Физическая и коллоидная химия. Задачник: учебное пособие для студентов, изучающих физическую и коллоидную химию по направлению подготовки 060301 "Фармация"

Оглавление Физическая и коллоидная химия. Задачник ............................................................................... 1 СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ ................................................................................................................... 5 ПРЕДИСЛОВИЕ ................................................................................................................................... 5 Раздел 1. ТЕРМОДИНАМИКА ............................................................................................................ 6 1.1. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ......................................................................................... 6 1.2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ. ЭНТРОПИЯ. ВТОРОЙ И ТРЕТИЙ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ ........................................................................................................................... 7 1.3. ТЕПЛОЕМКОСТЬ ......................................................................................................................... 9 1.4. ЭНТАЛЬПИЯ. ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ. НУЛЕВОЙ И ПЕРВЫЙ ЗАКОНЫ ТЕРМОДИНАМИКИ. ТЕРМОХИМИЯ ................................................................................................................................... 9 1.5. ВТОРОЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ ДЛЯ ЕИЗОЛИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ......................................................................................... 12 1.6. ЭНТРОПИЯ КАК МЕРА СВЯЗАННОЙ ЭНЕРГИИ ......................................................................... 15 1.7. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОТЕНЦИАЛЫ И ИХ ЧАСТНЫЕ ПРОИЗВОДНЫЕ .............................. 16 1.8. ИЗОБАРНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ ОБРАЗОВАНИЯ ............................................................................. 17 1.9. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ИЗОБАРНЫЙь ПОТЕНЦИАЛ. УРАВНЕНИЕ ГИББСА- ГЕЛЬМГОЛЬЦА ................................................................................................................................ 17 1.10. ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ. УРАВНЕНИЕ ИЗОТЕРМЫ ........................................................ 18 1.11. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ХИМИЧЕСКОЕ РАВНОВЕСИЕ ................................................... 19 1.12. ХИМИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ. УРАВНЕНИЕ ГИББСА-ДЮГЕМА ................................................ 20 1.13. УСЛОВИЕ ХИМИЧЕСКОГО РАВНОВЕСИЯ................................................................................ 21 1.14. ТЕРМОДИНАМИКА ИДЕАЛЬНЫХ СМЕСЕЙ ............................................................................ 21 1.15. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ .............................................................................................................. 24 Раздел 2. КОЛЛИГАТИВНЫЕ СВОЙСТВА ..................................................................................... 50 2.1. ОСМОС И ОСМОТИЧЕСКОЕ ДАВЛЕНИЕ. ЗАКОН ВАНТ-ГОФФА ............................................... 50 2.2. ПОНИЖЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЗАМЕРЗАНИЯ ............................................................................ 51 2.3. ПОВЫШЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ КИПЕНИЯ РАСТВОРА ТВЕРДОГО НЕЛЕТУЧЕГО ВЕЩЕСТВА В ЖИДКОСТИ ...................................................................................................................................... 52 2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЛЯРНОЙ МАССЫ РАСТВОРЕННОГО ВЕЩЕСТВА КРИОСКОПИЧЕСКИМ, ЭБУЛЛИОСКОПИЧЕСКИМ И ОСМОТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ ........................................................... 52 2.5. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ................................................................................................................ 53 2.6. ЗАДАЧИ ..................................................................................................................................... 54 Раздел 3. ТЕРМОДИНАМИКА ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ .......................................................... 57 3.1. УСЛОВИЯ ФАЗОВОГО РАВНОВЕСИЯ. ПРАВИЛО ФАЗ ГИББСА................................................. 57 3.2. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ. СОСУЩЕСТВОВАНИЕ ФАЗ ................................................................... 58 3.3. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ УСЛОВИЙ НА ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ. УРАВНЕНИЕ КЛАПЕЙРОНА- КЛАУЗИУСА ..................................................................................................................................... 60 3.4. ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ. ПРИНЦИПЫ АНАЛИЗА ФАЗОВЫХ ДИАГРАММ ............................. 62 3.5. ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ БИНАРНЫХ СИСТЕМ. КЛАССИФИКАЦИЯ ....................................... 62 3.6. ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ ДЛЯ РАВНОВЕСИЯ «КРИСТАЛЛ-ЖИДКОСТЬ» ................................ 63 3.7. ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ ДЛЯ РАВНОВЕСИЯ «ЖИДКОСТЬ-ПАР» ........................................... 76 3.8. ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ ДЛЯ РАВНОВЕСИЯ «ЖИДКОСТЬ-ЖИДКОСТЬ». ОГРАНИЧЕННО РАСТВОРИМЫЕ ЖИДКОСТИ ........................................................................................................... 88 3.9. МНОГОКОМПОНЕНТНЫЕ СИСТЕМЫ ....................................................................................... 91 3.10. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ .............................................................................................................. 96 Раздел 4. ЭЛЕКТРОХИМИЯ ............................................................................................................ 156 4.1. РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ ................................................................................................... 156 4.2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ КОНСТАНТА ДИССОЦИАЦИИ. АКТИВНОСТЬ И КОЭФФИЦИЕНТ АКТИВНОСТИ. ИОННАЯ СИЛА РАСТВОРА .................................................................................... 160 4.3. БУФЕРНЫЕ РАСТВОРЫ. РАСЧЕТ рН БУФЕРНЫХ РАСТВОРОВ ................................................ 161 4.4. ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ. ПОТЕНЦИОМЕТРИЯ ............................................................ 162 4.5. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ. ЭЛЕКТРОДВИЖУЩАЯ СИЛА ............................................... 167 4.6. СПОСОБЫ ОБОЗНАЧЕНИЙ ДЛЯ ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ......................................... 169 4.7. ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН .................... 170 4.8. НЕРАВНОВЕСНЫЕ ЭЛЕКТРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ...................................................................... 174 Раздел 5. КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И КАТАЛИЗ ................................................. 209 5.1. КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ ...................................................................................... 209 5.2. КАТАЛИЗ ................................................................................................................................. 217 5.3. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ .............................................................................................................. 221 Раздел 6. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ...................................................................................... 229 6.1. ТЕРМОДИНАМИКА ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ. ................................................................ 229 6.2. АДСОРБЦИЯ НА ТВЕРДОЙ ПОВЕРХНОСТИ ............................................................................ 236 6.3. УЛЬТРАМИКРОГЕТЕРОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ. ЗОЛИ ................................................................. 239 6.4. ПОРОГ КОАГУЛЯЦИИ ЗОЛЯ.................................................................................................... 243 6.5. ЭЛЕКТРОФОРЕЗ ...................................................................................................................... 245 6.6. МИКРОГЕТЕРОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ ......................................................................................... 249 6.7. ЭМУЛЬСИИ ............................................................................................................................. 254 6.8. ПОЛИЭЛЕКТРОЛИТЫ. ИЗОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТОЧКА ............................................................. 257 6.9. РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ .......................................................... 261 6.10. ВЯЗКОСТЬ И ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ ВЕЩЕСТВА ............................................................ 267 6.11. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ............................................................................................................ 268 6.12. ЗАДАЧИ ................................................................................................................................. 296 ЭТАЛОНЫ ОТВЕТОВ ..................................................................................................................... 304 ПРИЛОЖЕНИЕ ................................................................................................................................ 318 ЛИТЕРАТУРА .................................................................................................................................. 338