

I den følgende diskusjonen er det alltid antatt at arbeid og varme ved hjelp av koeffisienten k uttrykt i de samme enhetene (uansett hvilke) og koeffisienten k faller.

§ 5. Intern energi

For en ikke-sirkulær prosess er likhet (I, 1) ikke tilfredsstilt, siden systemet ikke går tilbake til sin opprinnelige tilstand. I stedet for dette kan likhetene for en ikke-sirkulær prosess skrives (utenom koeffisienten k):

≠

Siden grensene for integrasjon i det generelle tilfellet er vilkårlige, da for elementære mengder  W Og  Q:

Q   W,

derfor:

Q – W  0

La oss betegne forskjellen  Q –  W for enhver elementær termodynamisk prosess gjennom dU:

dU   Q – W (jeg, 2)

eller for den endelige prosessen:

– (I, 2a)

Tilbake til den sirkulære prosessen får vi (fra ligning I, 1):

=
–
= 0 (I, 3)

Altså verdien dU er den totale differensialen til en funksjon av systemets tilstand. Når systemet går tilbake til sin opprinnelige tilstand (etter en syklisk endring), får verdien av denne funksjonen sin opprinnelige verdi.

SystemstatusfunksjonU , definert av likhetene (Jeg, 2) eller (Jeg, 2a), kallesindre energi systemer .

Åpenbart kan uttrykk (I, 2a) skrives som følger:

= U 2 – U 1 = ∆ U = – (I, 2b)

U 2 – U 1 = ∆U = Q – W

Dette resonnementet underbygger empirisk tilstedeværelsen av en viss funksjon av systemets tilstand, som har betydningen av det totale målet for alle bevegelser som systemet har.

Med andre ord inkluderer intern energi translasjons- og rotasjonsenergien til molekyler, vibrasjonsenergien til atomer og grupper av atomer i et molekyl, energien til elektronbevegelse, intranukleær og andre typer energi, dvs. totalen av alle energityper av partikler i et system med unntak av den potensielle og kinetiske energien til selve systemet.

La oss anta at den sykliske prosessen ble utført på en slik måte at etter at systemet gikk tilbake til sin opprinnelige tilstand, tok ikke den indre energien til systemet på startverdien, men økte. I dette tilfellet vil gjentakelse av sirkulære prosesser føre til akkumulering av energi i systemet. Det ville være mulig å transformere denne energien til arbeid og oppnå arbeid på denne måten, ikke på bekostning av varme, men "ut av ingenting", siden arbeid og varme i en sirkulær prosess er likeverdige med hverandre, som vist ved direkte eksperimenter.

Manglende evne til å utføre den spesifiserte byggesyklusen evighetsmaskin (perpetuum mobile) av den første typen,å gi arbeid uten å bruke en tilsvarende mengde av en annen type energi, har blitt bevist av det negative resultatet av tusenvis av år med menneskelig erfaring. Dette resultatet fører til den samme konklusjonen som vi oppnådde i en spesiell, men mer streng form, ved å analysere Joules eksperimenter.

La oss formulere resultatet som er oppnådd på nytt. Systemets totale energireserve (dets indre energi) som et resultat av en syklisk prosess går tilbake til sin opprinnelige verdi, dvs. den indre energien til et system i en gitt tilstand har én spesifikk verdi og er ikke avhengig av hvilke endringer systemet gjennomgikk. før den kom til denne tilstanden.

Med andre ord, den indre energien til systemet er en entydig, kontinuerlig og begrenset funksjon av systemets tilstand.

Endringen i systemets indre energi bestemmes av uttrykk (I, 2b); for en sirkulær prosess er uttrykk (I, 3) gyldig. Med en uendelig liten endring i noen egenskaper (parametre) til systemet, endres også den indre energien til systemet uendelig lite. Dette er en egenskap ved en kontinuerlig funksjon.

Innen termodynamikk er det ikke nødvendig å bruke en generell definisjon av begrepet indre energi. Formell kvantitativ bestemmelse gjennom uttrykk (I, 2) eller (I, 2a) er tilstrekkelig for alle videre termodynamiske resonnementer og konklusjoner.

Siden den indre energien til et system er en funksjon av dets tilstand, er, som allerede sagt, økningen i intern energi med uendelig små endringer i parametrene til systemets tilstander den totale differensialen til tilstandsfunksjonen. Å dele integralet i ligning (I, 3) i to integraler over deler av banen fra tilstanden 1 til punktet 2 (sti "a") (se fig. I) og tilbake - fra staten 2

Videregående kurs fysisk kjemi 6 eksamen Før mestring av disiplinen «Avansert kurs fysisk kjemi"må være... av fysisk kjemi. / Redigert av V.V. Budanova, N.K. Vorobyova. – L.: Kjemi, 1986. - 352 s. Praktisk arbeid med fysisk kjemi ...

Arbeidsprogram i faget: "Organisk og fysisk kjemi" for spesialitet 060601 Medisinsk biokjemi, graduate kvalifikasjonskode (65 spesialist) studieform (heltid)

Arbeidsprogram

Ved avdelingen I biblioteket 1 Økologisk og fysisk kjemi(organisk kjemi, del I). V.A. Startseva, L.E. Nikitina, N.P. ... Ved avdelingen I biblioteket 1 Økologisk og fysisk kjemi(organisk kjemi, del I). V.A. Startseva, L.E. Nikitina, N.P. ...

Prøve nr. 2 i fysikalsk kjemi

Dokument

Test nr. 2 på fysisk kjemi Alternativ 2 Hva er temperaturen... Test nr. 2 på fysisk kjemi Alternativ 3 List de fysiske og kjemiske mengdene... Test nr. 2 på fysisk kjemi Alternativ 12 Bestemmelseselektroder. ...

Metodehåndbok for laboratoriearbeid nr. 4 om kurs i fysisk kjemi for heltidsstudenter ved Fakultet for kjemisk teknologi og Fakultet for byggematerialvitenskap

Verktøysett

VERDIER AV LIKEVIGHETEN KONSTANT I Praksis på fysisk kjemi Det er ofte laboratoriearbeid om... s. 3. Petrov N.A., Cherepanov V.A. Ermishina Yu.A. Workshop på fysisk kjemi. Verktøysett. Ekaterinburg: publisering...

Opptaksprøveprogram for spesialitet 02.00.04 "fysisk kjemi"

Program

Likevekt // M.: Metallurgi.-1988.-560 s. Vi vil fysisk kjemi/ MEG OG. Gerasimov, V.P. Dreving, E.I. Ermin et al.: under... .- 1980.- 180 s. Gorshkov B.I., Kuznetsov I.A. / Grunnleggende fysisk kjemi. 2. utg. // M.: Moscow University Publishing House...

Klassifiseringen av vitenskaper er basert på klassifiseringen av bevegelsesformer for materie og deres relasjoner og forskjeller. Derfor, for å skissere grensene for fysisk kjemi med en rekke grener av fysikk og kjemi, bør man vurdere sammenhengen og forskjellen mellom de kjemiske og fysiske formene for bevegelse.

