РАЗДЕЛ 1. ТЕРМОДИНАМИКА РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Уральский федеральный университет имени первого
Президента России Б.Н.Ельцина»
Брусницына Людмила Александровна
НЕРАВНОВЕСНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В СЛОЖНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ
Конспект лекций
для студентов, обучающихся
по программе бакалавриата по направлению подготовки
240100 – Химическая технология
Екатеринбург
2015
Содержание
ВВЕДЕНИЕ 4
РАЗДЕЛ 1. ТЕРМОДИНАМИКА РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМ 5
1.1. Общие понятия об электрохимических системах 5
1.2. Проводники электрических зарядов 5
1.3. Электролиз. Законы Фарадея 5
1.4. Растворы электролитов и их свойства 7
1.5.Электролитическая диссоциация в растворе 8
1.5.1.Теория электролитической диссоциации Аррениуса.
|
|
|
Закон разведения Оствальда 8
1.5.2. Термодинамическая константа диссоциации
растворов электролитов 11
1.6. Механизм переноса тока в растворах электролитов.
Числа переноса 13
1.7. Удельная и эквивалентная электрические проводимости
растворов электролитов 14
1.8. Молярная электрическая проводимость 16
1.9. Зависимость молярной электропроводимости от температуры 18
1.10. Молярная электрическая проводимость ионов
гидроксония и гидроксида 18
1.11. Влияние природы растворителя на предельную подвижность ионов 19
1.12. Кондуктометрический метод анализа 20
1.13. Диссоциация воды. Ионное произведение воды 25
|
|
|
РАЗДЕЛ 2. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ЭЛЕМЕНТ 27
2.1. ЭДС электрохимической системы. Электродный потенциал 27
2.2. Строение ДЭС на границе раствор-металл 28
2.3. Устройство и изображение гальванического элемента 29
2.4. Термодинамика гальванического элемента 31
2.5. Вывод уравнения Нернста для расчета ЭДС гальванического
элемента 32
2.6. Классификация электродов 33
2.7. Классификация гальванических элементов 36
2.8.Потенциометрический метод анализа (ПМА) 38
РАЗДЕЛ 3. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОСТЫХ РЕАКЦИЙ 43
3.1. Классификация химических реакций 43
3.2. Элементарные химические реакции 44
|
|
|
3.3. Скорость химической реакции 44
3.4. Кинетические кривые и кинетические уравнения 45
3.5. Молекулярность и порядок реакции 46
3.6. Элементарный акт химического превращения.
Теория переходного состояния или активированного комплекса 48
3.7. Интегральные и дифференциальные уравнения реакций
с целочисленными порядками реакций 49
3.7.1. Реакции нулевого порядка 49
3.7.2. Односторонние (необратимые) реакции I порядка 51
3.7.3. Односторонние реакции II порядка 53
3.7.4. Односторонние реакции nго порядка 55
3.7.5. Методы определения порядка реакции 56
3.8. Зависимость скорости химической реакции от температуры.
|
|
|
Уравнение Аррениуса 58
РАЗДЕЛ 4. КИНЕТИКА СЛОЖНЫХ ГОМОГЕННЫХ И ГЕТЕРОГЕННЫХ
РЕАКЦИЙ. КАТАЛИТИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ 60
4.1. Мономолекулярные обратимые (двусторонние) реакции первого
порядка 60
4.2. Мономолекулярные параллельные односторонние реакции 62
4.3. Мономолекулярные односторонние последовательные реакции 63
4.4. Основные понятия кинетики гетерогенных реакций 66
4.5. Интегральное кинетическое уравнение для расчета константы гетерогенной реакции 69
4.6. Катализ. Специфичность, селективность катализа 70
4.6.1. Свойства катализаторов 71
4.6.2.Каталитическая активность и избирательность 74
4.6.3. Кислотно-основной катализ 75
4.7. Гетерогенный катализ. Теории гетерогенного катализа 79
Рекомендуемая литература 84
ВВЕДЕНИЕ
Основными целями учебной дисциплины «Неравновесные процессы в сложных химических процессах» является изучение и объяснение закономерностей, определяющих временные характеристики химических процессов, скорость их протекания, влияние на них параметров окружающей среды, условия получения максимального выхода продукта. Эта дисциплина формирует творческое инженерное мышление студентов, стремится к количественному описанию химических процессов, используя такие фундаментальные методы исследования как термодинамический, квантово – химический, статистический, поэтому для успешного усвоения кинетических закономерностей химических превращений студент должен владеть основами физики и высшей математики, а также иметь твердые знания по неорганической и органической химии.
Электрохимия – это раздел физической химии, в котором изучаются законы взаимного превращения химической и электрической формы энергии и систем, где эти превращения совершаются. Электрические системы и явления рассматриваются в равновесных условиях в отсутствии электрического тока и в неравновесных при прохождении электрического тока.
Знание физико – химических закономерностей протекания химических реакций во времени открывает перед инженером широкие возможности для понимания функционирования экологических систем, разработки новых технологических процессов, удовлетворяющих современным требованиям экологической безопасности, для разработки методов и средств, необходимых для создания автоматизированных систем мониторинга окружающей среды.
Преподавание физической химии неравновесных процессов имеет цель дать студенту тот фундамент, с помощью которого можно провести количественный анализ любого физико-химического процесса.
РАЗДЕЛ 1. ТЕРМОДИНАМИКА РАСТВОРОВ ЭЛЕКТРОЛИТОВ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 333; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!