Физическая и коллоидная химия для металлургических специальностей, Теория, Практикум, Расчеты, Монография, Петухов О.Ф., Санакулов К., Шарафутдинов У.З., 2023

Физическая и коллоидная химия для металлургических специальностей, Теория, Практикум, Расчеты, Монография, Петухов О.Ф., Санакулов К., Шарафутдинов У.З., 2023.

   Данная книга является пилотным проектом в создании единого дидактического пространства естественно-научных дисциплин, позволяющего представить физическую и коллоидную химию как науку, имеющую могучие корни, но в то же время динамически развивающуюся, использующую передовые идеи и достижения. В связи с этим в учебнике усилена металлургическая и экологическая направленность курса, отвечающая новым требованиям к формированию универсальных и предметно-специализированных компетенций.
Особенностью данной книги является ориентация на современную образовательную модель, предполагающую сокращение аудиторных форм работы и более четкую проработку вопросов самостоятельной подготовки студентов. При выборе объема и глубины изложения материала авторы руководствовались принципами доступности, преемственности и вариативности.
Книга предназначена для студентов высших учебных заведений, обучающихся по металлургическим, химическим, экологическим специальностям. Материалы книги могут быть полезны при планировании факультативных и элективных курсов, работе со студентами в рамках студенческих научных обществ, исследовательской деятельности докторантов и стажеров-исследователей.




Кинетическая теория газов.
Молекулы газа при температуре Т находятся в состоянии движения, причём различные молекулы в данный момент времени имеют различные скорости v и различные кинетические энергии поступательного движения l/2mv2 (m - масса молекулы). Уставлено, что средняя кинетическая энергия молекулы 1/2m(v2)ф одинакова для всех газов при одной и той же температуре и эта энергия возрастает с повышением температуры, причём прямо пропорционально абсолютной температуре Т. Средняя скорость молекул водорода при 0°С равна 1.84•103 м/с. При более высоких температурах средняя скорость ещё выше, и для молекул водорода её величина удваивается, достигая значения 3.68•103 м/с при 820°С, что соответствует повышению абсолютной температуры в 4 раза.

Поскольку различные молекулы обладают одинаковой средней кинетической энергией, то среднее значение квадрата скорости обратно пропорционально массе молекулы, следовательно, средняя скорость обратно пропорциональна корню квадратному из молекулярного веса. Молекулярный вес кислорода в 16 раз больше молекулярного веса водорода, следовательно, молекулы кислорода движутся в 4 раза медленнее, чем молекулы водорода при одной и той же температуре. Средняя скорость молекул кислорода при 0°С равна 0.46 • 10 м/с.

