Фізична хімія с фундаментальною хімічною дисципліною у підготовці хіміків будь-якої спеціальності. її закони і методи широко застосовуються в різних галузях хімії, біології, медицини, геології, сільського господарства. Підручник, створений з використанням багаторічного досвіду викладання фізичної хімії у Харківському національному університеті ім. В.Н.Каразіна, містить основні розділи курсу відповідно до програми з фізичної хімії для хімічних спеціальностей університетів. Призначений для студентів хімічних та хіміко-технологічних факультетів вузів, а також буде корисним для аспірантів, наукових робітників, студентів нехімічних спеціальностей. ЗМІСТ Вступ 8 Розділ 1. Предмет і методи термодинаміки 1.1. Хімічна термодинаміка 10 1.2. Основні поняття і визначення 11 1.3. Оборотні і необоротні процесу 13 Контрольні запитання 16 Розділ 2. Перший закон термодинаміки 2.1. Формулювання і аналітичний вираз першого закону 17 2.2. Деякі застосування першого закону до ідеальних газів 19 2.3. Калоричні коефіцієнти 21 2.4. Теплоємність 22 2.5. Теплові ефекти 25 2.6. Залежність теплового ефекту від температури 29 Контрольні запитання 30 Розділ 3. Другий закон термодинаміки 3.1. Самочинні та несамочинні процеси 32 3.2. Формулювання другого закону 33 3.3. Цикл Карно 33 3.4. Теореми Карно-Клаузіуса 35 3.5. Ентропія 38 3.6. Розрахунок змін ентропії в різних процесах 39 3.7. Абсолютні значення ентропії 42 3.8. Статистичний характер другого закону термодинаміки 42 Контрольні запитання 44 Розділ 4. Термодинамічні потенціали. Загальні умови рівноваги 4.1. Термодинамічні потенціали 46 4.2. Зміна термодинамічних потенціалів як критерій напрямку процесів і рівноваги 47 4.3. Характеристичні функції 49 4.4. Рівняння максимальної роботи (рівняння Гіббса-Гельмгольца) 51 4.5. Хімічний потенціал 52 4.6. Рівноважне співіснування фаз 54 4.7. Правило фаз Гіббса 55 Контрольні запитання 57 Розділ 5. Термодинаміка однокомпонентних систем 5.1. Термодинамічні потенціали ідеальних газів 59 5.2. Реальні гази. Леткість 60 5.3. Стандартний стан 64 5.4. Залежність леткості від температури 65 5.3. Стандартний стан 64 5.4. Залежність леткості від температури 65 5.5. Фазові перетворення. Рівняння Клаузіуса-Клапейрона 66 5.6. Діаграми стану 69 5.7. Енантіотропні і монотропні перетворення 71 Контрольні запитання 74 Розділ 6. Термодинамічні характеристики багатокомпонентних систем 6.1. Розчини. Основні поняття і визначення 76 6.2. Парціальні мольні величина 77 6.3. Основні рівняння для парціальних мольних величин 79 6.4. Термодинамічні функції розчинів газів (газових сумішей) 80 Контрольні запитання 83 Розділ 7. Рівновага рідкий розчин - газ 7.1. Ідеальні, гранично розбавлені і неідеальні розчини 85 7.2. Тиск насиченої пари над бінарним рідким розчином 86 7.3. Реальні розчини 88 7.4. Активність компонентів розчину 89 7.5. Розчинність газів у рідинах 92 7.6. Залежність розчинності газів від температури 93 7.7. Рівновага рідина - пара у бінарних системах 94 7.8. Розділення компонентів розчину 97 7.9. Азеотропні розчини 99 7.10. Обмежена взаємна розчинність рідин 102 Контрольні запитання 107 Розділ 8. Гетерогенні рівноваги тверда речовина - рідина у бінарних системах 8.1. Розчинність твердих тіл у рідинах 108 8.2. Температура кипіння розчинів нелетких речовин. Ебуліоскопія 109 8.3. Виділення