Рабочая программа, методические указания и индивидуальные задания к изучению дисциплины “Физическая химия и аналитический контроль” (стр. 4 )

№ работ	Название работы	Кол-во часов
1 2 3 4	Определение теплового эффекта реакций Термический анализ двухкомпонентной металлической системы Построение изотермы адсорбции органической кислоты на твердом адсорбенте Влияние температуры на скорость реакции	2 4 4 2

Распределение учебных часов по дисциплине «Поверхностные явления»

Направление 6.091600 «Химическая технология» специализация – ХТ901 и ХТ902

	Всего	Семестр
III
Всего часов по учебному плану	72	72
в том числе:   аудиторные занятия	12	12
из них:   - лекции	8	8
- лабораторные занятия	4	4
- практические занятия	-	-
- семинары	-	-
Самостоятельная работа	60	60
Количество и семестр выдачи контрольных работ	1	1
Итоговый контроль (экзамен, зачет)	зачет

Содержание дисциплины

Лекционный курс – 8часов

№ тем	Название темы, её содержание	Кол-во часов
1 2	Поверхностные явления   Роль поверхностных явлений в металлургии. Адсорбция, природа адсорбционных сил. Адсорбция газов на твердом адсорбенте. Уравнение Ленгмюра. Адсорбция из растворов на твердом адсорбенте. Адсорбция в системе газ – жидкость. Поверхностное натяжение. Уравнение Гиббса. Поверхностно – активные вещества. Смачивание.   Дисперсные системы   Золи, строение, методы получения. Свойства коллоидных растворов: молекулярно – кинетические, оптические, электрические. Коагуляция.   Типы дисперсных систем: эмульсии, аэрозоли, пены.	4 4

Лабораторные занятия – 4  часа

№ работ	Название работы	Кол-во часов
1 2	Построение изотермы адсорбции органической кислоты активированным углем Получение коллоидных растворов	2 2

1. Химическая термодинамика

Одним из основополагающих разделов физической химии является химическая термодинамика. С помощью  законов термодинамики можно по известным или опытным данным энергетических эффектов, сопровождающих химические взаимодействия, рассчитать основные термодинамические потенциалы этих процессов. А из полученных величин потенциалов сделать инженерные выводы о типе реакции, о возможном направлении её протекания, о выходе продуктов реакции и т. д. Для успешного решения этих задач необходимо освоить основные понятия физической химии и её законы.

1.1. Первый закон термодинамики

1.1.1. Законы идеальных газов

Считается, что идеальный газ должен обязательно удовлетворять следующим требованиям: взаимодействие между отдельными атомами идеального газа полностью отсутствует и размеры атомов такого газа равны нулю.

Закон Бойля – Мариотта

При постоянной температуре произведение объёма газа на его давление – величина постоянная

  .  (1.1)

Закон Гей – Люссака

При постоянном давлении объёмы данного количества газа прямо пропорциональны абсолютным температурам

  .  (1.2)

Закон Шарля

При постоянном объёме давления данного количества газа прямо пропорциональны абсолютным температурам

  .  (1.3)

Объединенное уравнение закона идеального газа имеет вид

  .  (1.4)

Уравнение Менделеева – Клапейрона

  ,  (1.5)

где - масса данного газа, г; - молекулярная масса газа, г/моль; -число молей газа, моль; - газовая постоянная (в системе СИ =8,314 ).

Закон Авогадро

В равных объёмах различных газов при одинаковой температуре и давлении содержится одинаковое число молекул

  .  (1.6)

Очень важны следствия из этого закона.

1. При нормальных условиях (,  ) 1 моль любого газа занимает объём 22,415;

2. 1 моль любого вещества (не обязательно газа) содержит молекул (число Авогадро – ).

Закон Дальтона

Если в ограниченном пространстве объёма смешать несколько идеальных газов, то каждый газ будет оказывать свое собственное давление, называемое парциальным давлением, такое по величине, как если бы этот газ один занимал весь объём . Общее наблюдаемое давление будет равно сумме парциальных давлений каждого газа смеси.

  ,  (1.7)

где - парциальные давления каждого газа смеси.

  .  (1.8)

1.1.2. Формулировки первого закона термодинамики и его применение к термодинамическим процессам

Многочисленными опытами было установлено, что различные виды энергии переходят друг в друга в эквивалентных количествах. В результате обобщения этих исследований был открыт и сформулирован закон сохранения энергии, являющийся одним из важнейших всеобщих законов природы.

1. В замкнутой системе сумма всех видов энергии постоянна.

2. Вечный двигатель первого рода невозможен.

3. Энергия не исчезает бесследно и не возникает из ничего. Разные формы энергии превращаются друг в друга  в эквивалентных соотношениях.

4. В любом процессе изменение внутренней энергии () системы равняется количеству сообщенной системе теплоты () минус количество работы (), которую выполнила система.

  .  (1.9)

Основные формулы для расчетов термодинамических функций обратимых процессов в зависимости от условий ведения процесса

1. Изохорный процесс () 

  , так как ;  (1.10)

  .  (1.11)

2. Изобарный процесс ()

  ;  (1.12)

  ;  (1.13)

  ;  (1.14)

  ; .  (1.15)

3. Изотермический процесс ()

  ;  (1.16)

  .  (1.17)

4. Адиабатный процесс ()