Den kjemiske formen for bevegelse, dvs. den kjemiske prosessen, er preget av en endring i antall og arrangement av atomer i molekylet av reagerende stoffer. Blant mange fysiske former for bevegelse (elektromagnetisk felt, bevegelse og transformasjoner av elementærpartikler, fysikk av atomkjerner, etc.) har en spesielt nær forbindelse med kjemiske prosesser intramolekylær form for bevegelse (vibrasjoner i et molekyl; dets elektroniske eksitasjon og ionisering). Den enkleste kjemiske prosessen - den elementære handlingen av termisk dissosiasjon av et molekyl - skjer med en økning i intensiteten (amplitude og energi) av vibrasjoner i molekylet, spesielt vibrasjoner av kjerner langs valensbindingen mellom dem. Å nå en kjent kritisk verdi av vibrasjonsenergi i retning av en viss binding i et molekyl fører til brudd på denne bindingen og dissosiasjon av molekylet i to deler.

Mer komplekse reaksjoner som involverer flere (vanligvis to) molekyler kan betraktes som kombinasjonen av to molekyler ved deres kollisjon i et skjørt og kortvarig kompleks (det såkalte aktive komplekset) og den raske ødeleggelsen av dette komplekset til nye molekyler, siden dette komplekset viser seg å være ustabilt under interne vibrasjoner gjennom visse forbindelser.

Dermed er en elementær kjemisk handling et spesielt, kritisk punkt i vibrasjonsbevegelsen til molekyler. Sistnevnte kan i seg selv ikke betraktes som en kjemisk bevegelse, men den er grunnlaget for primære kjemiske prosesser.

For kjemisk transformasjon av betydelige materiemasser, dvs. mange molekyler, er kollisjoner av molekyler og utveksling av energier mellom dem nødvendig (overføring av bevegelsesenergien til molekyler av reaksjonsprodukter til molekyler av utgangsstoffer gjennom kollisjoner). Dermed er den virkelige kjemiske prosessen nært knyttet til den andre fysisk form for bevegelse - kaotisk bevegelse av molekyler av makroskopiske legemer, som ofte kalles termisk bevegelse.

De gjensidige relasjonene mellom den kjemiske bevegelsesformen og to fysiske bevegelsesformer er skissert ovenfor kort og i de mest generelle termer. Det er åpenbart de samme forbindelsene mellom den kjemiske prosessen og strålingen fra bevegelsen av det elektromagnetiske feltet, med ionisering av atomer og molekyler (elektrokjemi), etc.

Stoffets struktur . Denne delen inkluderer strukturen til atomer, strukturen til molekyler og læren om aggregeringstilstander.

Studiet av strukturen til atomer har mer å gjøre med fysikk enn med fysisk kjemi. Denne doktrinen er grunnlaget for å studere strukturen til molekyler.

Studiet av strukturen til molekyler undersøker geometrien til molekyler, intramolekylære bevegelser og kreftene som binder atomene i et molekyl. I eksperimentelle studier av strukturen til molekyler er metoden for molekylær spektroskopi (inkludert radiospektroskopi) mest brukt; elektriske, radiografiske, magnetiske og andre metoder er også mye brukt.

Studiet av aggregeringstilstander undersøker interaksjonene mellom molekyler i gasser, væsker og krystaller, samt egenskapene til stoffer i ulike aggregeringstilstander. Denne vitenskapsgrenen, som er svært viktig for fysisk kjemi, kan betraktes som en del av fysikken (molekylær fysikk).

Hele delen om materiens struktur kan også betraktes som en del av fysikken.

Kjemisk termodynamikk . I denne delen, basert på lovene for generell termodynamikk, presenteres lovene for kjemisk likevekt og læren om faselikevekter, som vanligvis kalles faseregelen. En del av kjemisk termodynamikk er termokjemi, som omhandler de termiske effektene av kjemiske reaksjoner.

Studiet av løsninger tar sikte på å forklare og forutsi egenskapene til løsninger (homogene blandinger av flere stoffer) basert på egenskapene til stoffene som utgjør løsningen.

Løsningen på dette problemet krever konstruksjon av en generell teori om samspillet mellom forskjellige molekyler, dvs. løsningen på hovedproblemet med molekylær fysikk. For å utvikle den generelle teorien og spesielle generaliseringer, studeres molekylstrukturen til løsninger og deres ulike egenskaper avhengig av sammensetningen.

Læren om overflatefenomener . Ulike egenskaper til overflatelag av faste stoffer og væsker (grensesnitt mellom faser) studeres; et av hovedfenomenene som studeres i overflatelag er adsorpsjon(opphopning av stoffer i overflatelaget).

I systemer hvor grenseflatene mellom flytende, faste og gassformige faser er høyt utviklet (kolloide løsninger, emulsjoner, tåke, røyk), blir egenskapene til overflatelagene av primær betydning og bestemmer mange av de unike egenskapene til hele systemet som helhet. . Slik mikroheterogen systemer studeres kolloid kjemi, som er en stor uavhengig seksjon av fysisk kjemi og en selvstendig akademisk disiplin i kjemiske høyere utdanningsinstitusjoner.

Elektrokjemi. Samspillet mellom elektriske fenomener og kjemiske reaksjoner (elektrolyse, kjemiske kilder til elektrisk strøm, teori om elektrosyntese) studeres. Elektrokjemi inkluderer vanligvis studiet av egenskapene til elektrolyttløsninger, som like med rette kan tilskrives studiet av løsninger.

Kjemisk kinetikk og katalyse . Hastigheten av kjemiske reaksjoner studeres, reaksjonshastighetens avhengighet av ytre forhold (trykk, temperatur, elektrisk utladning, etc.), forholdet mellom reaksjonshastigheten og strukturen og energitilstandene til molekyler, innflytelsen på reaksjonshastigheten av stoffer som ikke deltar i den støkiometriske reaksjonsligningen (katalyse).

Fotokjemi. Samspillet mellom stråling og stoffer involvert i kjemiske transformasjoner studeres (reaksjoner som skjer under påvirkning av stråling, for eksempel fotografiske prosesser og fotosyntese, luminescens). Fotokjemi er nært knyttet til kjemisk kinetikk og studiet av strukturen til molekyler.

Listen ovenfor over hoveddelene av fysisk kjemi dekker ikke noen nylig oppståtte områder og mindre deler av denne vitenskapen, som kan betraktes som deler av større deler eller som uavhengige deler av fysisk kjemi. Dette er for eksempel strålingskjemi, fysikalsk kjemi av høymolekylære stoffer, magnetokjemi, gasselektrokjemi og andre grener av fysisk kjemi. Viktigheten av noen av dem vokser for tiden raskt.

Metoder for fysisk og kjemisk forskning

De grunnleggende metodene for fysisk kjemi er naturligvis metodene for fysikk og kjemi. Dette er først og fremst en eksperimentell metode - studiet av avhengigheten av egenskapene til stoffer av ytre forhold og den eksperimentelle studien av lovene for forekomsten av kjemiske reaksjoner over tid og lovene for kjemisk likevekt.

Teoretisk forståelse av eksperimentelt materiale og skapelsen av et sammenhengende system for kunnskap om stoffers egenskaper og lovene for kjemiske reaksjoner er basert på følgende metoder for teoretisk fysikk.

Kvantemekanisk metode (spesielt metoden for bølgemekanikk), som ligger til grunn for læren om strukturen og egenskapene til individuelle atomer og molekyler og deres interaksjon med hverandre. Fakta knyttet til egenskapene til individuelle molekyler oppnås hovedsakelig ved eksperimentelle optiske metoder.

Metode for statistisk fysikk , som gjør det mulig å beregne egenskapene til et stoff; bestående av mange molekyler ("makroskopiske" egenskaper), basert på informasjon om egenskapene til individuelle molekyler.

Termodynamisk metode , som gjør det mulig å kvantitativt relatere ulike egenskaper til et stoff ("makroskopiske" egenskaper) og beregne noen av disse egenskapene basert på eksperimentelle verdier til andre egenskaper.

Moderne fysisk og kjemisk forskning på ethvert spesifikt felt er preget av bruken av en rekke eksperimentelle og teoretiske metoder for å studere ulike egenskaper til stoffer og belyse deres forhold til strukturen til molekyler. Hele settet med data og de ovennevnte teoretiske metodene brukes for å oppnå hovedmålet - å klargjøre avhengigheten av retningen, hastigheten og grensene for kjemiske transformasjoner på ytre forhold og på strukturen til molekylene som deltar i kjemiske reaksjoner.

En vitenskap som forklarer kjemiske fenomener og etablerer deres mønstre basert på fysikkens generelle prinsipper. Navnet på vitenskapen Fysisk kjemi ble introdusert av M. V. Lomonosov, som for første gang (1752 1753) formulerte faget og oppgavene og etablerte en... ... Stor encyklopedisk ordbok

FYSISK KJEMI- FYSISK KJEMI, «en vitenskap som forklarer, på grunnlag av bestemmelser og eksperimenter, den fysiske årsaken til det som skjer gjennom kjemi. operasjoner i komplekse organer." Denne definisjonen ble gitt til den av den første fysiske kjemikeren M.V. Lomonosov på et kurs som leste ... Great Medical Encyclopedia

FYSISK KJEMI, vitenskapen som studerer de fysiske endringene forbundet med KJEMISKE REAKSJONER, samt forholdet mellom fysiske egenskaper og kjemisk sammensetning. Hovedgrenene av fysisk kjemi THERMODYNAMICS, som omhandler endringer i energi i ... ... Vitenskapelig og teknisk encyklopedisk ordbok

Fysisk kjemi- - en gren av kjemien der de kjemiske egenskapene til stoffer studeres basert på de fysiske egenskapene til deres inngående atomer og molekyler. Moderne fysisk kjemi er et bredt tverrfaglig felt som grenser til ulike grener av fysikk... Leksikon med begreper, definisjoner og forklaringer av byggematerialer

FYSISK KJEMI, forklarer kjemiske fenomener og etablerer deres mønstre basert på fysikkens generelle prinsipper. Inkluderer kjemisk termodynamikk, kjemisk kinetikk, studiet av katalyse, etc. Begrepet fysisk kjemi ble introdusert av M.V. Lomonosov i 1753... Moderne leksikon

Fysisk kjemi- FYSISK KJEMI, forklarer kjemiske fenomener og etablerer deres mønstre basert på fysikkens generelle prinsipper. Inkluderer kjemisk termodynamikk, kjemisk kinetikk, studiet av katalyse, etc. Begrepet "fysisk kjemi" ble introdusert av M.V. Lomonosov i... ... Illustrert encyklopedisk ordbok

FYSISK KJEMI- seksjon kjemi vitenskap, studerer kjemi. fenomener basert på prinsippene om fysikk (se (1)) og fysisk. eksperimentelle metoder. F. x. (som kjemi) inkluderer studiet av materiens struktur, kjemi. termodynamikk og kjemi kinetikk, elektrokjemi og kolloidkjemi, undervisning... ... Big Polytechnic Encyclopedia

Substantiv, antall synonymer: 1 fysisk kjemi (1) Synonymordbok ASIS. V.N. Trishin. 2013… Synonymordbok

fysisk kjemi- — EN fysisk kjemi En vitenskap som omhandler effekten av fysiske fenomener på kjemiske egenskaper. (Kilde: LEE) … … Teknisk oversetterveiledning

fysisk kjemi- er en vitenskap som forklarer kjemiske fenomener og etablerer deres mønstre på grunnlag av fysiske prinsipper. Ordbok for analytisk kjemi... Kjemiske termer

Bøker

• Fysisk kjemi, A.V. Artemov. Læreboken ble laget i samsvar med Federal State Education Standard i områder med bacheloropplæring som inkluderer å studere disiplinen "Fysisk kjemi"....
• Fysisk kjemi, Yu Ya Kharitonov. Læreboken skisserer det grunnleggende om fysisk kjemi i henhold til omtrentlig program for faget "Fysisk og kolloidal kjemi" for spesialitet 060301 "Apotek". Publikasjonen er ment...

FYSISK KJEMI - en gren av kjemi viet til studiet av forholdet mellom kjemiske og fysiske fenomener i naturen. Bestemmelser og metoder for F. x. er viktige for medisin og biomedisinske vitenskaper, fysikkmetoder. brukes til å studere livsprosesser både normalt og i patologi.

Hovedemnene for Ph. x. er strukturen til atomer (se bind A) og molekyler (se Molekyl), kjemikaliers natur. forbindelser, kjemi likevekt (se Kjemisk likevekt) og kinetikk (se Kjemisk kinetikk, Kinetikk av biologiske prosesser), katalyse (se), teori om gasser (se), væsker og løsninger (se), struktur og kjemi. egenskaper til krystaller (se) og polymerer (se Høymolekylære forbindelser), termodynamikk (se) og termiske effekter av kjemi. reaksjoner (se Termokjemi), overflatefenomener (se Vaskemidler, Overflatespenning, Fukting), egenskaper ved elektrolyttløsninger (se), elektrodeprosesser (se Elektroder) og elektromotoriske krefter, korrosjon av metaller, fotokjemisk. og strålingsprosesser (se Fotokjemiske reaksjoner, Elektromagnetisk stråling). De fleste teorier om F. x. er basert på lovene for statikk, kvante (bølge) mekanikk og termodynamikk. Når du studerer problemene i F. x. Ulike kombinasjoner av eksperimentelle metoder for fysikk og kjemi, såkalte, er mye brukt. Phys.-Chem. analysemetoder, hvor det grunnleggende ble utviklet i 1900-1915.

Til de vanligste fysiske og kjemiske metodene i andre halvdel av det 20. århundre. inkluderer elektronparamagnetisk resonans (se), kjernemagnetisk resonans (se), massespektrometri (se), bruken av Mössbauer-effekten (kjernefysisk gammaresonans), radiospektroskopi (se spektroskopi), spektrofotometri (se) og fluorimetri (se), Røntgendiffraksjonsanalyse (se), elektronmikroskopi (se), sentrifugering (se), gass- og væskekromatografi (se), elektroforese (se), isoelektrisk fokusering (se), polarografi (se), potensiometri (se Potensiometrisk titrering) , konduktometri (se), osmometri (se osmotisk trykk), ebulliometri (se), etc.

