Основные методы физической химии

Методы физико-химического исследования. Основные методы физической химии, естественно, являются методами физики и химии. Это—прежде всего экспериментальный метод—исследование зависимости свойств веществ от внешних условий и экспериментальное изучение законов протекания химических реакций во времени и законов химического равновесия. [c.20]

Рассматривают обычно три основных метода физической химии [c.6]

Термодинамика как наука возникла в начале XIX в. в связи с задачами совершенствования тепловых машин и включает как основную часть учение о превраш,ениях энергии. Этим определяется общность ее значения для таких наук, как физика, химия, биология, геология, и для многочисленных отраслей техники, поскольку любые процессы, происходящие в природе, сопровождаются изменениями энергии. Применение термодинамики к химическим реакциям составляет предмет химической термодинамики, одного из основных методов физической химии. [c.11]

Содержание и методы физической химии. Физическая химия — наука, возникшая на грани двух важнейших естественных наук — физики и химии. Она представляет собой самостоятельную дисциплину, обладающую своими специфическими методами исследования, которые широко используются в неорганической, органической, аналитической и коллоидной химии и других смежных дисциплинах. Физическая химия решает наиболее общие вопросы химии, связанные с изучением взаимодействия различных форм движения материи, устанавливает взаимосвязь физических и химических явлений. Основное внимание уделяется исследованию законов протекания химических процессов во времени и законов химического равновесия. Для этого привлекаются данные о строении и свойствах атомов и молекул. [c.5]

Основные методы физической химии [c.6]

Таковы основные разделы физической химии. Приведенное деление условно, поскольку каждый физико-химический процесс не только многогранен, но и тесно связан с целым рядом других явлений. Марксистско-ленинский диалектический метод учит, что любое явление материального мира необходимо рассматривать в его тесной и неразрывной связи с окружающими явлениями. Этим объясняется и возникновение физической химии и тесная взаимосвязь различных ее разделов. [c.7]

Как указывалось во введении, один из трех основных методов физической химии осуществляется в химической термодинамике. [c.10]

В эпоху кустарных и полукустарных производств использовались отдельные случайные химические наблюдения, которые закреплялись в определенных рецептах, часто засекречиваемых. В настоящее время предъявляются требования рационального выбора исходных веществ и рационального метода их переработки для получения нужных продуктов необходимого качества. Эта рациональность в решении технологических или чисто научных химических проблем обеспечивается в первую очередь использованием основных физикохимических закономерностей. Постепенно химическая технология становится прикладной физической химией. Во всех областях химии — в неорганической, органической и аналитической химии — невозможно обходиться без использования идей и методов физической химии. Но современная физическая химия дает не только систему знаний общих закономерностей химических явлений, но исследователь и активный технолог находит в ней большое количество методов исследования, методов количественной оценки и контроля химических процессов. [c.3]

Настоящий курс физической химии написан с учетом возрастания требований к теоретической подготовке студентов. Перед коллективом авторов стояла задача написать книгу, отвечающую программе для химико-технологических институтов и в то же время такую, которая не устарела бы сразу по выходе из печати, учитывая неуклонное развитие науки о веществе и его превращениях. Этим определены особенности данного курса, в нем рассмотрены основные разделы физической химии — учение о строении вещества и химической связи, теория спектральных методов исследования молекул, химическая термодинамика (феноменологическая и статистическая), учение о фазовых равновесиях и растворах, электрохимия, химическая кинетика и катализ. Исключение материала, традиционно включаемого в учебники, но не имеющего прямого отношения к программе (учение о газах, жидкостях и т. п.), позволило уделить больше места основному содержанию физической химии. Материал пособия несколько выходит за рамки действующей программы, но тем самым предоставляются возможности использовать его при неизбежных ее изменениях и, что не менее важно, это делает его полезным для аспирантов и научных сотрудников, специализирующихся в области физической химии. Материал, который может быть опущен студентом при первом прочтении, выделен петитом. [c.3]

Название науки — физическая химия — отражает как историю возникновения ее на стыке двух наук — физики и химии, так и в значительно большей мере то, что она широко использует теоретические и экспериментальные методы физики при исследовании химических явлений. Два теоретических метода физики давно и широко используются при решении основных задач физической химии. Термодинамический метод применяется для решения проблемы направленности процессов химического и фазового равновесия. Метод молекулярно-кинетической теории — при определении свойств систем, состоящих из множества частиц, таких, как газы, кристаллы или растворы. [c.6]

В пособии содержится теоретический материал курса физической химии для химико-технологических специальностей вузов, рассматриваемой на базе основных теоретических методов физической химии квантово-механического, термодинамического, статистического и кинетического. [c.3]

Коррозия является процессом химического или электрохимического взаимодействия металлов с коррозионной средой. Для установления механизма и общих закономерностей этого взаимодействия и разработки методов борьбы с ним необходимо знание свойств металлов и коррозионных сред, а также основных закономерностей химических и электрохимических процессов. Поэтому научной базой для учения о коррозии и защите металлов являются металловедение и физическая химия, в первую очередь такие ее разделы, как термодинамика и кинетика гетерогенных химических и электрохимических процессов. [c.10]

К концу XIX в. на базе экспериментальных и теоретических методов определились основные разделы физической химии — химическая термодинамика, химическая кинетика, электрохимия. С 1887 г. когда Оствальд основал в Лейпциге первую кафедру физической химии и первый научный журнал, физическая химия получила признание как самостоятельная наука и учебная дисциплина. [c.7]

Книга поможет удовлетворить настоятельную потребность в современном учебнике физической химии для биологов. Написанная ярким и образным языком, с большим количеством иллюстраций она может вместе с тем служить образцом точности и научной строгости. Изложены основные сведения по химической термодинамике, кинетике, электрохимии, коллоидной химии, теории растворов и другим разделам физической химии. Приведены примеры практического использования принципов и методов физической химии для решения конкретных биологических задач. [c.368]

Новый этап в развитии физической химии, охватывающий четыре последних десятилетия, характеризуется установлением связи между макроскопическими характеристиками процесса и их микроскопической основой. Конкретным результатом этой связи является создание более совершенных методов исследования — статистических и квантово-механических. Применение этих методов привело не только к дальнейшему расширению и углублению основных положений физической химии, но и к созданию ряда новых ее разделов, важнейшими из которых являются статистическая термодинамика, теория атомной и молекулярной спектроскопии, теория химической связи, теория цепных реакций, теория гетерогенного катализа и др. На основе законов современной физической химии можно предвидеть не только конечный результат физико-химического процесса, но и скорость, с которой может быть достигнут этот результат. В этом состоит огромное практическое значение физической химии. [c.7]

Таким образом, мы кратко рассмотрели основные принципы теории цепных процессов, а также применение методов физической химии для описания быстрых реакций при повышенных температурах. Наш обзор быстрых цепных реакций ограничен чисто качественным анализом, и количественное описание процессов проведено только для некоторых параметров. Наиболее полное развитие этих идей произошло в середине 50-х годов в связи с началом широкого экспериментального изучения быстрых реакций, что позволило получить и интерпретировать большое число экспериментальных фактов. Применение принципа квазистационарности и других удобных и сравнительно простых математических упрощений помогло в оценке и понимании физического смысла нестационарного режима воспламенения, сверхравновесных концентраций активных центров и стадийности протекания быстрых реакций. Экспериментальные данные детально рассмотрены в разд. 2.2 и 2.3. [c.121]

Органическую химию читал Н. А. Меншуткин, который уже в этот период при изложении курса строго и неуклонно проводил идеи и основные положения теории химического строения. Характерной особенностью исследований Н. А. Меншуткина являлось привлечение к разработке вопросов, относящихся к органической химии, методов физической химии, в частности методов изучения скорости химических реакций, которые он предпринял задолго до классических работ Вант-Гаффа и Аррениуса в этой области. [c.537]

Физическая органическая химия развивается по трем основным направлениям 1) исследование влияния строения реагентов и условий взаимодействия на равновесие и скорость реакций, 2) изучение механизмов реакций и 3) применение статистической физики и квантовой механики к исследованию органических веществ и их реакций. Конечно, эти проблемы, если их рассматривать в щироком плане, охватывают значительную часть химии вообще. Поэтому следует подчеркнуть особенность, характерную для методологии физической органической химии главное внимание уделяется тем вопросам, решение которых важно для развития органической химии в целом. Достижения физической органической химии основаны на применении теорий и методов физической химии к огромному материалу, накопленному за 100 лет интенсивного изучения органических реакций и развития теории строения органических соединений. Практически неисчерпаемое разнообразие органических структур открывает единственную в своем роде возможность подробного систематического подхода к проблемам реакционной способности. Изучение реакций сложных природных веществ способствовало развитию теоретических представлений физической органической химии, которые теперь в свою очередь помогают устанавливать строение природных соединений. [c.7]