твердого розчинника з розчинів. Кріоскопія 111 8.4. Визначення коефіцієнтів активності розчиненої речовини кріоскопічним методом 113 8.5. Осмос 115 Контрольні запитання .118 Розділ 9. Діаграми стану двокомпонентних систем з конденсованими фазами 9.1. Об'ємна та плоска діаграми 119 9.2. Двокомпонентні системи з простою евтектикою 120 9.3. Термічний аналіз 123 9.4. Бінарні системи з хімічною сполукою, яка плавиться конгруентно (без розкладання) 124 9.5. Системи з хімічною сполукою, яка плавиться інконгруентно (з розкладанням) 125 9.6. Тверді розчини 128 9.7. Двокомпонентні системи з обмеженою взаємною розчинністю у твердому стані 130 9.8. Фізико-хімічний аналіз 133 Контрольні запитання 135 Розділ 10. Трикомпонентні системи 10.1. Способи зображення складу трикомпонентних систем 137 10.2. Об'ємна діаграма стану 139 10.3. Обмежена взаємна розчинність трьох рідин 145 10.4. Розподіл речовини між двома розчинниками, що не змішуються 146 Контрольні запитання 148 Розділ 11. Хімічна рівновага в газах і розчинах 11.1. Хімічна рівновага. Умови хімічної рівноваги 149 11.2. Закон дії мас 151 11.3. Рівняння ізотерми хімічної реакції. Хімічна спорідненість 153 11.4. Вплив зовнішніх умов на положення рівноваги. Принцип рухомої рівноваги 154 11.5. Вплив температури на хімічну рівновагу 155 11.6. Гетерогенні хімічні рівноваги 157 11.7. Комбінування рівноваг 158 11.8. Хімічна рівновага і тепловий закон Нернста 159 11.9. Ентропійний метод розрахунку констант рівноваги 163 Контрольні запитання 164 Розділ 12. Поверхневі явища і адсорбція 12.1. Поверхневий шар. Поверхневий натяг 166 12.2. Термодинамічна рівновага поверхневого шару з об'ємними фазами 168 12.3. Фундаментальні рівняння для поверхневого шару. Адсорбційна формула Гіббса 169 12.4. Застосування адсорбційного рівняння Гіббса. Поверхнево-активні речовини 171 12.5. Адсорбція на твердих поверхнях 172 Контрольні запитання 174 Розділ 13. Елементи термодинаміки необоротних процесів 13.1. Сили і потоки 175 13.2. Виникнення ентропії 177 13.3. Хімічні реакції 179 Контрольні запитання 181 Розділ 14. Елементи статистичної термодинаміки 14.1. Основні поняття. Розрахунок імовірності 182 14.2. Закон розподілу Больцмана 184 14.3. Сума за станами 185 14.4. Розрахунок суми за станами 187 14.5. Розрахунок термодинамічних величин за допомогою статистичних сум за станами 190 14.6. Термодинамічні функції одноатомного ідеального газу 191 14.7. Розрахунок констант рівноваги 192 Контрольні запитання 193 Розділ 15. Розчини електролітів 15.1. Електролітична дисоціація 194 15.2. Сольватація іонів 196 15.3. Активність і коефіцієнти активності електролітів 199 15.4. Теорія розчинів сильних електролітів 203 15.5. Розрахунок коефіцієнтів активності іонів 207 15.6. Слабкі електроліти. Термодинамічна константа дисоціації 209 15.7. Єдина кількісна теорія дисоціації електролітів М. А. Ізмайлова 211 Контрольні запитання 214 Розділ 16. Кислотно-основні рівноваги в розчинах 16.1. Кислоти і основи 216 16.2. Теорія кислот і основ Бренстеда 217 16.3. Сила кислот і основ 219 16.4. Дисоціація води 222 16.5. Водні розчини слабких кислот 223 16.6. Водні розчини слабких основ 224 16.7. Гідроліз солей 225 16.8. Кислотність розчинів у різних розчинниках. Шкала рН 228 16.9. Буферні розчини 230 16.10. Індикаторний метод визначення рН 233 16.11. Функції кислотності 237 16.11. Кислотно-основне титрування 239 Контрольні запитання 243 Розділ 17. Електрична провідність розчинів електролітів 17.1. Питома і молярна електричні провідності 245 17.2. Рухливість іонів 248 17.3. Залежність молярної електричної провідності від концентрації 251 17.4. Ефекти Віна і Дебая-Фалькенгагена 253 17.5. Електрична провідність неводних розчинів 254 17.6. Числа переносу 255 17.7. Вимірювання електричної провідності розчинів електролітів . . . 