Begrepet "fysisk kjemi" dukket først opp i tyskens verk. alkymisten Kuhnrath (H. Kuhnrath, 1599), men i lang tid samsvarte ikke meningen med dette begrepet med dets sanne betydning. Problemene med fysisk kjemi, nær deres moderne forståelse, ble først formulert av M. V. Lomonosov i kurset "Introduksjon til sann fysisk kjemi", som han leste i 1752 for studenter ved St. Petersburgs vitenskapsakademi: fysisk kjemi, iht. M. V. Lomonosov, det er en vitenskap som forklarer, på grunnlag av fysikkens prinsipper og eksperimenter, hva som skjer i blandede kropper under kjemiske reaksjoner. reaksjoner. Systematisk undervisning i fysikk. ble startet i 1860 ved Kharkov-universitetet av N. N. Beketov, som var den første som organiserte en fysisk-kjemisk avdeling ved den naturvitenskapelige avdelingen ved dette universitetet. Etter Kharkov University, undervisning i fysikk. ble introdusert i Kazan (1874), Yuryevsky (1880) og Moskva (1886) høye pelsstøvler. Siden 1869 begynte tidsskriftet til Russian Physico-Chemical Society å bli publisert. I utlandet ble Institutt for fysisk kjemi først etablert i Leipzig i 1887.

Dannelse av F. x. som en uavhengig vitenskapelig disiplin er assosiert med atom-molekylær vitenskap, dvs. først og fremst med oppdagelsen i 1748-1756. M.V. Lomonosov og i 1770-1774. A. Lavoisiers lov om bevaring av masse av stoffer i kjemi. reaksjoner. Verkene til Richter (J. B. Richter, 1791 - 1802), som oppdaget loven om aksjer (ekvivalenter), Proust (J. L. Proust, 1808), som oppdaget loven om komposisjonens konstanthet, og andre bidro til opprettelsen i 1802-1810 . J. Daltons atomteori og oppdagelsen av loven om multiple forhold, som etablerer lovene for kjemisk dannelse. forbindelser. I 1811 introduserte A. Avogadro konseptet "molekyl", og koblet atomteorien om materiens struktur med lovene til ideelle gasser. Den logiske konklusjonen av dannelsen av atomistiske syn på materiens natur var oppdagelsen av D. I. Mendeleev i 1869 av den periodiske kjemiloven. grunnstoffer (se periodisk system for kjemiske grunnstoffer).

Den moderne forståelsen av strukturen til atomet utviklet seg i begynnelsen

Det 20. århundre De viktigste milepælene på denne veien er den eksperimentelle oppdagelsen av elektronet og etableringen av dets ladning, etableringen av kvanteteori (se) av Planck (M. Plank) i 1900, arbeidet til Bohr (N. Bohr, 1913) , som antok eksistensen av et elektronskall i atomet og som skapte hans planetmodell, og andre studier som fungerte som bekreftelse av kvanteteorien om atomstruktur. Det siste stadiet i dannelsen av moderne ideer om strukturen til atomet var utviklingen av kvante (bølge) mekanikk, ved hjelp av kuttemetoder var det senere mulig å forklare kjemiens natur og retning. forbindelser, teoretisk beregne fysisk-kjemiske. konstanter for de enkleste molekylene, utvikle teorien om intermolekylære krefter, etc.

Den første utviklingen av kjemikalier. termodynamikk, som studerer lovene for gjensidige transformasjoner av ulike former for energi i likevektssystemer, er assosiert med forskningen til S. Carnot i 1824. Videre arbeid av R. Mayer, J. Joule og G. Helmholtz førte til oppdagelsen av vernelov energi - såkalt. den første loven, eller termodynamikkens første lov. Introduksjonen av R. Clausius i 1865 av begrepet "entropi" som et mål på fri energi førte til utviklingen av termodynamikkens andre lov. Den tredje grunnleggende loven for termodynamikk ble avledet fra Nernsts termiske teorem om asymptotisk konvergens av fri energi og varmeinnhold i et system; i 1907 kompilerte A. Einstein ligningen for varmekapasiteten til enkle harmoniske oscillatorer, og i

1911 Planck konkluderte: entropien til rene stoffer ved absolutt null er null.

Begynnelsen på den uavhengige eksistensen av termokjemi - vitenskapen om termiske effekter av kjemi. reaksjoner, ble grunnlagt av verkene til G.I. Hess, som etablerte i 1840 loven om konstanthet av varmemengder. Arbeidene til R. E. M. Berthelot var av stor betydning for utviklingen av termokjemi, som utviklet kalorimetriske analysemetoder (se Kalorimetri) og oppdaget prinsippet om maksimalt arbeid. I 1859 formulerte H. Kirchhoff en lov som forbinder den termiske effekten av en reaksjon med varmekapasiteten til de reagerende stoffene og reaksjonsproduktene. I 1909-

1912 Nernst (W. H. Nernst), Einstein og Debye (P. Debye) utviklet teorien om kvantevarmekapasitet.

Utviklingen av elektrokjemi, som omhandler studiet av sammenhengen mellom kjemiske og elektriske fenomener og studiet av effekten av elektrisk strøm på ulike stoffer i løsninger, er knyttet til opprettelsen av Volta (A. Volta) i 1792-1794. galvanisk celle. I 1800 dukket de første verkene om dekomponering av vann av V. Nicolson og Carlyle opp, og i 1803-1807. arbeider av I. Berzelius og W. Hisinger om elektrolyse (se) løsninger av salter. I 1833-1834. Faraday (M. Faraday) formulerte de grunnleggende lovene for elektrolyse som relaterer utbyttet av elektrokjemikalier. reaksjoner med mengden elektrisitet og kjemikalier. stoffekvivalenter. I 1853-1859. Hittorf (J. W. Hittorf) etablerte forholdet mellom elektrokjemisk. virkning og mobilitet av ioner, og i 1879 oppdaget F. W. Kohlrausch loven om uavhengig bevegelse av ioner (se) og etablerte en forbindelse mellom ekvivalent elektrisk ledningsevne og mobiliteten til kationer og anioner. I 1875 - 1878 Gibbs (J. VV. Gibbs) og i 1882 utviklet G. Helmholtz en matematisk modell som forbinder den elektromotoriske kraften til en galvanisk celle med den indre energien til et kjemikalie. reaksjoner. I 1879 skapte G. Helmholtz læren om det elektriske dobbeltlaget. I 1930-1932 Volmer (M. Vol-mer) og A. N. Frumkin foreslo en kvantitativ teori om elektrodeprosesser.

Studiet av løsninger begynte med arbeidet til J. H. Hassenfratz (1798) og J. Gay-Lussac (1819) om løseligheten til salter. I 1881 -1884. D. P. Konovalov la det vitenskapelige grunnlaget for teori og praksis for destillasjon av løsninger, og i 1882 oppdaget F. M. Raoult loven om å senke frysepunktet for løsninger (se Kryometri ). De første kvantitative målingene av osmotisk trykk (se) ble gjort i 1877 av W. F. Ph. Pfeffer, og i 1887 skapte J. Van't Hoff den termodynamiske teorien om fortynnede løsninger og utledet en ligning som relaterer osmotisk trykk til konsentrasjonen p-ra, dens volum og absolutt temperatur. S. Arrhenius formulerte i 1887 teorien om elektrolytisk dissosiasjon og ionisering av salter i løsninger (se Elektrolytter), og Nernst i 1888 - den osmotiske teorien. Ostwald (W. Ostwald) oppdaget mønstre som forbinder graden av dissosiasjon av elektrolytten med dens konsentrasjon. I 1911 skapte Donnan (F. G. Don-pap) teorien om fordelingen av elektrolytter på begge sider av en semipermeabel membran (se Membranequilibrium), som fant bred anvendelse i biofysisk kjemi (se) og kolloidkjemi (se). I 1923 utviklet Debye og E. Huckel en statistisk teori om sterke elektrolytter.

