Словарь терминов, понятий и законов физической химии (стр. 6 )

Конденсация – переход вещества из газообразного состояния в жидкое или кристаллическое, сопровождается выделением теплоты. При конденсации в интервале температур от критической температуры до тройной точки вещество переходит в жидкое состояние, а при более низких температурах – в кристаллическое.

Кулона закон – основной закон электростатики, выражающий зависимость силы взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов q1,q2 от расстояния r между ними:

,

где e0 – электрическая постоянная, e – диэлектрическая проницаемость среды.

Ламинарное течение – упорядоченное течение вязкой жидкости или газа, характеризующееся отсутствием перемешивания между соседними слоями жидкости.

Магнит – тело, обладающее намагниченностью, т. е. создающее магнитное поле. Свойства магнита присущи некоторым минералам (магнитный железняк), намагниченным магнитным материалам и электромагнитам.

Масса – физическая величина, являющаяся мерой инертности и мерой тяготения материальных объектов. Масса, входящая в выражение второго закона Ньютона, называется инертной, а масса, входящая в выражение закона всемирного тяготения, – гравитационной. При соответствующем выборе гравитационной постоянной инертная и гравитационная массы совпадают. Массой обладают не только частицы вещества, но и физические поля.

Межмолекулярное взаимодействие – при изучении свойств различных веществ наряду с химическими силами, характеризующимися большими энергетическими эффектами и специфичностью следует учитывать и взаимодействие между молекулами веществ. Межмолекулярное взаимодействие имеет электрическую природу и подразделяется на два вида: химическое и физическое. К химическому относятся водородная связь и донорно-акцепторное взаимодействие. К физическому: дисперсионное, индукционное, ориентационное взаимодействия. Все последние силы часто называют силами Ван-дер-Ваальса.

Металлические решетки в узлах содержат положительные ионы металлов, а валентные электроны могут передвигаться между ними в различных направлениях.

Молекулярные кристаллические решетки в узлах содержат молекулы (йод, парафин), соединенные межмолекулярными связями.

Ориентационное взаимодействие – осуществляется между полярными молекулами. Оно тем значительнее, чем больше дипольный момент молекулы.

Парциальное давление – давление газа, входящего в состав газовой смеси, которое он оказывал бы, занимая один весь объем смеси и находясь при температуре смеси.

Плазменное состояние – это такое состояние, когда между плазмой и газом нет резкой границы. Она возникает, как только вещество попадает в магнитное поле, т. к. в нем движение заряженных частиц плазмы становится упорядоченным.

Поликристаллы – твердые тела, состоящие из множества кристаллов (зерен).

Полиморфизм – явление, когда одно и то же вещество существует в различных кристаллических формах (графит, алмаз).

Сжимаемость жидкости больше, чем твердых тел, и меньше, чем газов. Ее можно получить измерением объема при различных давлениях:

bT = -1/V(dV/dP)T.

Скорость молекулы средняя квадратичная обратно пропорциональна корню квадратному из массы молекул.

Твердое тело – уровень потенциальной энергии – низкий, расположение молекул – упорядоченное, отношение среднего свободного пути к диаметру молекулы – меньше единицы, статистика – квантовая.

Термическая ионизация происходит при высокой температуре газа, в результате которой газ становится проводником электричества, переходя в плазменное состояние.

Тройная точка – точка на диаграмме состояния, соответствующая равновесию трех фаз рассматриваемой термодинамической системы (например, лед, вода, пар). Температура тройной точки воды 273, 16 К.

Уравнение Менделеева - Клапейрона:

PV = nRT, n = , M = ,

в котором n – число молей газа в объеме V , Т – его абсолютная температура и R – универсальная газовая постоянная. Для одного моль РV = RT, здесь V – мольный объем. Когда сжатие происходит за счет объема, не занятого самими частицами, уравнение должно быть заменено:

Р( V - в ) =R T,

в котором поправочный член в, учитывает собственный объем молекул и взаимное отталкивание между ними при малых расстояниях. В неидеальном газе необходимо пользоваться уравнением:

(Р + Рвн.) ( V - в )=R T,

в котором поправочный член Рвн. (внутреннее давление), учитывает взаимное притяжение молекул.

Шарля закон – давление данной массы идеального газа при постоянном объеме меняется линейно с изменением температуры (см. Гей-Люссака закон):

Р=P0[1+(1/273,16)×t].

Электрическая постоянная (e0) – скалярная величина 8,85×10-12 Ф/м, входящая в выражение некоторых законов электрического поля при записи их в рационализованной форме, соответствующей международной системе единиц.

Элементы симметрии кристаллов: центр симметрии, плоскость и ось симметрии.

РАСТВОРЫ

Азеотропные смеси – жидкие системы такого состава полностью выкипают, подобно чистым жидкостям, при постоянной температуре без изменений состава.

Бинодаль – линия на диаграмме состояния, где химический потенциал твёрдого вещества равен химическому потенциалу вещества в растворе.

Гиббса-Дюгема уравнение – играет важную роль при анализе концентрационных зависимостей химических потенциалов, активностей, коэффициента активности. Для бинарного раствора:

при T, p = const;

или в общем виде:

.

Гидрофильная гидратация – термин, применяемый для различия в гидратации гидрофобных и гидрофильных соединений, например, NaCl и RSO4Na. Гидрофобный радикал исходного соединения гидратирован гидрофобно, а гидрофильная группа гидрофильно.

Гидрофобная гидратация – особое упорядоченное состояние молекул воды вокруг углеводородных молекул, например, вокруг (C4H9)N+Cl-, C5H11COOH, RCOO- Na+.

Гидрофобное взаимодействие – взаимодействие гидрофобных и дифильных молекул, алкильных фрагментов белков, обусловленное только межмолекулярным взаимодействием воды друг с другом. Сольвофобное взаимодействие в других растворителях. Ответственно за образование мицелл поверхностно – активных веществ (ПАВ), глобулярной структуры белка.

Диаграммы состояния (фазовые диаграммы) – графическое изображение всех возможных состояний термодинамических систем в пространстве основных параметров состояния Т, p, x (состава), обычно выражаемого молярными или массовыми долями компонентов. Теоретическими основами построения и интерпретации диаграмм состояний равновесных систем являются: условия фазового равновесия, условия химического равновесия, правило фаз Гиббса. Диаграмма состояния однокомпонентной системы воды в координатах p(Т) имеет три области, соответствующие льду, воде и пару, критическую точку и тройную точку. В последней находятся в равновесии три фазы.

Диаграмма растворимости – система, компоненты которой ограниченно растворимы. В координатах Т (состав) имеет одну область существования однородного раствора, вторую область существования двух насыщенных растворов, третью верхнюю критическую точку растворимости. Иногда нижнюю или две критических точки. Тогда кривая замкнута.

Диаграмма равновесия жидкость-пар – в координатах Т (состав) имеют области существования: 1) жидкости; 2) пара; 3) область существования жидкости и пара; 4) точку существования азеотропной смеси.

Диаграмма плавкости – служит для установления условий равновесия между твёрдыми и жидкими фазами. Их основные типы: 1) система, компоненты которой А и В не образуют твёрдых растворов; 2) с ограниченными твёрдыми растворами; 3) образуют химические соединения; 4) образуют твёрдые растворы.

Дистилляция – разделение жидких смесей на отличающиеся по составу фракции. Осуществляется путём частичного испарения жидкости и последующей конденсации пара. Простая дистилляция проводится при таких давлениях, когда длина свободного пробега молекул во много раз меньше, чем расстояние между поверхностями испарения жидкости и конденсации пара. Молекулярная дистилляция: при давлении меньше 0,13 Па длина свободного пробега молекул соизмерима с расстоянием между поверхностями испарения жидкости и конденсации пара.

Дифференциальная теплота разбавления:

где ∆Н – интегральная теплота смешения.

Дифференциальная теплота растворения:

где ∆Нпл.2 – мольная энтальпия растворенного вещества.

Закон Вант-Гоффа – для осмотического давления П:

где с2 – молярная концентрация растворённого вещества в бесконечно разбавленном растворе.

Закон Генри – для разбавленного раствора:

,

где p2 – парциальное давление пара растворённого вещества, x2 – его молярная доля в растворе, кГ – постоянная Генри.

Закон Рауля – если раствор идеальный, а равновесный с ним пар ведёт себя как идеальный газ:

где pi – парциальное давление i-го компонента над раствором, – давление насыщенного пара чистой жидкости растворителя при рассматриваемой температуре. Из закона вытекает понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения растворов: