Chemia fizyczna. Tom 1

Krzysztof Pigoń, Zdzisław Ruziewicz

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-14484-5

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2005

Liczba stron:

656

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Pigoń, Krzysztof; Ruziewicz, Zdzisław. Chemia fizyczna. Tom 1. Red. . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2005, 656 s. ISBN 978-83-01-14484-5

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Pigoń, K.

A1 Ruziewicz, Z.

T1 Chemia fizyczna. Tom 1

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2005

SN 978-83-01-14484-5

Bibliografia BibTex:

@Book{ 199, author = "Pigoń, Krzysztof and Ruziewicz, Zdzisław", editor = "", title = "Chemia fizyczna. Tom 1", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2005", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-14484-5" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Pigoń, Krzysztof

AU - Ruziewicz, Zdzisław

ED -

TI - Chemia fizyczna. Tom 1

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2005

SN - 978-83-01-14484-5

ER -

Netografia (standard APA):

Pigoń, Krzysztof; Ruziewicz, Zdzisław. Chemia fizyczna. Tom 1 [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2005 [dostęp: 03 05 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/chemia-fizyczna-tom-1-krzysztof-pigon-zdzislaw-199.

chemia, chemia fizyczna, termodynamika chemiczna

Od wielu lat podręcznik znany i uznawany za standard na wielu uczelniach. Poprowadzono w nim spójny i jednolity wykład chemii fizycznej, który opiera się na termodynamice oraz mechanice kwantowej. Od czasu pierwszego wydania zaszło jednak wiele zm...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-14484-5

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2005

Liczba stron:

656

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Przedmowa13
Wstęp17
1. TERMODYNAMIKA CHEMICZNA19
1.1. Pojęcia podstawowe19
1.2 Pierwsza zasada termodynamiki24
1.2.1. Sformułowanie pierwszej zasady termodynamiki24
1.2.2. Praca26
1.2.3. Energia wewnętrzna28
1.3. Podstawy termochemii32
1.3.1. Ciepło reakcji w stałej objętości i pod stałym ciśnieniem; entalpia32
1.3.2. Związek między Cp a CV oraz między 1Hr a 1Ur36
1.3.3. Zależność ciepła reakcji od ciśnienia (objętości) i od temperatury39
1.3.4. Prawo Hessa. Standardowe ciepło reakcji41
1.3.5. Doświadczalne metody wyznaczania ciepła reakcji45
1.4. Druga zasada termodynamiki47
1.4.1. Procesy odwracalne i nieodwracalne47
1.4.2. Entropia48
1.4.3. Energia swobodna i entalpia swobodna52
1.4.4. Produkcja entropii w reakcji chemicznej. Powinowactwo chemiczne55
1.4.5. Związki między funkcjami termodynamicznymi57
1.5. Statyka chemiczna61
1.5.1. Układy otwarte. Potencjał chemiczny61
1.5.2. Potencjał chemiczny i powinowactwo. Równowaga chemiczna i fazowa63
1.5.3. Funkcje termodynamiczne gazu doskonałego65
1.5.4. Roztwory doskonałe i idealne69
1.5.5. Prawo działania mas69
1.5.6. Zależność stałych równowagi od temperatury i ciśnienia. Reguła przekory74
1.5.7. Roztwory rzeczywiste77
1.5.8. Powinowactwo standardowe i stała równowagi85
1.5.9. Twierdzenie Nernsta–Plancka87
1.5.10. Obliczanie wartości standardowego powinowactwa i stałej równowagi reakcji90
1.5.11. Obliczanie stężeń reagentów w stanie równowagi92
2. UKŁADY JEDNOSKŁADNIKOWE: GAZY I FAZY SKONDENSOWANE97
2.1. Teoria kinetyczna gazów97
2.1.1. Rozkład prędkości cząsteczek gazu98
2.1.2. Równanie stanu gazu101
2.1.3. Molowa pojemność cieplna gazu doskonałego102
2.1.4. Zderzenia cząsteczek gazu105
2.2. Gazy rzeczywiste108
2.2.1. Właściwości gazów rzeczywistych — gaz van der Waalsa108
2.2.2. Równania stanu gazów rzeczywistych115
2.2.3. Skraplanie gazów i zjawiska krytyczne123
2.2.4. Zredukowane równanie stanu. Teoremat o stanach odpowiadających sobie127
2.2.5. Współczynniki lotności131
2.2.6. Funkcje termodynamiczne gazów rzeczywistych134
2.3. Fazy skondensowane136
2.3.1. Funkcja rozkładu w fazach skondensowanych136
2.3.2. Stan ciekły137
2.3.3. Równania stanu cieczy139
2.4. Równowagi fazowe w układach jednoskładnikowych142
2.4.1. Przemiany fazowe pierwszego i drugiego rodzaju143
2.4.2. Prawo Clausiusa–Clapeyrona149
2.4.3. Wykresy fazowe układów jednoskładnikowych155
2.4.4. Przemiany monotropowe i enancjotropowe159
3. RÓWNOWAGI FAZOWE W UKŁADACH WIELOSKŁADNIKOWYCH163
3.1. Reguła faz Gibbsa163
3.1.1. Stopnie swobody164
3.1.2. Składniki niezależne166
3.1.3. Prawo przesunięć równowagi170
3.2. Układy dwuskładnikowe171
3.2.1. Rozpuszczalność wzajemna dwóch cieczy171
3.2.2. Prężność pary nasyconej nad roztworem. Prawo Raoulta i prawo Henry’ego176
3.2.3. Skład pary nad roztworem. Destylacja izotermiczna i izobaryczna182
3.2.4. Azeotropia186
3.2.5. Heteroazeotropia i heterozeotropia189
3.2.6. Rozpuszczalność gazów w cieczach193
3.2.7. Równowaga cieczy i fazy stałej w układzie dwuskładnikowym195
3.3. Zjawiska osmotyczne w układach dwuskładnikowych205
3.3.1. Ebuliometria i kriometria205
3.3.2. Ciśnienie osmotyczme roztworu211
3.4. Układy trójskładnikowe215
3.4.1. Trójkąt stężeń Gibbsa215
3.4.2. Rozpuszczalność wzajemna trzech cieczy216
3.4.3. Prawo podziału Nernsta219
3.4.4. Równowagi między fazami ciekłymi i stałymi222
3.5. Współczynniki aktywności składnika w roztworze226
3.6. Kinetyka i mechanizm przemian fazowych234
4. FAZY POWIERZCHNIOWE I UKŁADY DYSPERSYJNE240
4.1. Molekularna struktura warstwy powierzchniowej240