Utvikling av læren om kjemisk kinetikk. reaksjoner, likevekt og katalyse begynte med arbeidet til L. Wilhelmy, som skapte den første kvantitative teorien om kjemi i 1850. reaksjoner, og Williamson (A.W. Williamson), som presenterte likevekt som en tilstand av likhet mellom ratene for forover- og bakoverreaksjoner. Konseptet "katalyse" ble introdusert i fysisk kjemi av I. Berzelius i

1835 Grunnleggende læreprinsipper

om kjemi. likevekt ble formulert i verkene til Berthollet (C.L. Beg-thollet). Begynnelsen på den dynamiske teorien om likevekt ble lagt av verkene til Williamson og Clausius, prinsippet om bevegelig likevekt ble utviklet av J. Ant-Goff, Gibbs og H. Le Chatelier. Berthelot og L. Pean-saint-Gilles etablerte en sammenheng mellom reaksjonshastigheten og likevektstilstanden. Grunnleggende kjemilov. kinetikk om proporsjonaliteten av reaksjonshastigheten til produktet av de aktive massene (dvs. konsentrasjoner) av de reagerende stoffene - loven om massevirkning - ble formulert i 1864-1867. Guldberg (S. M. Guldberg) og Waa-ge (P. Waage). I 1893-1897 A. N. Bach og K. Engler skapte peroksidteorien om langsom oksidasjon (se Peroxides), i 1899-1904. Abegg og H. Bodlander utviklet ideen om valens som et atoms evne til å akseptere eller gi fra seg elektroner i 1913-1914. L.V. Pisarzhevsky og SV Dain utviklet den elektroniske teorien om redoksreaksjoner (se). I 1903-1905 N. A. Shilov foreslo teorien om konjugerte reaksjoner, og i 1913 oppdaget Bodenstein (M. Bodenstein) kjedereaksjoner (se), hvis teoretiske grunnlag ble utviklet i 1926 -1932. N. N. Semenov og S. N. Hinsheiwood.

Fenomenet radioaktivt forfall av atomer (radioaktivitet) ble oppdaget i 1896 av A. Becquerel. Siden den gang har mye oppmerksomhet blitt rettet mot studiet av radioaktivitet (se), og betydelige fremskritt er oppnådd på dette området, som starter med kunstig spaltning av atomer og slutter med utviklingen innen kontrollert termonukleær fusjon. Blant problemene til F. x. det er nødvendig å fremheve studiet av innflytelsen på molekyler av gammastråling (se), strømmen av høyenergipartikler (se Alfastråling, Yassic-stråling, nøytronstråling, Roton-stråling), laserstråling (se Laser), også som studiet av reaksjoner i elektriske utladninger og lavtemperaturplasma (plasmakjemi). Phys.-Chem. utvikler seg vellykket. mekanikk, som studerer påvirkningen av overflatefenomener på egenskapene til faste stoffer.

En av delene av fotokjemi er fotokjemi (se), som studerer reaksjonene som oppstår når et stoff absorberer lysenergi fra en ekstern strålingskilde.

I F. x. Det er ingen slik seksjon som ikke ville være viktig for medico-biol. disipliner og til syvende og sist for praktisk medisin (se Biofysisk kjemi). Phys.-Chem. metoder gjør det mulig å studere levende celler og vev in vivo uten å utsette dem for ødeleggelse. Fysikk og kjemi er ikke mindre viktig for medisinen. teorier og ideer. Dermed viste læren om de osmotiske egenskapene til løsninger seg å være ekstremt viktig for å forstå vannmetabolisme (se Vann-saltmetabolisme) hos mennesker under normale forhold og i patologi. Opprettelsen av teorien om elektrolytisk dissosiasjon påvirket i betydelig grad ideen om bioelektriske fenomener (se) og la grunnlaget for den ioniske teorien om eksitasjon (se) og inhibering (se). Teorien om syrer og baser (q.v.) gjorde det mulig å forklare konstansen til det indre miljøet i kroppen og fungerte som grunnlag for studiet av syre-base-balansen (q.v.). For å forstå energien til livsprosesser (for eksempel funksjonen til ATP), er studier utført ved hjelp av kjemiske metoder mye brukt. termodynamikk. Utvikling av fysisk-kjemisk ideer om overflateprosesser (overflatespenning, fukting, etc.) er avgjørende for å forstå reaksjonene av cellulær immunitet (se), spredning av celler på ikke-cellulære overflater, adhesjon, etc. Teori og kjemimetoder. kinetikk er grunnlaget for å studere kinetikken til biologiske, først og fremst enzymatiske, prosesser. En viktig rolle i å forstå essensen av biol. prosesser spilles av studiet av bioluminescens, kjemiluminescens (se Biokjemiluminescens), bruken av luminescerende antistoffer (se Immunofluorescens), fluorokromer (se), etc. for å studere egenskapene til vev og subcellulær lokalisering av proteiner, nukleinsyrer, etc. Fysisk .-chem. metoder for å bestemme intensiteten av basal metabolisme (se) er ekstremt viktige for å diagnostisere mange sykdommer, inkludert endokrine.

Det bør bemerkes at studiet av fysisk og kjemisk. egenskaper til biol. systemer og prosesser som forekommer i en levende organisme, gjør det mulig å se dypere inn i essensen og identifisere spesifikasjonene til levende materie og disse fenomenene.

De viktigste forskningssentrene innen fysisk kjemi i USSR er forskningsinstituttene til USSR Academy of Sciences, dets grener og avdelinger, Academy of Sciences of the Union Republics: Physico-Chemical Institute oppkalt etter. L. Ya. Karpova, Institutt for fysisk kjemi, Institutt for kjemisk fysikk, Institutt for nye kjemiske problemer, Institutt for organisk og fysisk kjemi oppkalt etter. A. E. Arbuzova, Institute of Catalysis, Institute of Chemical Kinetics and Combustion, Institute of Physical Chemistry ved Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, etc., samt de tilsvarende avdelingene i høye pelsstøvler.

Hovedpublikasjonene som systematisk publiserer artikler om fysisk kjemi er: Journal of Physical Chemistry, Kinetics and Catalysis, Journal of Structural Chemistry, Radiochemistry og Electrochemistry. I utlandet, artikler om Ph. x. publisert i "Zeitschrift fiir physi-kalische Chemie", "Journal of Physical Chemistry", "Journal de chimie physique et de physico-chimie bio-logique".

Bibliografi: Babko A.K. et al.

Fysisk-kjemiske analysemetoder, M., 1968; Kireev V. A. Kurs i fysisk kjemi, M., 1975; Melvin-Hughes

E. A. Fysisk kjemi, trans. fra engelsk, bind 1 - 2, M., 1962; Nikolaev L. A. Fysisk kjemi, M., 1972; Utvikling

fysisk kjemi i USSR, red. Ya. I. Gerasimova, M., 1967; Solo

Viev Yu. I. Essays on the history of fysikalsk kjemi, M., 1964; Fysisk

kjemi, Moderne problemer, red. Ya. M. Kolotyrkina, M., 1980.