257 17.8. Кондуктометричне титрування 258 17.9. Визначення констант дисоціації 260 Контрольні запитання 261 Розділ 18. Електрохімічні елементи 18.1. Електрохімічні елементи. Електрорушійна сила 263 18.2. Термодинаміка електрохімічних елементів 265 18.3. ЕРС як сума стрибків потенціалів 268 18.4. Подвійний електричний шар 272 18.5. Електродні потенціали 276 18.6. Типи електродів 278 18.7. Типи електрохімічних елементів 290 18.8. Потенціометрія 297 Контрольні запитання 303 Розділ 19. Хімічні джерела струму 19.1. Загальна характеристика хімічних джерел струму 305 19.2. Первинні хімічні джерела струму 306 19.3. Акумулятори 307 19.4. Хімічні джерела струму на основі неводних електролітів 309 19.5. Паливні елементи 314 Контрольні запитання 316 Розділ 20. Формальна кінетика - 20.1. Предмет хімічної кінетики 318 20.2. Основні поняття і визначення 319 20.3. Прості необоротні реакції 322 20.4. Методи визначення порядку реакції 327 20.5. Складні реакції 329 20.6. Метод стаціонарних концентрацій 335 20.7. Вплив температури на швидкість хімічних реакцій 337 20.8. Гетерогенні хімічні реакції 341 Контрольні запитання 343 Розділ 21. Теоретичні уявлення хімічної кінетики 21.1. Елементарна теорія активних зіткнень для бімолекулярних реакцій 345 21.2. Мономолекулярні реакції 348 21.3. Теорія активованого комплексу (перехідного стану) 353 21.4. Реакції у розчинах 361 Контрольні запитання 367 Розділ 22. Ланцюгові реакції 22.1. Основні поняття про ланцюгові реакції 369 22.2. Елементарна теорія ланцюгових реакцій 375 Контрольні запитання 378 Розділ 23. Реакції під дією випромінювання 23.1. Фотохімічні реакції. Основні закони фотохімії 380 23.2. Основні типи фотохімічних процесів 382 23.3. Хімічні реакції під дією випромінювань великих енергій 384 Контрольні запитання 399 Розділ 24. Каталітичні реакції 24.1. Загальна характеристика і класифікація каталітичних реакцій 401 24.2. Гомогенні каталітичні реакції 402 24.3. Кислотно-основний каталіз 406 24.4. Загальна характеристика гетерогенних каталітичних процесів 408 24.5. Активація в гетерогенних каталітичних реакціях 411 24.6. Кінетика гетерогенних каталітичних реакцій у статичних умовах 413 Контрольні запитання 414 Розділ 25. Теорії активних центрів у гетерогенному каталізі 25.1. Активні центри гетерогенних каталізаторів 416 25.2. Мультиплетна теорія каталізу 418 25.3. Теорія активних ансамблів 421 25.4. Електронні уявлення у гетерогенному каталізі 425 Контрольні запитання 432 Розділ 26. Кінетика електрохімічних процесів 26.1. Нерівноважні електрохімічні процеси. Електроліз 433 26.2. Поляризація електродів 436 26.3. Перенапруга 444 26.4. Полярографія 452 26.5. Електрохімічне виділення металів 455 26.6. Електрохімічне розчинення і пасивність металів 457 26.7. Корозія металів 460 Контрольні запитання 468 Предметний покажчик 470 Література 478