Практикум содержит работы по основным разделам физической химии. В пособии рассмотрены методы физико-химических измерений, обработки экспериментальных данных и способы их расчетов. Большое внимание уделено строению веществ, первому началу термодинамики, фазовому равновесию в одно-, двух- и многокомпонентных системах, химическому равновесию в гомогенных системах и др. Интерес представляют работы по молекулярной спектроскопии и кинетике гомогенных и гетерогенных реакций. Изменены работы, связанные с применением термохимических, рентгеноструктурных и некоторых электрохимических методов исследования. Введены работы по расчету сумм состояния и термодинамических функций. [c.2]

Предмет и методы физической химии кристаллофосфоров. Как известно, физическая химия является наукой, изучающей физические закономерности химических процессов, т. е. процессов, при которых происходит перемещение атомов и образование новых связей между ними. Поскольку основные свойства кристаллофосфоров определяются наличием в них примесных и собственных дефектов, то наибольшее значение имеют процессы, участниками которых являются эти дефекты. Помимо диффузионного передвижения последних внутри кристаллической решетки, происходят различные взаимодействия между ними, которые мы будем называть внутри-кристаллическими, или интеркристаллическими реакциями . [c.9]

Определение физических свойств химических соединений имеет значение в первую очередь для их открытия и характеристики в целях их практического (актуального или потенциального) применения. Далее, физические свойства органических соединений все чаще и с ббльшим успехом применяются для установления их строения. Обычный, основной метод органической химии определения строения молекул основывается на химических превращениях веществ. Физические методы, вообще говоря, подтверждают результаты химического исследовапия и, кроме того, дают сведения о строении молекул, совершенно иного характера, чем те, которые можно получить при помощи химического метода. [c.83]

Газовая хроматография была первоначально предложена в качестве чисто аналитического метода, но очень скоро ее стали широко использовать для определения различных физико-химических свойств. Круг физико-химических приложений газовой хроматографии непрерывно расширяется в настояш,ее время ее используют во всех основных разделах физической химии. [c.3]

Основные достижения физической химии неводных растворов последних десятилетий не только у нас в стране, но во всем мире связаны с деятельностью выдающегося физико-химика Н. А. Измайлова. К основным достижениям Н. А. Измайлова и его школы (А. М. Шкодин, В. Д. Безуглый, В. А. Александров, Л. Л. Спивак, Е. Ф. Иванова и др.) относится разработка единой количественной теории диссоциации электролитов, теоретическое обоснование дифференцирующего и нивелирующего действия растворителей на силу растворенных в них электролитов, создание общей схемы равновесий в растворах, разработка теории поведения электродов в неводных растворах, разработка теории и обоснование ряда методов исследования взаимодействия между компонентами раствора. Кроме того, Н. А. Измайлову принадлежат важные разработки в области термодинамики неводных растворов, титрования в неводных растворителях, теории и практики ионного обмена в неводных средах и т. п. Основные результаты исследований [c.15]

Задачей руководства, выпускаемого в двух частях, является изложение важнейших методов физической химии и их теоретических основ. В первой части приводятся методы физикохимического исследования, основанные на измерении электропроводности растворов, равновесных давлений и температур двухфазных систем и на калориметрических измерениях. В учебнике описываются экспериментальные работы, иллюстрирующие основные законы физической химии и важнейшие методы исследования. Отличительной особенностью руководства является строго теоретическое обоснование методов исследования. [c.2]

Термодинамический метод является одним из самых мощных методов физической химии. Он дает точные соотношения между энергией и свойствами системы, не требуя каких-либо сведений о строении молекул или механизме процессов. Термодинамика применяется к системам, находящимся в равновесии, и рассматривает только начальное и конечное состояния. Она не описывает протекания процессов во времени. Она только отвечает на вопрос насколько глубоко должна пройти данная реакция, прежде чем будет достигнуто равновесие Первая часть книги в основном посвящена термодинамике ввиду ее большого значения для физической химии. [c.14]

Самостоятельной отраслью химии является наука о методах определения состава вещества — аналитическая химия. Ее основная задача — определение химических элементов или нх соединений, входящих в состав исследуемого вещества, — решается путем анализа. В зависимости от поставленной цели и применяемого метода различают качественный и количественный анализ, а по характеру исследуемого объекта — органический и неорганический анализ. По своим основным методам аналитическая химия делится на две ветви химическую (макро- и микрохимический анализ, ультрамикроанализ, хро-мотография) и физическую (спектральный, магнитный, люминесцентный анализ). Химический анализ, позволяющий установить состав анализируемого вещества, можно также рассматривать как измерение результата химической формы движения материи (химического превращения), мерой которого является изменение состава вещества, а аналитическую химию — как науку об измерении химической формы движения материи . [c.83]

Исследования структуры имеют целью не только выявление механизма процесса. Они способствуют разработке обоснованных эффективных методов и режимов модифицирования мембран для улучшения их проницаемости, селективности и прочностных свойств. Важность структурных исследований определяется тем, что они дают ответ на первый из основных вопросов, с которым и связано исследование механизма,— каким образом происходит перемещение молекул через полимерную мембрану. Ответ на второй вопрос — каким образом достигается селективность процесса разделения, очевидно, также связан с успехами этих исследований. Представления о глобулярно-пачечном строении полимерных тел [51—54] оказались весьма благотворными для объяснения многочисленных экспериментальных данных в различных областях физики, химии и физической химии полимеров, что убедительно свидетельствует о действительном их соответствии реальной структуре полимерных материалов. Основу этих представлений составляет предположение о том, что элементарными первичными надмолекулярными образованиями являются либо глобулы, либо пачки> макромолекул с различной степенью упорядоченности внутри пачки. [c.64]

Одной из основных задач, стоящих перед коррозионистами, является развитие научных исследований процессов коррозии и разработка на их основе более эффективных методов противокоррозионной защиты металлов. Для этого необходимо использование последних достижений в области экспериментальной физики, физической химии и металлографии, в частности более точных и удобных ускоренных методов определения коррозионной стойкости металлов, сплавов и их заменителей. [c.426]

Макро- и микросистемы. На протяжении курса уже неоднократно подчеркивалось, что основными методами физической химии являются ста гистический и термодинамический. Первый в принципе применим к решению любой физико-химической задачи, второй же дает количественные выводы лишь для равновесных систем, не изменяющихся во времени, и для обратимых процессов, переходящих через цепь бесконечно близких к равновесию состояний. Хотя статистический метод является таким образом более универсальным, ему следует безусловно предпочесть термодинамический везде, где это возможно, как вследствие его большей простоты, так и потому, что выводы из него не зависят ни от каких гипотез или предположений относительно характера исследуемой системы и происходящих в ней процессов, кроме тех, которые твердо покоятся на опыте. При разрешении аналогичных задач оба метода дают конечно одинаковые результаты. Примером этому может служить вывод условий равновесий газовой реакции кинетическим ( 334, т. I) и термодинамическим (эта глава) путем. Это наводит на предположение [c.132]

Мы считали своей главной задачей воспитание у читателей физикохимического мышления и обучение их физико-химическим расч1 там. Это определило расположение материала в учебнике (по трем основный методам физической химии — термодинамике, статистической механике, строе-йию атома и молекулы) а также сравнительно детальное обсуждение основных принципиальных положений физической химии. [c.7]

Пособие содержит изложение основных понятий, законов и методов физической химии, необходимых для углубленного и ускоренного усвоения неорганической, органической и биологической химии. Книга состоит из 2-х частей. Первая посвящена рассмотрению строения и состояния вещества, причем материал излагается в рамках единого подхода к вещсству как к. системе из взаимодействующих электронов и ядер, из которых образуются молекулы, а затем и макроскопические системы. Строго и достаточно просто разбирается ряд пс1Ложений квантовой механики и статистической физики, на которых базируется изучение строения и состояния вещества в современной химии. Во второй части рассмотрены термодинамика и кинетика химических процессов. [c.335]

В настоящее время физико-химик должен знать классическую термодинамику, но в общелМ случае ему приходится пользоваться статистикой. Без этого нельзя не только развивать методы физической химии, но часто даже понять основные результаты современных теорий. Таким образом, если классическая физическая химия своими основными успехами обязана термодинамике, то физическая химия 30—50-х годов неразрывно связана со статистической термодинамикой. [c.6]

Следует отметить, что до последнего времени нет полноценных учебников, отражающих все эти изменения. В свое время Эйкен в курсе Химической физики значительно расширил разделы, иосвященные строению вещества, но вопросам статистической термодинамики и в его книге уделено явно недостаточное место. Среди учебников, появившихся в последнее время, курс Мелвин-Хьюза выгодно отличается современностью манеры изложения и подбора материала. Весь курс излагается ио новому плану. Несколько глав посвящено собственно методам физической химии, а все обсуждение материала ведется, так сказать, по объектам — рассматриваются отдельно свойства одноатомных и многоатомных газов, жидкостей, твердых тел, растворов и пр. Объем, отведенный статистической термодинамике, не так уж велик, но основным достоинством курса является то, что во всех необходимых случаях обсуждение ведется с этих позиций. Однако и данны1 1 труд не свободен от недостатков. Перечислим наиболее существенные из них. [c.6]

Книга составлена применительно к действующей программе по фи- вической химии для нехнмичеекнх высших технических учебных заведений. В ней изложены основные разделы физической химии строение вещества, химическая термодинамика учение о растворах, электрохимия, кинетика химических реакций, учение о коллоидном состоянии и др. В книге рассмотрены метод меченных атомов и химическое действие излучений, физико-химические свойства полимеров и пластмасс. Материал книги иллюстрируется справочными данными, графиками и примерами. Показана тесная связь физической химии с прикладными науками и ее приложение в технике (4-е изд. 1970 г.). [c.2]

Из только что подробно рассмотренного примера видно, что реакции изотопного обмена экспериментально подтверждают одно из основных положений физической химии — принцип подвижного равновесия, по которому реакция в состоянии термодинамического равновесия пе прекращается, а продолжает непрерывно итти в прямом и обратном направлении с равными скоростями. Этот принцип лежит в основе известного кинетического вывода выражения для константы равновесия, которая, согласно ему, равна отношению констант скоростей прямой и обратной реакции. Он всегда считался очевидным, но до применения изотопных методов ни разу не был экспериментально проверен. Такая проверка в принципе была невозможной, так как в состоянии подвижного равновесия никаких наблюдаемых изменений в системе не происходит, кроме возможного перераспределения изотопов. В ранее упоминавшейся работе Е. И. Донцовой [145] по влиянию кислот и оснований на скорость кислородного обмена между хроматом или бихроматом и водой были также получены результаты, подтверждающие подвижное равновесие. Наконец, еще В1 нескольких работах было найдено соответствие величин констант скорости изотопного обмена и тех обыкновенных химических реакций, при помощи которых этот обмен происходит [183]. [c.244]

При подготовке второго издания Практикума по физической химии авторы в некоторой степени изменили характер пособия. Это связано с включением в 5 чебные планы химико-технологических специальностей вузов и нового Практикума по применению физико-химических методов в анализе . В нервом издании некоторая часть работ носила аналитический характер. При подготовке второго издания почти все такие работы были исключены я заменены лабораторными работами, способствующими более глубокому усвоению основных законов физической химии. [c.3]

Историю физической химии в XX веке нет возможности изложить в кратком очерке. Поэтому будет дана лишь обш,ая характеристика развития физической химии в XX веке. Если для XIX века было характерно изучение свойств веш,еств без учета структуры и свойств молекул, а также использование термодинамики, как основного теоретического метода, то в XX веке на первый план выступили исследования строения молекул и кристаллов и применение новых теоретических методов. Основываясь на крупнейших успехах физики в области строения атома и используя теоретические методы квантовой механики и статистической механики, а также новые экспериментальные методы (рентгеновский анализ, спектроскопия, масс-спектрометрия, магнитные методы и многие другие), физики и физико-хидшки добились больших успехов в изучении строения молекул и кристаллов и в познании природы химической связи и законов, управляющих ею. [c.15]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология