Физикалық химия. Химиялық термодинамика. 10 сынып

Физикалық химия

3.1. Химиялық термодинамика. Жұйе және оны қоршаған орта. Энергия, жылу және жұмыс.

Термодинамиканың бiрiншi заңы. Химиялық реакциялардың жылу эффектiлерi. Тұзiлу және жану энтальпиялары. Гесс заңы және одан шығатын салдарлар. Жылу сиымдылық. Тұрақты қысымда немесе тұрақты көлемдегi жылу сиымдылық және оның идеал газдар ұшiн айырмашылығы. Байланыс энтальпиясы. Иондық қосылыстар ұшiн Борн-Габер циклi. Кристалдық тордың энергиясы. Капустинский теңдеуi. Еру және сольваттану энергиясы.

Термодинамиканың екiншi заңы. Өз бетiнше жұретiн және өз бетiнше жұрмейтiн процесстер. Энтропия туралы тұсiнiк. Энтропияны есептеу әдiстерi. Л. Больцман формуласы. Термодинамиканың екiншi бастамасының статистикалық табиғаты. өз бетiмен жұретiн процесстердiң критерийлерi. Кұй функциялары. Гиббстiң бос энергиясы. Химиялық реакциялардың жұру мұмкiндiктерiн боложау.

3.2. Фазалық тепе-теңдiктер. Идеал газ кұйiнiң теңдеуi. Реал газдардың кұй теңдеуi. Ван-дер Ваальс теңдеуi. Газдардың парциал қысымы. Сұйық бетiндегi бу қысымының температураға тәуелдiлiгi. Клапейрон-Менделеев теңдеуi. Фазалық диаграммалардың анализы. ¶штiк нұкте. Шектiк температура. Сұйық-бу жұйесi: кұй диаграммасы, идеал және идеал емес жұйелер, жекелей айдау ұшiн қолданылуы. Газдардың сұйықтарда еруi. Генри заңы. Экстракция. Таралу заңы. Таралу коэффициентi. Хроматографияның негiзгi принциптерi.

3.3. Химиялық реакциялардың кинетикасы. Химиялық реакциялардың жылдамдығы және оның реагенттердiң табиғатына және концентрацияларына, температураға тәуелдiлiгi. Химиялық реакциялардың механизмi туралы тұсiнiк. Химиялық реакциялардың ретi және молекулалығы. °рекеттесушi массалар заңын кинетикалық жолмен қорытып шығару және оны қолдану шарты. Жылдамдық константасы және оның физикалық мағынасы. Бiрiншi, екiншi және ұшiншi реттi реакциялардың жылдамдық константаларын есептеу.

Радиоактивтiк ыдырау реакциясының жылдамдығы. Жартылай ыдырау периоды. Жартылай ыдырау периоды мен жылдамдық константасы арасындағы байланыс. Көне заттардың жасын радиоактивтiк изотоптардың көмегiмен анықтау.

Соқтығысу теориясының негiзгi ұғымдары. Активтендiрiлген комплекс теориясы. Жылдамдық константасының температураға тәуелдiлiгi. Аррениус теңдеуi. Активтендiру энергиясы және оның физикалық мағыеасы. Активтендiру энергиясын тәжiрибелiк мәлiметтерге сұйене отырып есептеу.

Қайтымды, параллель және тiзбектес реакциялар. Химиялық реакцияның механизмi туралы тұсiнiк. Шектеушi саты. Катализ.

3.4. Химиялық тепе-теңдiк. Химиялық тепе-теңдiктiң динамикалық моделi. Химиялық реакциялардың қайтымдылығы. Химиялық тепе-теңдiкке концентрацияның, қысымның және температураның әсерi. Химиялық тепе-теңдiк константасы. Тепе-теңдiк константасын салыстырмалы концентрациялар және парциал қысымдар арқылы өрнектеу. Идеал газдардың әртұрлi жолмен өрнектелген тепе-теңдiк константаларының арасындағы байланыс. Әрекеттесушi массалар заңын термодинамикалық жолмен қорытып шығару. Тепе-теңдiк константасының Гиббстiң бос энергиясының стандарттық жағдайда өзгеруiмен байланысы. Диссоциалану, тұрақсыздық, гидролиз константаларының, ерiгiштiк көбейтiнiдiсiнiң тепе-теңдiк константасының жеке тұрi екендiгiне көз жеткiзу.

3.5. Ерiтiндiлер. Дисперстiк жұйелер. Ерiтiндiлер. Заттардың ерiгiштiгi және ерiгiштiк кроэффициентi. Ерiтiндiлердiң концентрацияларын өрнектеу әдiстерi: массалық ұлес, көлемдiк ұлес, молярлық ұлес, молярлық концентрация, эквиваленттiң молярлық концентрациясы (нормальдық концентрация), моляльдық концентрация және титр. Ерiтiндiлердiң концентрацияларын өрнектеудiң бiр жолынан басқа жолдарына көшу формулалары. Растворы. Растворимость веществ и коэффициент растворимости. Бiр заттың концентрациялары әртұрлi ерiтiндiлерiн араластырғанда, сұйылтқанда және қрйылтқанда қолданылатын әдiстер: классикалық (немесе логикалық) әдiс, крест әдiсi және математикалық әдiстер.

Ерiтiндiлердiң коллигативтiк қасиеттерi. Бинарлық ерiтiндiлердiң бу қысымы. Раульдiң заңдары. Ерiтiндiлердiң қайнау температурасының жоғарлауы және қату иемпературасының төмендеуi. Осмос құбылысы. Ерiтiндiлердiң коллигативтiк қасиеттерiн ерiген заттардың молекулақ массаларын анықтау ұшiн қролдану.

3.6. Электролиттер ерiтiндiлерi. Иондық тепе-теңдiктер. Электролит ерiтiндiлеріне арналған Вант-Гофф заңы. Изотондық коэффициент. Аррениустың қышқылдар мен негiздер теориясы. Бренстед пен Лауридың қышқылдар мен негiздер теориясы. Ерітінділердегі иондық тепе-теңдіктер. Қышқылдар мен негіздер үшін К_а мен К_в арасындағы қатынас. Күшті және әлсіз электролиттер. Электролиттік диссоциациялану дәрежесіне әсер ететін факторлар. Диссоциациялану дәрежесі және константасы. Судың иондық көбейтіндісі. Сутектік көрсеткіш. Күшті және әлсіз электролиттер ерітінділерінің сутектік көрсеткіштерін мәндерін есептеу. Көп негізді қышқылдар мен әлсіз қышқылдар қоспаларының сутектік көрсеткішін есептеу. Активтік коэффициент және оны анықтау жолдары. Күшті электролиттер теориясы. Иондық күшті анықтау. Дебай-Хюккель формуласы. Ерігіштік коэффициенті. Ерігіштік коэффициенті бойынша заттың судағы ерігітігін есептеу және кері есептеу. Тұздардың гидролизі мен сольволизі. Гидролиздену дәрежесі және константасы. Гидролиздену реакциясына әсер ететін факторлар.

3.7. Тотығу тотықсыздану потенциалдары. Электродтық потенциалдар. Таңбалар ережесi. Металдардың кернеу қатары және оның термодинамикалық негiзi. Тотығу-тотықсыздану потенциалдары. Нернст формуласы. Қалыпты тотығу -тотықсыздану потенциалдары және одан шығатын практикалық қорытындылар. Гальваникалық элементтер мен аккуммуляторлар. Гальваникалық элементтiк электр қозғаушы кұшi мен Гиббс энергиясы арасындағы байланыс. Бiрiншi тектi және екiншi тектi электродтар және олардың потенцталдарын сипаттайтын формулалар.

Электролиз тотығу-тотықсыздану процесi ретiнде. Электролиз өнiмдерiн болжауға арналған эмпирткалық ережелер. Электролизге арналған Фарадейдiң заңдары.

Физикалық химия бойынша ұсынылатын әдебиеттер

1. Курс физической химии / Под ред. Я.И.Герасимова. В 2-х т. - М.: Химия, 1978.- Т.1.-592с; Т.2.- 624с.

2. Физическая химия. Теоретическое и практическое руководство / Под ред. Б.П.Никольского.- Л.: Химия, 1987.- 880с.

3. Даниэльс Ф., Ольберти Р. Физическая химия. -М.: Мир, 1978.- 645с.

4. Эткинс П. Кванты: Справочник концепций.- М.: Мир, 1977.- 496с.

5. Уильямс В., Уильямс Х. Физическая химия для биологов.- М.: Мир, 1976.- 600с.

6. Эткинс П., де Паула Дж. Физическая химия. В 3-х ч. Ч.1. Равновесная термодинамика.- М.: Мир, 2007.- 494с.

7. Еремин В.В., Каргов С.И., Успенская И.А., Кузьменко Н.Е., Лунин В.В. Основы физической химии. Теория и задачи.- М.: Издательство «Экзамен», 2005.- 480с.

8. Кузнецова Е.М., Байрамов В.М., Федорович Н.В., Шевельков В.Ф. Физическая химия в вопросах и ответах.- М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981.- 264с.

9. Тиноко И., Зауэр К., Вэнг Дж., Паглиси Дж. Физическая химия. Принципы и применение в биологических науках.- М.: Техносфера, 2005.- 744с.

10. Практическая химическая кинетика. Химическая кинетика в задачах с решениями. / Под общ.ред. М.Я.Мельникова.- М.: Изд-во МГУ; СПб.: Изд-во СПбГУ, 2006.- 592с.

11. Еремин В.В. Теоретическая и математическая химия ля школьников. Подготовка к химическим олимпиадам.- М.: МЦНМО, 2007.- 392 с.

12. Райд К. Курс физической органической химии.- М.: Мир, 1972.-

13. Фичини Ж., Ламброзо-Бадер Н., Депезе Ж.К. Основы физической химии.- М.: Мир, 1973.-

14. Чанг Р. Физическая химия с приложениями к биологическим системам.- М.: Мир, 1980.-

15. Эвери Г. Основы кинетики и механизм химических реакций.- М.: Мир, 1978.-

16. Глазов В.М. Основы физической химии. - М.: Высш. шк., 1981.-456с.

17. Корыта И., Дворжак И., Богачкова В. Электрохимия.- М.: Мир, 1977.- 472с.

18. Лабовиц Л., Аренс Дж. Задачи по физической химии с решениями. - М.: Мир, 1972.- 444с.

19. Физическая химия / Под ред. К.С.Краснова.- М.: Высш. шк., 1982.- 687с.

20. Голиков Г.А. Руководство по физической химии.- М.: Высш. шк., 1988.- 383с.

21. Гуггенгейм Э., Пру Дж. Физико-химические расчеты.- М.: Издатинлит, 1958.- 488с.