Оглавление.
ПРЕДИСЛОВИЕ.
ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1.1. ГАЗЫ.
1.1.1. Общие положения.
1.1.2. Закон Авогадро.
1.1.3. Закон Бойля-Мариотта.
1.1.4. Закон Шарля-Гей-Люссака.
1.1.5. Уравнение состояния идеальных газов Менделеева- Клапейрона.
1.1.6. Закон Дальтона. Газовые смеси.
1.1.7. Уравнение состояния реальных газов Ван-дер-Ваальса.
1.1.8. Кинетическая теория газов.
1.1.9. Закон распределения молекул по скоростям Максвелла-Больцмана.
ГЛАВА 1.2. РАСТВОРЫ.
1.2.1 Общие положения. Гидратация.
1.2.2. Растворимость твёрдых веществ. Произведение растворимости.
1.2.3. Ионная сила растворов. Коэффициенты активности.
1.2.4. Растворимость газов в жидкостях.
1.2.5. Давление пара растворов. Закон Рауля.
1.2.6. Температура замерзания и кипения растворов.
1.2.7. Осмотическое давление растворов. Закон Вант-Гоффа.
ГЛАВА 1.3. ПЕРВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ. ТЕПЛОЁМКОСТЬ.
1.3.1. Основные понятия.
1.3.2. Первое начало (первый закон) термодинамики.
1.3.3. Теплоёмкость.
1.3.4. Энтальпия.
1.3.5. Теплота парообразования и теплота фазовых переходов.
ГЛАВА 1.4. ТЕРМОХИМИЯ. ЗАКОН ГЕССА. УРАВНЕНИЕ КИРХГОФА.
1.4.1. Основные понятия.
1.4.2. Закон Гесса.
1.4.3. Уравнение Кирхгофа.
ГЛАВА 1.5. ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ.
1.5.1 Основные понятия.
1.5.2. Второе начало термодинамики. Принцип Каратеодори. Энтропия.
1.5.3. Термодинамическая Т-S-диаграмма.
1.5.4. Изобарный и изохорный потенциалы.
1.5.5. Химический потенциал.
ГЛАВА 1.6. ЗАКОН ДЕЙСТВИЯ МАСС. КОНСТАНТА РАВНОВЕСИЯ.
1.6.1. Закон действия масс и константа равновесия.
1.6.2. Зависимость константы равновесия химической реакции от температуры.
1.6.3. Принцип смещения равновесия Ле-Шателье-Брауна.
ГЛАВА 1.7. ФАЗОВОЕ РАВНОВЕСИЕ.
1.7.1. Основные понятия и определения.
1.7.2. Основной закон фазового равновесия. Уравнение Гиббса. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса.
1.7.3. Однокомпонентные гетерогенные системы. Диаграмма состояния воды.
1.7.4. Термический анализ.
1.7.5. Диаграммы состояния двухкомпонентных систем.
ГЛАВА 1.8. ЭЛЕКТРОХИМИЯ.
1.8.1. Удельная и эквивалентная электропроводности. Подвижность ионов. Закон независимости движения ионов. Ионная проводимость кристаллов.
1.8.2. Кондуктометрия.
1.8.3. Электродные потенциалы и электродвижущие силы.
1.8.4. Электроды. Гальванические элементы.
1.8.5. Потенциометрия.
1.8.7. Электролиз.
1.8.8. Электролитическое получение элементов.
ГЛАВА 1.9. ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА.
1.9.1. Основные понятия.
1.9.2. Кинетика необратимых реакций простых типов, протекающих в статических условиях.
1.9.3. Способы определения порядка реакции.
1.9.4. Влияние температуры на скорость реакции. Энергия активации. Уравнения Аррениуса.
1.9.5. Кинетика гетерогенных процессов.
1.9.6. Гетерогенные процессы при стационарной конвективной диффузии.
1.9.7. Влияние температуры на гетерогенные процессы.
1.9.8. Признаки протекания гетерогенного процесса во внешнедиффузионной области.
1.9.9. Кинетика реакций горения (взрыва).
1.9.10. Температура самовоспламенения (взрыва). Формулы Семенова и Франк-Каменецкого.
1.9.11. Зажигание неподвижной смеси. Ламинарный режим распространения фронта пламени.
ЧАСТЬ ВТОРАЯ. КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ.
ВВЕДЕНИЕ.
Предмет и задачи коллоидной химии. Краткая история развития коллоидной химии как науки.
ГЛАВА 2.1. КОЛЛОИДНОЕ СОСТОЯНИЕ ВЕЩЕСТВА.
2.1.1. Дисперсные системы, их классификация.
2.1.2. Получение и очистка дисперсионных систем.
2.1.3. Определение размеров частиц в дисперсионных системах. Седиментационный анализ.
ГЛАВА 2.2. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОЛЛОИДНЫХ СИСТЕМ.
2.2.1. Броуновское движение.
2.2.2. Диффузия и осмотическое давление в коллоидных системах.
2.2.3. Оптические свойства дисперсных систем.
2.2.4. Ультрамикроскоп.
2.2.5. Электронная микроскопия.
2.2.6. Рентгенография.
ГЛАВА 2.3. ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.
2.3.1. Поверхностное натяжение. Поверхностная энергия.
2.3.2. Смачивание и флотация. Смачивание и выщелачивание. Смачивание и пирометаллургия.
2.3.3. Смачивание и капиллярные явления.
2.3.4. Капиллярная конденсация.
ГЛАВА 2.4. АДСОРБЦИЯ.
2.4.1. Основные понятия. Уравнения Гиббса и Ленгмюра.
2.4.2. Влияние ПАВ на адсорбцию.
2.4.3. Практическое применение адсорбции.
ГЛАВА 2.5. ДВОЙНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СЛОЙ И ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ.
2.5.1. Двойной электрический слой. Электрокинетический потенциал.
2.5.2. Электрокинетические явления: электроосмос, электрофорез, потенциалы седиментации и протекания.
2.5.3. Электродиализ.
ГЛАВА 2.6. УСТОЙЧИВОСТЬ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ.
2.6.1. Основные понятия. Коагуляция.
2.6.2. Неправильные ряды при коагуляции.
2.6.3. Коагуляция смесью электролитов.
2.6.4. Взаимная коагуляция. Практическое применение коагуляции.
2.6.5. Защитное действие в коллоидных системах.
2.6.6. Пептизация.
2.6.7. Строение коллоидных частиц. Мицеллы.
2.6.8. Гели и студни.
2.6.9. Связанная вода и методы её определения.
2.6.10. Старение коллоидных систем. Синерезис.
ГЛАВА 2.7. ЭМУЛЬСИИ И ПЕНЫ.
2.7.1. Эмульсии.
2.7. 2. Пены.
ГЛАВА 2.8. АЭРОЗОЛИ.
2.8.1. Общая характеристика.
2.8.2. Электрические свойства.
2.8.3. Использование аэрозолей для решения практических задач.
2.8.4. Методы борьбы с аэрозолями.
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ. ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ ПО ФИЗИЧЕСКОЙ И КОЛЛОИДНОЙ ХИМИИ.
Лабораторная работа №1. Определение молекулярного веса вещества по методу Гофмана.
Лабораторная работа №2. Определение молекулярного веса вещества по понижению температуры замерзания раствора.
Лабораторная работа №3. Зависимость давления насыщенного пара от температуры. Определение теплоты парообразования.
Лабораторная работа №4. Калориметрические измерения (определение теплоты растворения соли, определение теплоты гидратообразования сульфата меди).
Лабораторная работа №5. Определение константы равновесия реакции СО2+Н2 = СО + Н2О.
Лабораторная работа №6. Термический анализ. Исследования диссоциации некоторых карбонатных минералов методом дифференциального термического анализа.
Лабораторная работа №7. Определение удельной электропроводности воды и сильных электролитов. Определение константы диссоциации слабого электролита.
Лабораторная работа №8. Кондуктометрическое титрование.
Лабораторная работа №9. Определение стандартной ЭДС.
Лабораторная работа №10. Потенциометрическое титрование.
Лабораторная работа №11. Исследование кинетики выщелачивания. Определение кажущегося порядка реакции. Определение кажущейся энергии активации.
Лабораторная работа №12. Получение коллоидных растворов (лиозолей) и исследование их некоторых свойств.
Лабораторная работа №13. Нефелометрический и турбидиметрический методы анализа коллоидных растворов.
Лабораторная работа №14. Седиментационный анализ суспензий.
Лабораторная работа №15. Измерение поверхностного натяжения. Смачивание.
Лабораторная работа №16. Исследование адсорбции из растворов.
Лабораторная работа №17. Электродиализ.
Лабораторная работа №18. Фильтрационный анализ. Исследование суспензий методом фильтрационного анализа.
Лабораторная работа №19. Определение температуры вспышки жидкого топлива.
Лабораторная работа №20. Определение зольности твёрдого топлива.
ЧАСТЬ ЧЕТВЁРТАЯ. ХИМИКО–ТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЁТЫ.
4.1. Способы выражения концентрации и их взаимный пересчёт.
4.2. Балансовые расчёты.
4.3. Расчёт технологических показателей обогащения.
4.4. Окислительно–восстановительные потенциалы.
4.5. Выщелачивание.
4.6. Сорбция.
4.7. Экстракция.
4.8. Электролиз.
4.9. Тепловые расчёты.
4.9.1. Теплоёмкость.
4.9.2. Тепловой эффект реакции. Закон Гесса.
4.9.3. Расчёт тепловых эффектов химических реакций по стандартным теплотам образования или сгорания химических соединений.
4.9.4. Зависимость теплового эффекта химической реакции от температуры (закон Кирхгофа).
4.10. Обжиг.
4.11. Расчёты по Первому закону термодинамики.
ЧАСТЬ ПЯТАЯ. МАТЕРИАЛЫ К ДОПОЛНИТЕЛЬНОМУ ИЗУЧЕНИЮ.
5.1. Третье начало термодинамики.
5.2. Исключения из третьего начала термодинамики.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Физическая и коллоидная химия для металлургических специальностей, Теория, Практикум, Расчеты, Монография, Петухов О.Ф., Санакулов К., Шарафутдинов У.З., 2023 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по химии :: химия :: Петухов :: Санакулов :: Шарафутдинов