Tidsskrifter - Journal of Structural Chemistry, M., siden 1960; Journal of Physical Chemistry, M., siden 1930; Kinetikk og katalyse, M., siden 1960; Radiochemistry, M.-L., siden 1959; Electrochemistry, M., siden 1965; Journal de chimie physique et de physico-chimie biologique, P., siden 1903; Journal of Physical Chemistry, Baltimore, siden 1896; Zeitschrift fiir physikalische Chemie, Lpz., siden 1887.

3. utgave, rev. - M.: Videregående skole, 2001 - 512 s., 319 s.

Læreboken er satt sammen i henhold til programmet for fysisk kjemi.

Den første boken beskriver i detalj følgende deler av kurset: kvantemekaniske grunnlag for teorien om kjemiske bindinger, strukturen til atomer og molekyler, spektrale metoder for å studere molekylær struktur, fenomenologisk og statistisk termodynamikk, termodynamikk av løsninger og faselikevekter.

I andre del av delen av fysikalsk kjemikurset presenteres elektrokjemi, kjemisk kinetikk og katalyse med utgangspunkt i begrepene utviklet i første del av boken – materiens struktur og statistisk termodynamikk. Avsnittet "Katalyse" gjenspeiler kinetikken til heterogene prosesser og diffusjonsprosesser, termodynamikken til adsorpsjon og spørsmål om reaktivitet.

For universitetsstudenter som studerer kjemiske og teknologiske spesialiteter.

Bok 1.

Format: djvu

Størrelse: 11,2 MB

Nedlasting: drive.google

Bok 2.

Format: djvu

Størrelse: 7 MB

Nedlasting: drive.google

INNHOLD Bok 1.
Forord. 3
Innledning 6
Seksjon én. Kvantemekanisk underbyggelse av teorien om molekylstruktur og kjemisk binding
Kapittel 1. Atomstruktur 9
§ 1.1. Kvantemekaniske egenskaper ved mikropartikler 9
§ 1.2. Hydrogenlignende atom 11
§ 1.3. Atomorbitaler av hydrogenlignende atom 14
§ 1.4. Elektronspinn 21
§ 1.5. Multielektronatomer 23
§ 1.6. Pauli-prinsippet 26
§ 1.7. Elektroniske konfigurasjoner av atomer 28
Kapittel 2. Molekyler. Teoretiske metoder brukt for å studere strukturen til molekyler og kjemiske bindinger 34
§ 2.1. Molekyl. Potensiell overflate. Likevektskonfigurasjon 34
§ 2.2. Teorien om kjemisk binding og dens oppgaver. Schrödinger-ligningen for molekyler 39
§ 2.3. Variasjonsmetode for å løse Schrödinger-ligningen 42
§ 2.4. To hovedmetoder for teorien om molekylær struktur. Valensbindingsmetode og molekylær orbitalmetode 44
§ 2.5. Grunnleggende ideer om den molekylære orbitalmetoden 49
§ 2.6. Omtrentlig beskrivelse av den molekylære orbitalen i MO-metoden LCAO 50
§ 2.7. Molecule Shch i MO LCAO-metoden. Beregning av energi og bølgefunksjon ved bruk av variasjonsmetoden 53
§ 2.8. Molekyl H i ​​MO LCAO-metoden. Kovalent binding 58
Kapittel 3. Diatomiske molekyler i MO LCAO-metoden 62
§ 3.1. Molekylære orbitaler av homonukleære diatomiske molekyler 62
§ 3.2. Elektroniske konfigurasjoner og egenskaper til homonukleære molekyler dannet av atomer av elementer fra den første og andre perioden 65
§ 3.3. Heteronukleære diatomiske molekyler 73
§ 3.4. Polar tilkobling. Elektrisk dipolmoment til et molekyl 78
§ 3.5. Kovalent bindingsmetning 81
§ 3.6. Donor-akseptor-binding 82
§ 3.7. Ionebinding. Grad av polaritet for en kjemisk binding 84
Kapittel 4. Polyatomiske molekyler i MO-metoden 88
§ 4.1. Molekylære orbitaler i polyatomiske molekyler. Symmetri av orbitaler. Delokaliserte og lokaliserte orbitaler. Molekyl HgO 88
§ 4.2. Beskrivelse av metanmolekylet. Delokaliserte og lokaliserte MO-er. Orbital hybridisering 95
§ 4.3. Om å forutsi likevektskonfigurasjoner av molekyler 99
§ 4.4. Ikke-stive molekyler 101
§ 4.5. Molekyler med flere bindinger i MO-metoden LCAO 104
§ 4.6. Hückel-metode 108
§ 4.7. Beskrivelse av aromatiske systemer i MOX 110-metoden
§ 4.8. Kjemisk binding i koordinasjonsforbindelser. Ligandfeltteori 117
§ 4.9. Ionebinding i krystall 126
Kapittel 5. Intermolekylær interaksjon 129
§ 5.1. Van der Waals styrker. Andre typer uspesifikke interaksjoner 129
§ 5.2. Hydrogenbinding 136
Seksjon to. Spektralmetoder for å studere struktur og energitilstander til molekyler
Kapittel 6. Generell informasjon om molekylspektre. Elementer i teorien om molekylære spektre 141
§ 6.1. Intramolekylær bevegelse og elektromagnetisk spektrum. 141
§ 6.2. Molekylær emisjon, absorpsjon og Raman-spektra. EPR og NMR spektra 145
§ 6.3. Rotasjonsspektrum for et diatomisk molekyl (hard rotatortilnærming) 150
§ 6.4. Rotasjonsvibrasjonsspekter av et diatomisk molekyl. Harmonisk oscillator tilnærming 156
§ 6.5. Molekylet er en anharmonisk oscillator. Struktur av vibrasjonsspekteret 162
§ 6.6. Elektroniske spektre. Bestemmelse av dissosiasjonsenergien til diatomiske molekyler 169
§ 6.7. Rotasjonsspektra og strenge polyatomiske molekyler.... 171
§ 6.8. Vibrasjoner, spektrum og struktur av polyatomiske molekyler 175
§ 6.9. Bruke vibrasjonsspektra for å bestemme strukturen til molekyler 180
§ 6.10. Påvirkning av intermolekylær interaksjon av mediet og aggregeringstilstand på vibrasjonsspekteret 183
Del tre. Kjemisk termodynamikk
Kapittel 7. Generelle begreper. Termodynamikkens første lov og dens anvendelse 186
§ 7.1. Fag og oppgaver innen kjemisk termodynamikk 186
§ 7.2. Grunnleggende begreper og definisjoner av kjemisk termodynamikk 188
§ 7.3. Termodynamikkens første lov. Ikke-sirkulære prosesser 199
§ 7.4. Varmekapasitet 202
§ 7.5. Effekt av temperatur på varmekapasitet. Temperaturserie.. 208
§ 7.6. Kvanteteori om varmekapasiteten til krystallinsk materiale 211
§ 7.7. Kvantestatistisk teori om varmekapasiteten til et gassformig stoff 215
§ 7.8. Termiske effekter. Hess lov 217
§ 7.9. Anvendelse av Hess lov for beregning av termiske effekter 220
§ 7.10. Avhengighet av den termiske effekten på temperaturen. Kirchhoff ligning 227
Kapittel 8. Termodynamikkens andre lov og dens anvendelse 235
§ 8.1. Spontane og ikke-spontane prosesser. Termodynamikkens andre lov 235
§ 8.2. Entropi 236
§ 8.3. Entropi-endring i ikke-statiske prosesser 239
§ 8.4. Endring i entropi som et kriterium for retning og likevekt i et isolert "system 240"
§ 8.5. Karakteristiske funksjoner. Termodynamiske potensialer 241
§ 8.6. Kriterier for muligheten for en spontan prosess og likevekt i lukkede systemer 249
§ 8.7. Entropi-endring i noen prosesser 251
§ 8.8. Gibbs energi av en blanding av ideelle gasser. Kjemisk potensial 261
§ 8.9. Generelle forhold for kjemisk likevekt 265
§ 8.10. Lov om masseaksjon. Likevektskonstant for gassfasereaksjoner 266
§ 8.11. Reaksjon isoterm ligning 271
§ 8.12. Bruke massevirkningsloven for å beregne sammensetningen av en likevektsblanding 273
§ 8.13. Temperaturens påvirkning på kjemisk likevekt. Reaksjonsisobarligning 282
§ 8.14. Integral form for avhengigheten av endringen i Gibbs-energien og likevektskonstanten på temperatur 284
§ 8.15. Kjemisk likevekt i heterogene systemer 286
Kapittel 9. Termodynamikkens tredje lov og beregning av kjemisk likevekt 289
§ 9.1. Nernsts termiske teorem. Termodynamikkens tredje lov 289
§ 9.2. Beregning av endringer i standard Gibbs energi- og likevektskonstanten ved bruk av Temkin-Shvartsman-metoden 294
§ 9.3. Beregning av endringen i standard Gibbs energi og likevektskonstant ved bruk av reduserte Gibbs energifunksjoner 297
§ 9.4. Adiabatiske reaksjoner 299
Kapittel 10. Kjemisk likevekt i virkelige systemer 303
§ 10.1. Fugacity og fugacity koeffisient for gasser 303
§ 10.2. Beregning av kjemisk likevekt i et ekte gasssystem ved høye trykk 312
§ 10.3. Beregning av kjemisk likevekt i systemer der flere reaksjoner skjer samtidig 314
Kapittel 11. Introduksjon til statistisk termodynamikk 320
§ 11.1. Statistisk fysikk og statistisk termodynamikk. Makroskopisk og mikroskopisk beskrivelse av tilstanden til systemet 320
§ 11.2. Mikroskopisk beskrivelse av tilstanden ved metoden for klassisk mekanikk 323
§ 11.3. Mikroskopisk beskrivelse av en tilstand ved metoden kvantemekanikk. Kvantestatistikk 324
§ 11.4. To typer gjennomsnitt (mikrokanoniske og kanoniske gjennomsnitt) 325
§ 11.5. Sammenheng mellom entropi og statistisk vekt. Den statistiske naturen til termodynamikkens andre lov 326
§ 11.6. Systemet er i termostaten. Kanonisk Gibbs-distribusjon. 330
§ 11.7. Summen av systemtilstander og dets sammenheng med energi. Helmholtz 335
§ 11.8. Sum over partikkeltilstander 337
§ 11.9. Uttrykk av termodynamiske funksjoner gjennom summen over tilstandene til systemet 340
§ 11.10. Sum over tilstandene til et system av endimensjonale harmoniske oscillatorer. Termodynamiske egenskaper til et monoatomisk fast stoff i henhold til Einsteins teori 343
§ 11.11. Quantum Boltzmann-statistikk. Maxwells lov om molekylhastighetsfordeling 346
§ 11.12. Statistikk over Fermi - Dirac og Bose - Einstein 352
§ 11.13 Generelle formler for beregning av termodynamiske funksjoner fra molekylære data 353
§ 11.14 Beregning av termodynamiske funksjoner til en ideell gass under forutsetning av stiv rotasjon og harmoniske vibrasjoner av molekyler 357
Seksjon fire. Løsninger
Kapittel 12. Generelle kjennetegn ved løsninger 365
§ 12.1. Klassifisering av løsninger 365
§ 12.2. Konsentrasjon av løsninger 367
5 12.3. Spesifikt av løsninger. Rollen til intermolekylære og kjemiske interaksjoner, begrepet solvasjon 368
§ 12.4. Hovedretninger i utviklingen av løsningsteori 372
§ 12.5. Termodynamiske forhold for dannelse av løsninger 374
§ 12.6. Delvise molare mengder 375
§ 12.7. Grunnleggende metoder for å bestemme partielle molare mengder 379
§ 12.8. Partielle og relative partielle molare entalpier 381
§ 12.9. Oppløsnings- og fortynningsvarme 382
§ 12.10 Termodynamiske egenskaper ved ideelle væskeløsninger 386
§ 12.11.3 Raoults lov 390
§ 12.12. Kokepunktet for en ideell løsning er 392
§ 12.13. Frysepunkt for en ideell løsning 395
§ 12.14.0 smotisk trykk av en ideell løsning 397
§ 12.15.Ikke-ideelle løsninger 400
§ 12.16. Ekstremt fortynnede, vanlige og atermiske løsninger 402
§ 12.17. Aktivitet. Aktivitetskoeffisient. Standard status 404
§ 12.18.0 smotisk koeffisient 407
§ 12.19 Metoder for fastsettelse av aktiviteter 409
§ 12.20 Forholdet mellom aktivitetskoeffisienten og aktiviteten med løsningens termodynamiske egenskaper og overskytende termodynamiske funksjoner 412
Seksjon fem. Faselikevekter
Kapittel 13. Termodynamisk teori om faselikevekter 415
§ 13.1. Grunnleggende konsepter 415
§ 13.2. Betingelser for faselikevekt 418
§ 13.3. Gibbs faseregel 419
Kapittel 14. Enkomponentsystemer 421
§ 14.1. Anvendelse av Gibbs-faseregelen på enkeltkomponentsystemer 421
§ 14.2. Faseoverganger av første og andre orden 422
§ 14.3. Clapeyron-Clausius ligning 425
§ 14.4. Mettet damptrykk 423
§ 14.5. Tilstandsdiagrammer over enkomponentsystemer 429
§ 14.6. Karbondioksidfasediagram 431
§ 14.7. Vannfasediagram 432
§ 14.8. Svovelfasediagram 433
§ 14.9. Enantiotrope og monotrope faseoverganger 435
Kapittel 15. Tokomponentsystemer 436
§ 15.1. Metode for fysisk og kjemisk analyse 436
§ 15.2. Anvendelse av Gibbs-faseregelen på tokomponentsystemer 437
§ 15.3. Likevektsgass - flytende løsning i tokomponentsystemer 438
§ 15.4. Væske-væske likevekt i tokomponentsystemer 442
§ 15.5. Damplikevekt - flytende løsning i tokomponentsystemer 444
§ 15.6. Fysisk-kjemiske prinsipper for destillasjon av løsninger 453
§ 15.7. Likevektskrystaller - flytende løsning i tokomponentsystemer 457
§ 15.8. Likevektsvæske - gass og krystaller - gass (damp) i tokomponentsystemer 476
§ 15-9. Beregninger ved hjelp av tilstandsdiagrammer 476
Kapittel 16. Trekomponentsystemer 482
§ 16.1. Anvendelse av Gibbs-faseregelen på trekomponentsystemer 482
§ 16.2. Grafisk representasjon av sammensetningen av trekomponentsystemet 482
§ 16.3. Likevektskrystaller - flytende løsning i trekomponentsystemer 484
§ 16.4. Væske-væske likevekt i trekomponentsystemer 489
§ 16.5. Fordeling av et oppløst stoff mellom to væskefaser. Utvinning 491
Vedlegg 495
Fagregister 497

INNHOLD Bok 2.
Forord 3
Seksjon seks. Elektrokjemi
Kapittel 17. Løsninger, elektrolytter 4
§ 17.1. Elektrokjemifag 4
§ 17.2. Spesifikasjoner for elektrolyttløsninger 5
§ 17.3. Elektrolytisk dissosiasjon i løsning 6
§ 17.4. Gjennomsnittlig ionisk aktivitet og aktivitetsfaktor 10
§ 17.5. Grunnleggende konsepter for den elektrostatiske teorien om sterke elektrolytter av Debye og Hückel 13
§ 17.6. Grunnleggende begreper om ioneassosiasjonsteori 22
§ 17.7. Termodynamiske egenskaper til ioner 24
§ 17.8. Termodynamikk av ioneløsning 28
Kapittel 18. Ikke-likevektsfenomener i elektrolytter. Elektrisk ledningsevne for elektrolytter 30
§ 18.1. Enkle konsepter. Faradays lover 30
§ 18.2. Bevegelse av ioner i et elektrisk felt. Ionetransportnummer. 32
§ 18.3. Elektrisk ledningsevne av elektrolytter. Spesifikk elektrisk ledningsevne 37
§ 18.4. Elektrisk ledningsevne av elektrolytter. Molar elektrisk ledningsevne 39
§ 18.5. Molar elektrisk ledningsevne for hydronium- og hydroksidioner 43
§ 18.6. Elektrisk ledningsevne for ikke-vandige løsninger 44
§ 18.7. Elektrisk ledningsevne for faste og smeltede elektrolytter 46
§ 18.8. Konduktometri 47
Kapittel 19. Likevektselektrodeprosesser 49
§ 19.1. Grunnleggende konsepter 49
§ 19.2. EMF av et elektrokjemisk system. Elektrodepotensial 51
§ 19.3. Forekomst av et potensielt hopp ved løsning-metall-grensesnittet 53
§ 19.4. Diffusjonspotensial 55
§ 19.5. Strukturen til det elektriske dobbeltlaget ved løsning-metall-grensesnittet 56
§ 19.6. Termodynamikk av reversible elektrokjemiske systemer 60
§ 19.7. Klassifisering av reversible elektroder 64
§ 19.8. Elektrodepotensialer i ikke-vandige løsninger 74
§ 19.9. Elektrokjemiske kretser 75
§ 19.10. Anvendelse av teorien om elektrokjemiske systemer til studiet av likevekt i løsninger 82
§ 19.11. Potensiometri 85
Seksjon sju. Kinetikk av kjemiske reaksjoner
Kapittel 20. Lover for kjemisk kinetikk 93
§ 20.1. Generelle begreper og definisjoner 93
§ 20.2. Kjemisk reaksjonshastighet 95
§ 20.3. Loven om masseaksjon og prinsippet om uavhengighet av reaksjoner 101
Kapittel 21. Kinetikk av kjemiske reaksjoner i lukkede systemer. 105
§ 21.1. Ensidige første ordens reaksjoner 105
§ 21.2. Ensidige andreordens reaksjoner 109
§ 21.3. Ensidige reaksjoner av n. orden 111
§ 21.4. Metoder for å bestemme reaksjonsrekkefølge 112
§ 21.5. Toveis første ordens reaksjoner 113
§ 21.6. Toveis andreordens reaksjoner 116
§ 21.T. Parallelle ensidige reaksjoner 117
§ 21.8. Ensidige sekvensielle reaksjoner 119
§ 21.9. Metode for kvasistasjonære konsentrasjoner 125
Kapittel 22. Kinetikk av reaksjoner i åpne systemer 127
§ 22.1. Kinetikk av reaksjoner i en ideell blandereaktor 127
§ 22.2. Kinetikk av reaksjoner i en pluggstrømsreaktor 129
Kapittel 23. Teori om den elementære handlingen av kjemisk interaksjon 133
§ 23.1. Elementær kjemisk handling 133
§ 23.2. Teori om aktive kollisjoner 137
§ 23.3. Aktivert kompleks teori 141
§ 23.4. Pre-eksponentiell faktor i Arrhenius-ligningen i henhold til teorien om overgangstilstand 154
§ 23.5. MO-symmetri og aktiveringsenergi for kjemiske reaksjoner 159
Kapittel 24. Kinetikk av reaksjoner i løsninger, kjedereaksjoner og fotokjemiske reaksjoner 166
§ 24.1. Funksjoner ved kinetikken til reaksjoner i løsninger 166
§ 24.2. Mediets innflytelse på reaksjonshastighetskonstanten 170
§ 24.3. Kinetikk av ioniske reaksjoner i løsninger 178
§ 24.4. Kjedereaksjoner 181
§ 24.5. Fotokjemiske reaksjoner 189
Kapittel 25. Kinetikk av elektrodeprosesser 196
§ 25.1. Elektrokjemisk reaksjonshastighet. Bytt strøm 196
§ 25.2. Elektrodepolarisering 197
§ 25.3. Diffusjonsoverspenning 199
§ 25.4. Elektrokjemisk overspenning 205
§ 25.5. Andre typer overspenning 210
5 25,6. Temperaturkinetisk metode for å bestemme arten av polarisasjon under elektrokjemiske prosesser 211
§ 25.7. Overspenning under elektrolytisk hydrogenutvikling 213
§ 25.8. Elektrolyse. Dekomponeringsspenning 217
§ 25.9. Polarisasjonsfenomener i kjemiske kilder til elektrisk strøm 220
§ 25.10. Elektrokjemisk korrosjon av metaller. Passivitet av metaller. Korrosjonsbeskyttelsesmetoder 222
Seksjon åtte. Katalyse
Kapittel 26. Prinsipper for katalytisk handling 228
§ 26.1. Grunnleggende begreper og definisjoner 228
§ 26.2. Egenskaper ved kinetikken til katalytiske reaksjoner 232
§ 26.3. Aktiveringsenergi for katalytiske reaksjoner 237
§ 26.4. Interaksjon av reagenser med en katalysator og prinsipper for katalytisk virkning 241
Kapittel 27. Homogen katalyse 245
§ 27.1. Syre-base katalyse 246
§ 27.2. Redokskatalyse 255
§ 27.3. Enzymatisk katalyse 260
§ 27.4. Autokatalyse, hemming og periodiske katalytiske reaksjoner 266
§ 27.5. Anvendelse i industrien og prospekter for utvikling av homogen katalyse 271
Kapittel 28. Heterogen katalyse. 273
§ 28.1. Overflatestruktur av heterogene katalysatorer 273
§ 28.2. Adsorpsjon som et stadium av heterogene katalytiske reaksjoner 277
§ 28.3. Mekanisme for heterogene katalytiske reaksjoner 282
§ 28.4. Kinetikk av heterogene katalytiske reaksjoner på en like tilgjengelig overflate 285
§ 28.5. Makrokinetikk av heterogene katalytiske prosesser 292
§ 28.6. Anvendelse av heterogen katalyse i industri 300
Litteratur 303
Søknad 305
Fagregister 312
Innhold 316