Словарь терминов, понятий и законов физической химии (стр. 8 )

Растворение твёрдых тел – гетерогенное физико-химическое взаимодействие твёрдого тела и жидкости, сопровождающееся переходом твёрдого тела в раствор. Различают физическое, химическое и электрохимическое растворение. При физическом растворении не происходит изменение строения вещества. Физическое растворение может протекать по диффузионному, кинетическому и смешанному механизму.

Ректификация – разделение жидких смесей на практически чистые компоненты, отличающиеся температурами кипения, путём многократных испарений жидкости и конденсации паров.

Спинодаль – линия на диаграмме состояния, когда d2 /dx2=0.

Спинодальный распад – фазовый переход с участием неустойчивых состояний на спинодали. Вещество (раствор), оказавшееся в лабильном состоянии, быстро теряет пространственную однородность и, релаксируя (см. химическую термодинамику), приобретает особую зернисто-ячеистую структуру без фазовых границ. Особый случай начальной стадии такого фазового превращения наблюдается при образовании микроэмульсий, расслоении полимеров, сплавов.

Теория регулярных растворов – предложена для растворов, образованных неполярными жидкостями, молярные объёмы которых одного порядка. Делается допущение об идеальном значении энтропии смешения:

,

параметр растворимости d – основной параметр теории.

Термодинамическая константа распределения – характеризует состояние равновесия при экстракции:

где и – соответственно стандартный потенциал и термодинамическая активность реагирующего компонента в извлекающей фазе; и a – то же в исчерпываемой фазе.

Условие устойчивости раствора (против расслоения раствора, непрерывных изменений параметров состояния) требует, чтобы при заданных Т, р кривизна поверхности G (x1, x2) была положительной, то есть >0. Если неравенство выполняется во всей области составов, жидкости обладают полной взаимной растворимостью. Если в области составов <0 взаимная растворимость ограничена, наблюдается расслаивание растворов. На границе устойчивости раствора относительно непрерывных изменений параметра состояния (на спинодали): =0.

Условия фазового равновесия – химические потенциалы каждого i компонента во всех фазах при равновесии равны.

Уравнение Тэйта-Адамса для уменьшения объёма жидкой воды при сжатии:

,

где р выражается в килобарах.

Уравнение Франка-ван-Лаара описывает влияние давления на растворимость твёрдых тел в идеальном растворе:

здесь - теплота плавления второго компонента.

Экстрагирование – перевод одного или нескольких компонентов раствора из одной жидкой фазы в контактирующую и не смешивающуюся с ней другую жидкую фазу, содержащую избирательный растворитель (экстрагент).

Экстракция сверхкритическая – проводится контактированием смеси разделяемых компонентов с газообразным экстрагентом при температуре и давлении выше критической точки. В качестве экстрагентов применяют CO2, этан, этилен. Извлекают кофеин из кофе, растительное масло из семян, биологически активные вещества из растительных и животных организмов.

ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА

Абсолютная (термодинамическая) температура (Т) – температура, определяемая при помощи второго закона термодинамики. Ее величина не зависит от каких-либо термометрических веществ и измерительных устройств. Термодинамическая температура связана с термическим коэффициентом полезного действия идеальной тепловой машины (обратимого цикла Карно) η соотношением:

(T1> T2),

где T1 и T2 – температуры двух тепловых резервуаров, между которыми функционирует цикл Карно. Ввиду трудностей измерения коэффициентов полезного действия цикла Карно Международный комитет мер и весов рекомендовал использовать шкалу Кельвина, в которой абсолютная шкала объединена со шкалой Цельсия.

Абсолютная отрицательная температура (–Т) – термин, иногда применяемый в современной статистической термодинамике для обозначения инверсии в распределении частиц по энергетическим уровням в результате резкого увеличения внутренней энергии нетермическими методами (поглощение света в лазерах, микроволнового излучения в лазерах и т. д.). В таких процессах имеет место уменьшение энтропии с увеличением внутренней энергии, что в соответствии с термодинамическим соотношением: формально можно рассматривать как результат изменения знака температуры.

Абсолютный нуль температуры (0 К) – начало отсчета абсолютной температуры. При абсолютном нуле прекращается поступательное и вращательное движения молекул, но атомы сохраняют колебательное движение, отвечающее нулевой колебательной энергии. Абсолютный нуль расположен ниже тройной точки воды на 273,16 К.

Адиабата – математическое уравнение, устанавливающее взаимосвязь термодинамических параметров в адиабатическом процессе, а также графическое изображение адиабатического процесса.

Адиабатический процесс – процесс, протекающий при отсутствии теплообмена системы с окружающей средой. Кратко называется адиабатой. Различают несколько разновидностей адиабатических процессов:

а) Q = 0, W = –ΔU, адиабатический процесс протекает в отсутствие теплообмена системы с окружающей средой, но с совершением работы. В этом случае может изменяться внутренняя энергия системы, давление и объем переменные; б) Q = 0, U = const, адиабатический процесс протекает в условиях отсутствия теплообмена системы с окружающей средой и постоянства объема. В этом случае внутренняя энергия постоянна; в) Q = 0, Н = const, адиабатический процесс протекает в отсутствие теплообмена при постоянном давлении. В этом случае энтальпии системы постоянна.

Активность вещества абсолютная (λв) – функция состояния вещества, находящегося в чистом состоянии или в смеси с другими веществами. Она является количественной характеристикой термодинамической реакционной способности вещества в заданных условиях и связана с химическим потенциалом (μв) соотношением: ,

где R – универсальная газовая постоянная, T – температура.

Активность вещества относительная (ax, am, ac, [в]) – относительная рациональная активность вещества (ах) в смеси – число, определяемое соотношением абсолютных активностей вещества в заданном и в стандартном состоянии при одной и той же температуре: . В термодинамике жидких растворов используют также молярную (ас) и моляльную (аm) активности. Подстановка аm и ас в уравнение химического потенциала вместо моляльности (m) и молярности (с) делает эти уравнения пригодными для расчета химических потенциалов компонентов неидеальных растворов.

Активности коэффициент (fx, fm(γ), fc (y)) – коэффициент активности вещества в смеси – число, определяемое отношением активности к концентрации: , , ,

где ax, am, ac – рациональная, моляльная, молярная активности, х – мольная доля, m – моляльность, с – молярность; fх, fm, fс – коэффициенты активности рациональный, моляльный, молярный. В курсах электролитов применяются обозначения fc (y) для молярного и fm(γ) для моляльного коэффициентов активности.

Атмосфера (ат, атм) – внесистемная единица давления. Различают техническую (ат) и физическую (нормальную) атмосферы (атм):

1 ат = 1 кгс/см2 = 98066,5 Па; 1 атм = 1,0332 кгс/см2 = 101325 Па.

Больцмана постоянная (к) – отношение универсальной газовой постоянной (R) к числу Авогадро. Обозначается строчной буквой к:

к = R/NА

Больцмана-Планка соотношение – соотношение S = klnW, выражающее связь энтропии (S) системы и числа ее физически различимых (квантовых) состояний (W), называемых также термодинамической вероятностью или числом микросостояний, к – постоянная Больцмана.

Вариантность состояния системы (число степеней свободы) (f) – термин, часто применяемый вместо термина «число термодинамических степеней свободы». В зависимости от числа степеней свободы (f) системы подразделяют на: нонвариантные (инвариантные) (f = 0), моновариантные (одновариантные) (f = 1), бивариантные (двухвариантные) (f = 2), тривариантные (f = 3) и т. д.