4.2. Adsorpcja243
4.2.1. Adsorpcja fizyczna i chemiczna243
4.2.2. Izoterma adsorpcji Langmuira246
4.2.3. Izotermy adsorpcji w układach rzeczywistych249
4.2.4. Adsorpcja w materiałach porowatych250
4.2.5. Zastosowania252
4.3. Zjawiska powierzchniowe w fazach jednoskładnikowych255
4.3.1. Termodynamika fazy powierzchniowej255
4.3.2. Ciśnienie pęcherzykowe257
4.3.3. Prężność pary nad zakrzywioną powierzchnią260
4.3.4. Napięcie powierzchniowe czystych cieczy262
4.3.5. Napięcie międzyfazowe. Praca adhezji, kąt zwilżania262
4.3.6. Metody pomiaru napięcia powierzchniowego265
4.4. Zjawiska powierzchniowe w roztworach268
4.4.1. Napięcie powierzchniowe roztworów. Równanie Szyszkowskiego268
4.4.2. Równanie adsorpcji Gibbsa i równanie stanu gazu dwuwymiarowego269
4.4.3. Adsorpcja z roztworów273
4.5. Struktura warstw powierzchniowych275
4.5.1. Warstwy monomolekularne na powierzchniach ciekłych275
4.5.2. Materiały do otrzymywania warstw Langmuira279
4.5.3. Otrzymywanie i właściwości warstw Langmuira–Blodgett280
4.5.4. Samoorganizujące się warstwy molekularne282
4.6. Procesy agregacji w układach wielofazowych284
4.7. Układy dyspersyjne291
4.7.1. Klasyfikacja układów dyspersyjnych293
4.7.2. Metody otrzymywania układów dyspersyjnych296
4.7.3. Trwałość układów dyspersyjnych299
4.7.4. Funkcje rozkładu mas molowych i średnie masy molowe305
4.7.5. Właściwości molekularno-kinetyczne307
4.7.6. Właściwości optyczne313
4.7.7. Zjawiska elektrokinetyczne317
5. ELEKTROCHEMIA323
5.1. Równowagi jonowe w roztworach324
5.1.1. Aktywności jonów i aktywność elektrolitu324
5.1.2. Teoria elektrolitów mocnych326
5.1.3. Iloczyn rozpuszczalności335
5.1.4. Równowagi kwasowo-zasadowe. Teoria Brønsteda338
5.1.5. Inne teorie kwasów i zasad347
5.1.6. Wykładnik jonów wodorowych (pH)348
5.2. Różnice potencjałów na granicach faz350
5.2.1. Potencjał Volty i potencjał Galvaniego353
5.2.2. Elektryczna warstwa podwójna355
5.2.3. Potencjał elektrochemiczny i różnica potencjałów na granicy faz357
5.3. Ogniwa elektrochemiczne361
5.3.1. Termodynamika ogniwa361
5.3.2. Potencjał półogniwa. Potencjał standardowy365
5.3.3. Rodzaje półogniw368
5.3.4. Wyznaczanie standardowych potencjałów półogniw i współczynników aktywności elektrolitu372
5.3.5. Szereg napięciowy metali374
5.3.6. Pomiar siły elektromotorycznej376
5.3.7. Potencjał dyfuzyjny. Ogniwa stężeniowe378
5.3.8. Potencjał membranowy. Elektrody jonoselektywne. Pomiary pH381
5.3.9. Ogniwa jako źródła energii386
5.4. Polaryzacja elektrod i procesy elektrodowe392
5.4.1. Energetyczne i kinetyczne warunki elektrolizy. Nadpotencjał393
5.4.2. Nadpotencjał dyfuzyjny396
5.4.3. Nadpotencjał aktywacyjny399
5.4.4. Nadpotencjał wydzielania wodoru401
5.4.5. Pasywacja i korozja metali. Wykresy Pourbaix’go404
5.5. Przewodnictwo elektryczne elektrolitów406
5.5.1. Wędrówka jonów407
5.5.2. Przewodność elektrolityczna i przewodność molowa407
5.5.3. Zależność przewodnictwa roztworu od stężenia414
5.5.4. Wpływ temperatury, ciśnienia i rodzaju rozpuszczalnika na przewodnictwo roztworów elektrolitów421
5.5.5. Liczby przenoszenia jonów424
5.5.6. Zastosowanie pomiarów przewodnictwa roztworów elektrolitów429
5.5.7. Przewodnictwo stopionych soli431
5.5.8. Przewodnictwo elektryczne kryształów jonowych434
5.6. Elektrochemiczne metody analizy435
5.6.1. Potencjometria i pehametria436
5.6.2. Kulometria438
5.6.3. Konduktometria439
5.6.4. Polarografia, woltamperometria i amperometria440
5.6.5. Metody inwersyjne447
6. ZJAWISKA TRANSPORTU I PROCESY NIEODWRACALNE449
6.1. Zjawiska transportu450
6.1.1. Efuzja450
6.1.2. Przewodzenie ciepła451
6.1.3. Dyfuzja453
6.1.4. Termodyfuzja456
6.1.5. Przepływ lepki458
6.2. Termodynamika procesów nieodwracalnych463
6.2.1. Lokalny opis termodynamiczny463
6.2.2. Źródło entropii465
6.2.3. Sprzężenia procesów471
6.2.4. Efekty krzyżowe474
6.2.5. Stany stacjonarne476
6.2.6. Zasada ewolucji. Struktury dysypacyjne478
6.2.7. Stabilność stanów stacjonarnych. Samoorganizacja480
7. KINETYKA CHEMICZNA483
7.1. Podstawy kinetyki chemicznej484
7.1.1. Szybkość i rząd reakcji484
7.1.2. Reakcje elementarne486
7.2. Doświadczalne metody badań kinetycznych489
7.2.1. Metody pomiarów kinetycznych489
7.2.2. Badanie kinetyki szybkich reakcji492
7.2.3. Wykrywanie przejściowych produktów reakcji495
7.3. Podstawowe równania kinetyczne497
7.3.1. Reakcje pierwszego rzędu497
7.3.2. Reakcje drugiego rzędu501
7.3.3. Reakcje trzeciego rzędu502
7.3.4. Reakcje n-tego rzędu504
7.3.5. Metody wyznaczania rzędu reakcji506
7.3.6. Równania kinetyczne reakcji biegnących w reaktorach przepływowych509
7.4. Kinetyka reakcji złożonych511
7.4.1. Reakcje odwracalne511
7.4.2. Reakcje równoległe515
7.4.3. Reakcje następcze516
7.4.4. Równowaga wstępna520
7.4.5. Przykłady mechanizmów reakcji złożonych523
7.5. Reakcje łańcuchowe528
7.5.1. Zarys mechanizmu reakcji łańcuchowych528
7.5.2. Proste przykłady kinetyki nierozgałęzionych reakcji łańcuchowych531
7.5.3. Reakcja syntezy HBr533
7.5.4. Rozgałęzione reakcje łańcuchowe i reakcje wybuchowe534
7.6. Mechanizm reakcji elementarnych539
7.6.1. Zależność szybkości reakcji od temperatury. Równanie Arrheniusa539
7.6.2. Energia aktywacji reakcji złożonych542
7.6.3. Teoria zderzeń aktywnych dla reakcji dwucząsteczkowych545
7.6.4. Podstawowe pojęcia teorii stanu przejściowego548
7.6.5. Powierzchnia energii potencjalnej i współrzędna reakcji551
7.6.6. Rola oscylacji w molekularnym przebiegu reakcji557
7.6.7. Stała szybkości reakcji w teorii stanu przejściowego560
7.6.8. Reakcje jednocząsteczkowe: mechanizm Lindemanna564
7.6.9. Reakcje trójcząsteczkowe570
7.6.10. O mechanizmie reakcji w roztworach571
7.7. Kataliza i autokataliza575
7.7.1. Katalizatory575
7.7.2. Kataliza homogeniczna577
7.7.3. Katalityczne działanie enzymów580
7.7.4. Reakcje autokatalityczne586
7.7.5. Reakcje oscylacyjne. Hipercykle589
7.8. Kataliza heterogeniczna594
7.8.1. Rola adsorpcji w reakcjach kontaktowych595
7.8.2. Podział stałych katalizatorów. Nośniki i promotory596
7.8.3. Działanie katalizatorów metalicznych598
7.8.4. Działanie katalityczne półprzewodników601
7.8.5. Tlenki metali przejściowych602
7.8.6. Działanie katalizatorów glinokrzemianowych602
7.8.7. Szybkość reakcji kontaktowych w warunkach statycznych603
7.8.8. Energia aktywacji reakcji kontaktowych608
7.9. Kinetyka reakcji jonowych i homogenicznych reakcji katalitycznych w roztworach609
7.9.1. Wpływ ładunków reagujących jonów na stałą szybkości610
7.9.2. Reakcje o szybkości ograniczonej dyfuzją611
7.9.3. Reakcje z wymianą elektronu: teoria Marcusa613
7.9.4. Efekty solne w reakcjach jonowych619
7.9.5. Kataliza kwasowo-zasadowa620
7.9.6. Związki kompleksowe w katalizie homogenicznej624
7.10. Kinetyka niektórych procesów w układach wielofazowych626
7.10.1. Kinetyka rozpuszczania i krystalizacji z roztworów626
7.10.2. O kinetyce reakcji z udziałem faz stałych628
D.1. Różniczka zupełna, niezupełna, zależność Eulera633
Dodatki633
D.2. Wartości niektórych całek spotykanych w teorii kinetycznej i termodynamice statystycznej gazu doskonałego634
D.3. Elementy analizy wektorowej634
Literatura uzupełniająca636
Skorowidz nazwisk640
Skorowidz rzeczowy644

1.Termodynamikachemiczna

Wzórtenjestsłusznyrównieżwprzypadku,gdygazdoskonały,owspółczynnikuK

niezależnymodtemperatury,ulegadowolnejprzemianieadiabatycznej,choćbyniebyła

onaprzemianąquasi-statyczną.Pracazwiązanazokreślonązmianąobjętości∆Vjest

jednakinnawprocesiequasi-statycznym,niżwprocesieniequasi-statycznym,gdyż

innesąwartościzmiennejp2.

Wniektórychzagadnieniachﬁzykochemicznychwystępujerównieżpracaniezwią-

zanazezmianąobjętościukładu.Naprzykładelementarnapracaprzeniesieniaładunku

qpomiędzydwomapunktami,wktórychpotencjałelektrostatycznyróżnisięodψ,

wynosi

Wel7elektr=qdψ

(1.30)

ElementarnapracazwiązanazezmianąpowierzchniograniczającejukładodSprzeciw

silewynikającejznapięciapowierzchniowegoσwynosi

Wel7nap.pow.=σdS

(1.31)

WukładziejednostekSIzarównopracę,jakiciepło,atakżezmianęenergiiwe-

wnętrznejwyrażamywdżulach(J).Wdotychczasstosowanychukładachpraktycznych

pracawyrażanabyławergach,dżulach,litroatmosferachlubkaloriach,ciepłoizmiana

energiiwewnętrznejlnajczęściejwkaloriach.

Zazwyczajwyodrębniasiępracęobjętościowąspośródinnych(rzadziejrozpatrywa-

nych)rodzajówpracyizapisujerównanie(1.21)wpostaci

dU=Qel1ppracdV+Wel

(1.32)

przyczymWeloznaczaelementarnąpracęniezwiązanązezmianąobjętościukładu.

1.2.3.Energiawewnętrzna

Jeżeliukładniewymieniazotoczeniempracyinnejniżtylkoobjętościowa,to

energiawewnętrznaukładujestfunkcjąliczbmolicząsteczekposzczególnychskładni-

ków(n17n27n37...)orazdwóchzmiennychokreślającychstantermicznyimechaniczny

układu.Ichwybórjestwzasadziedowolny,lecznajprostsząpostaćwzorówotrzymuje

się,jeżelitymizmiennymisąobjętośćukładuVijegotemperaturaT.

Rozpatrzmyukładzamknięty,wktórymnieprzebiegajążadnereakcjechemiczne

iktóryniewykonujepracynieobjętościowej.Wobecstałościliczbn17n27n37...energia

wewnętrznategoukładujestfunkcjąjedyniezmiennychViT.RównanieIzasady

przybierawówczaspostać:

dU=Qel1ppracdV

(1.33)

RównocześnieróżniczkazupełnafunkcjiU(V7T)określonajestwzorem

dU=(

∂U

∂V)

dV+(

∂U

∂T)

(1.34)

DlaprocesupolegającegonaizochorycznymogrzewaniulubochładzaniuukładudV=0

izwzorów(1.33)i(1.34)wynika

dU=dQ=(

∂U

∂T)

(1.35)

Brak wyników

Chemia fizyczna. Tom 1

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra