Практические задачи по физической химии

В настоящее время трудно назвать область науки или народного хозяйства, в которой для решения общих и конкретных задач не применялась бы физическая химия. Являясь в основном теоретической наукой, она решает многие практические задачи, непосредственно относящиеся к проблемам научно-технического прогресса энергетическая проблема, решение которой может осуществиться расширением сети атомных электростанций или использованием в качестве топлива газообразного водорода с его предварительным получением при разложении воды под действием падающих квантов света проблема интенсификации химических и фармацевтических производств путем увеличения скорости химических реакций повышение избирательного превращения реагентов в полезные продукты с уменьшением потерь и отходов производства, что связано с изучением и выбором катализаторов. Одно из важных направлений применения катализаторов — фиксация азота из воздуха. С помощью комплексных соединеиий переходных металлов удалось восстановить азот до аммиака, что имеет большое значение для народного хозяйства. Применением катализаторов удалось значительно сократить продолжительность процесса получения многих синтетических фармацевтических препаратов Важной нерешенной проблемой остается выбор системы растворителей для эффективной экстракции лекарственных веществ нз растительного сырья. [c.8]

Общие закономерности, выявленные физической химией, позволяют путем расчета определить направление течения химического процесса и предел, до которого в данных условиях процесс может быть реализован. Это является одной из важнейших практических задач физической химии. Физическая химия позволяет определить наиболее выгодные условия ведения многих технологических процессов, предвидеть их результаты, овладеть теорией этих процессов, научиться ими управлять и уметь находить новые технологические процессы. В связи с этим развитие физической химии способствовало возникновению и совершенствованию многих очень важных технологических производств (синтеза аммиака, метанола, получения ценных металлов и сплавов и т. д.). В свою очередь тесное единение развития теории с практикой обогащает физическую химию новыми задачами и способствует ее бурному развитию. [c.4]

Практическое освоение физической химии требует от изучающего этот предмет непременного умения решать примеры и задачи. К сожалению, в настоящее время у нас очень мало хороших сборников задач по физической химии. Данная книга призвана восполнить этот недостаток, тем более, что в ней приведены задачи с подробными решениями. Последнее обстоятельство придает особую ценность книге и делает ее уникальной. Она будет полезной не только студентам, особенно изучающим физическую химию самостоятельно, но и преподавателям, облегчая им подбор задач для проведения семинаров. [c.5]

Детерминант любой квадратной матрицы можно найти, пользуясь непосредственно определением, т. е. составляя все возможные произведения из п элементов матрицы и потом суммируя их. Такой путь мало пригоден для практического использования, ибо он слишком трудоемок. Пользуясь свойствами определителя, можно свести матрицу к виду, когда в каждой строке и каждом столбце стоит максимум по одному ненулевому элементу. Этот путь более легкий, хотя, как оказывается, не оптимальный. Для ряда определителей специальной формы можно применить особые, частные приемы, что используется часто для функциональных определителей, элементами матриц которых являются некоторые функции. В задачах физической химии обычно встречаются лишь числовые определители, элементы матриц которых составлены из (вещественных) чисел. По этой причине мы ограничимся изложением способа вычислений, наиболее пригодного для числовых определителей. Этот способ основан на приведении матрицы к нижнему или верхнему треугольному виду. [c.37]

Студенты, как известно, проявляют к задачам химического анализа самый живой интерес. Имея это в виду, мы связали в предлагаемом практическом руководстве выполнение учебных работ с изучением соответствующих разделов математической статистики, физики, химии, физической химии — основ высшего образования, стимулируя таким образом их освоение студентами и вместе с тем прививая им вкус к осмысливанию эксперимента. Практическое руководство вооружает студентов разнообразными методиками химического анализа и тем самым помогает им приобретать под руководством преподавателей некоторый опыт экспериментальной работы, достаточный для того, чтобы эта работа стала для них знакомым делом и у них могло возникнуть желание поработать в лаборатории самостоятельно. [c.8]

Другой, не менее ценный метод познания явлений природы основан на изучении процессов во времени, т. е. по ходу их протекания. Он зародился в трудах многих ученых (Н. А. Меншуткина, Вант-Гоффа, Аррениуса и др.). Использование этого метода позволяет решать вопросы реализации технологических процессов и управления ими, что является сегодня важнейшей задачей производства. Этот метод изучения положен в основу раздела физической химии, называемого Химическая кинетика . Он является необходимым элементом, который дополняет метод, основанный на использовании законов термодинамики, и позволяет полноценно решать все практические задачи. [c.6]

Физическая химия служит теоретической основой повседневной практической деятельности современного химика. Сформировать физико-химическое мышление, привить навыки решения конкретных физико-химических задач, научить доводить решение до конечного числового результата, воспитать ответственность за результат расчета — вот важнейшее и, возможно, самое трудное в преподавании физической химии. Успех в этом не может быть достигнут без систематической самостоятельной работы студентов. Предлагаемое пособие предназначено для организации самостоятельной деятельности студентов, контроля усвоения материала и навыков физико-химических расчетов. [c.3]

Каждая глава пособия соответствует определенному разделу физической химии и содержит вопросы различного характера, качественные и количественные задачи. Для самоконтроля на все вопросы и задачи приведены ответы, иногда с краткими пояснениями. Вопросы и задачи сгруппированы в задания, состоящие из 6 пунктов (4 вопроса и 2 задачи). Все задания внутри главы примерно равноценны как по трудности, так и по объему вычислительной работы. Поэтому они могут служить набором заданий при индивидуальной работе на практическом занятии или стать содержанием заданий для проведения контрольной работы по теме. [c.3]

Автор настоящего пособия видит свою задачу, во-первых, в ознакомлении возможных читателей с элементами общих теоретических основ неравновесной термодинамики, без углубления в практические применения. Во-вторых, он хотел бы дать краткий обзор современного состояния обсуждаемой области физики и физической химии, которая по его мнению лишь условно называется термодинамикой, а по существу является разделом физической (и отчасти химической) кинетики. [c.308]

Задачи, приведенные в книге, практически охватывают все разделы курса физической химии это газы, классическая термодинамика, электрохимия, кинетика, фотохимия, радиохимия, коллоидные системы, квантовая химия и спектроскопия, статистическая термодинамика. Подавляющее большинство задач составлено по оригинальным литературным работам, что представляет особый интерес. [c.5]

Цель учебника— дать доступное изложение физической и коллоидной химии как единой науки, ознакомить с ее основными идеями и направлениями, показать на конкретных примерах широкие возможности использования физико-химических закономерностей для решения практических задач в горном деле. Учитывая объем курса, мы стремились не перегружать учебник математи- [c.9]

В настоящем втором издании содержатся описания практических работ по электрохимии применительно к существующей программе данного раздела общего практикума по физической химии для студентов химических факультетов университетов и технологических институтов, а также и для некоторых специальностей политехнических институтов. Вместе с тем, принимая во внимание развитие методов электрохимической кинетики, авторы сочли целесообразным расширить круг задач, относящихся к явлениям электрохимической поляризации, на основе которых рассматриваются некоторые задачи из области коррозии металлов в растворах электролитов. [c.3]

Это свидетельствует о возросшем научном потенциале на факультете, о понимании роли физики, химии, физических методов исследования для решения теоретических и практических задач. [c.70]

Специфичны также условия очистки сточных вод, требующие применения нескольких методов в одной технологической схеме. Комплексный характер методов обработки воды, разрабатываемых на основе достижений физической химии, биохимии, гидравлики и общей теории процессов и аппаратов, нуждается в едином подходе при решении задач, связанных с технологией кондиционирования воды. Возникла острая необходимость в разработке теоретической базы новой отрасли науки — химии и технологии обработки воды, которая должна опираться на научно-обоснованную и практически оправдывающую себя систематизацию примесей и загрязнений воды. Особое значение в связи с этим приобретает созданная автором классификация, основанная на фазово-дисперсном состоянии примесей воды. Она явилась плодотворной рабочей гипотезой, позволившей с единых позиций оценить технологические процессы водоподготовки, найти решения, обеспечивающие эффективную очистку воды в соответствии с современными требованиями к ее качеству, и указать направления дальнейшего развития этой отрасли науки. [c.8]

Инженер-химик и химик-технолог должны не только знать физико-химические законы, но и уметь применять их для решения конкретных задач Решение задач помогает усвоить и глубже понять теоретические положения курса Авторы стремились подобрать задачи, охватывающие практически все теоретические вопросы программы курса физической химии и представляющие интерес для различных специальностей [c.3]

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]

Л. В. Радушкевич (Институт физической химии АН СССР, Москва). Моя статья в основном дает подход к изучению структуры систем сложения , что особенно важно в задачах динамики сорбции и фильтрации. Возможно, что для этих целей имеет смысл разделить системы сложения на две большие группы системы с почти постоянной пористостью (зерненые системы) и системы с переменной пористостью (к ним относятся волокнистые материалы, пористость которых варьирует в очень широких пределах почти до единицы). Первые из них практически всегда имеют среднюю пористость от 0,36 до 0,45, и именно это привело к результатам, показанным в дискуссии А. П. Карнауховым, который считает, что беспорядочная упаковка зерен может быть аппроксимирована идеально упорядоченной их упаковкой. Я считаю, что это заключение сомнительно, так как жидкоподобная структура неупорядоченной упаковки, отсутствующая в идеальных упаковках, имеет большое значение в динамике сорбции, приводя к эффекту грануляции и продольной диффузии, тогда как для упорядоченных упаковок этот эффект должен быть иным. [c.326]

Не будет ошибкой оказать, что главной практической задачей такого теоретического изучения является выработка научных методов подбора катализаторов. Само собой разумеется, что для выработки таких методов нужно хорошо знать химизм и механизм каталитических реакций и иметь точные сведения о физической и химической природе катализаторов. Этими последними вопросами обыкновенно и занимается большинство исследователей, работающих в области каталитической химии, что вполне оправдано необходимостью накопления экспериментального материала при помощи современных методов исследования. Работ по теории катализа, притом не в общей форме, а в форме, применимой к конкретным реакциям, появляется значительно меньше, и особенно это относится к разработке теории подбора катализаторов, которой занимается еще меньшее число исследователей, хотя этот вопрос и очень важен. [c.3]

Со времени возникновения физической химии графические методы применялись для изображения фазовых равновесий, но применение этих методов для иллюстрации химических равновесий началось сравнительно недавно. Возрастающее применение диаграмм для изображения условий устойчивости различных веществ явилось важной особенностью последних достижений в приложении химической термодинамики к решению практических задач. В настоящей главе мы познакомимся с некоторыми графическими методами. [c.185]

Построение графиков. В курсе обучения физической химии широко применяют графики, позволяющие иллюстрировать соотношения между переменными. На дисплее компьютера можно представить любой график в пределах разрешающей способности эксплуатируемой системы. В изометрической проекции можно даже изобразить сложные трехмерные диаграммы, такие как орбитальные или энергетические функции переходных состояний. Практически любой тип компьютера можно использовать для создания, воспроизведения и размножения таких рисунков на внешнем цифровом графопостроителе. Дополнительные удобства использования микрокомпьютера заключаются в возможности получения оператором значений параметров и масштаба для построения графиков в реальном времени. В одной из работ [21] было использовано быстрое переключение между двумя незначительно различающимися кривыми, подчеркивающее малые различия между кривы.ми титрования слабой и сильной кислот. Идентичные части двух кривых остаются неизменными, тогда как различающиеся мигают. Этот метод можно применять и во многих других случаях. Например, сопоставление точных и приблизительных решений данной химической системы является задачей сравнения с использованием математических преобразований. Снятие ограничений с применимости классических аппроксимаций, таких, как рассмотрение стационарных состояний в кинетике или упрощение формулы pH для разбавленных растворов, позволяет математические рассуждения заменить эмпирическим подходом. Для данного набора параметров можно рассчитать, изобразить графически и сопоставить, как указано выше, обе зависимости — точную и примерную. Затем студент может изменить значения некоторых параметров (концентраций, констант скорости. pH и т. д.) и проследить за результатами нового выбора данных по совпадениям и расхождениям двух кривых. [c.94]

Данное пособие, предназначенное для учащихся аналитической и химико-технологической специальностей химических техникумов, должно способствовать развитию навыков решения задач и расчетов при выполнении анализов. Книга содержит семь глав, посвященных конкретным объектам анализа. Восьмая глава содержит задачи смешанного типа. В каждой главе кратко рассматриваются теоретические вопросы и даются подробные примеры решения задач. В отличие от предыдущих изданий в Настоящем сборнике значительно увеличено количество примеров решения задач с учетом различных требований и новых объектов. Увеличено количество задач, связанных с практическими расчетами. При составлении задач авторы исходили из того, что учащиеся имеют достаточную подготовку по неорганической, органической, аналитической и физической химии. [c.3]

Изложение всех вопросов аналитической химии неводных растворов, тесно переплетающейся со смежными областями науки (неорганической, органической и физической химией, электрохимией и термодинамикой неводных, растворов и др.), освещающими основные аспекты соответствующих разделов химии неводных растворов, представляет собой нелегкую задачу. Попытка всестороннего освещения этой темы в небольшой но объему монографии, к сожалению, практически безнадежна. [c.5]

Определение содержания физической химии было дано ее основоположником М. В. Ломоносовым, который в своем труде Введение в истинную физическую химию (1752) писал Физическая химия есть наука, объясняющая на основании положений и опытов физики то, что происходит в сложных телах при химических операциях . Им же впервые в мире был прочитан для студентов курс лекций по физической химии, сопровождавшийся демонстрацией опытов, а также были организованы лабораторные работы. Систематическое преподавание курса физической химии как самостоятельной научной дисциплины после М. В. Ломоносова началось лишь спустя более 100 лет, с прочитанного Н. Н. Бекетовым в Харьковском университете (1860) курса лекций под названием Отношение физических и химических явлений между собой . Определение М. В. Ломоносова правильно характеризует основное содержание современной физической химии как теоретической химии, изучающей общие закономерности химических процессов и химических свойств веществ. Выявление общих закономерностей позволяет предсказать и произвести расчет условий осуществления того или иного конкретного химического процесса, что является одной из основных практических задач физической химии. В связ11 с этим развитие физической химии способствовало возникновению и совершенствованию многих важнейших технологических процессов. [c.3]

Дит. При достижений такого предела система реагирующие вещества — продукты реакции приходит в состояние, похожее на то, в котором находится рычаг с приложенными к его. двум плечам силами, удерживающими его в равновесии. По этому сходству предельное состояние, достигаемое химической реакцией при заданных условиях, называется состоянием химического равнове-сия. Очень важно, что именно химическое равновесие определяет максимально возможную степень заверщен-пости всех реакций. Химическое равновесие зависит от природы реагирующих веществ, их концентраций, температуры. Одна из первых задач физической химии состоит в предсказании возможности или невозможности осуществления того или иного процесса. Если процесс принципиально возможен, то следует искать способы его практического осупт,ествления, при которых достигается достаточно высокая степень превращения. При рещении подобных задач в физической химии используется учение о равновесии. [c.8]

При изучении дисциплины обеспечивается фундаментальная подготовка студента в области общей химической технологми, которая необходима ему для проектирования и управления комбинированными производствами. Соблюдается связь с дисциплинами неорганическая химия, органическая, аналитическая и физическая химия, процессы и аппараты химической технологии, физика, теплотехника, математика. Происходит знакомство студентов со стержневыми проблемами общей химической технологий, обязательными для прочного усвоения последующих дисциплин и практического использования полученных знаний в решении практических задач в общей химической технологии. [c.20]

Вопрос о том, каки1м путем протекает химическая реакция, или, как теперь принято говорить, каков механизм реакции, — не нов, он был поставлен 80 лет назад в работах Вант-Гоффа и Аррениуса [216, 217]. Универсальный характер этой проблемы, ее необычайная теоретическая и практическая важность привели тому, что раздел физической химии, в котором изучаются законы химического превращения, выделился в самостоятельную науку, называемую химической кинетикой. При разрешении тех или иных задач в применении химической кинетики нуждаются теперь неорганическая, органическая, аналитическая и другие области химии. При помощи химической кинетики, соединенной с разнообразными физико-химическими методами исследований, удалось установить, что большинство химических рейк-ций протекает сложно — через ряд стадий, во время которых образуются промежуточные, неустойчивые химические формы, и число их часто бывает велико (цепные реакции, каталитические реакции и вообще циклические химические процессы). [c.160]

Настоящее четвертое издание учебного аособия Практические работы по физической химии почти целиком переработано и дополнено — главным образом работами по кинетике, а также учебно-научными работами студентов (УНРС). Задача последних — привлечение студентов к самостоятельным исследованиям в избранной области физической химии. [c.3]

Современный период, начавшийся после второй мировой войны, характеризуется интенсивной разработкой химических методов дозиметрии. Появление мощных источнико в ионизирующего излучения, потребности ядерной энергетики и технологии, а также необходимость разработки надежных способов защиты от вредного действия проникающей радиации стимулировали бурное развитие таких отраслей науки, как радиационная химия, радиобиология и т. п. Успешное развитие этих отраслей науки немыслимо без наличия простых и надежных методов определения величины поглощенной дозы. Физические методы дозиметрии (ионизационные, калориметрические и др.) нельзя использовать при решении некоторых практических задач. Например, в случае излучений высоких интенсивностей ионизационные камеры становятся непригодными для измерений. Существенные затруднения приходится преодолевать при использовании ионизационных методов также и в тех случаях, когда интенсивность рентгеновского или -у-излучений весьма неравномерна (например, поблизости от источника излучения). Применение калориметрических методов связано с серьезными аппаратурными трудностями. Большинство этих затруднений возможно преодолеть, если использовать химические методы дозиметрии. Кроме того, в некоторых случаях использование химического дозиметра позволяет более быстро и просто провести измерения. [c.330]

В задачу демонстрационных оцытов по данному разделу физической химии входит дать не только наглядное представление о химическом равновесии, но и показать, какие факторы влияют на смещение этого равновесия, а также продемонстрировать практическое применение закона действующих масс в различных областях химии. [c.101]

Настоящая книга является учебным пособием к курсу физической химии. В ней подобраны задачи, охватывающие практически все основные теоретические вопросы курса и представляющие интерес для будущих ин-жеперон-технологов и инженеров-химиков. [c.4]

Авторам спрйво шика удалось решить сложную задачу — собрать в одной квиге разнообразный свравочный материал. Это фактические данные из области физической химии, сведения о физических методах исследования, применяемых в химии, а также практические указания, относящиеся к технике эксперимента и методам математической обработки опытных данных, [c.2]

Книга Гордона и Форда Спутник химика представляет собой довольно необычное справочное пособие, что в какоп-то степени отражает подзаголовок книги — Физико-химические свойства, методики, библиография . Ее авторы поставили перед собой сложную задачу — собрать В одной обложке разнообразный и разнохарактерный факт[[ческий материал, который более всего необходим химику — исследователю, преподавателю или студенту — в его повседневной практической работе, ио который обычно разбросан по многим источникам, слишком громоздким, чтобы постоянно держать их под рукой, или же слишком малоизвестным и даже не всегда доступным. В основном речь идет о справочных данных из области физической химии, сведениях о физических методах исследования, применяемых в химии, о практических указаниях, относящихся к технике эксперимента, а также о методах математической обработки численных данных. [c.5]

Решение химико-технологических задач на ЭВМ требует комплексного подхода к разработке и реализации алгоритма на базе активного знания фундаментальных и инженерных дисциплин -математики, численных методов решения, химии, физической химии, процессов и аппаратов химической технологии, основ экономики, обшей химической технологии. Настояшее пособие явилось результатом обобщения материалов практических занятий по курсам Применение ЭВМ в химической технологии и Применение ЭВМ в биотехнологии и предназначено для оказания помощи студентам при самостоятельном решении задач химической технологии, как в рамках программы данных курсов, так и при курсово.м и дипломном проектировании. [c.3]

Важная роль в структуре книги отводится упражнениям. При поисках ответов па большинство из 1П1Х читатель вынужден пользоваться материалом теоретической части книги (теория молекулярных орбита-лей, термодинамика, кинетика). Задачи такого типа в иаи1ей литературе по органической химии до сих нор отсутствовали. Их несомненная польза — в практическом соединении органггческой химии с физической. [c.11]

Авторы надеются, что данная книга, обобщающая современные достижения вычислительной квантовой теории в решении задач практического материаловедения и прогноза новых нитридных и оксидных материалов с оптимизированными функциональными свойствами (многокомпонентных высокотемпературных керамик, наноразмер-ных и многослойных структур, высокопрочных композитов и др.) окажется полезной и привлечет к богатейшим возможностям методов квантовохимического моделирования внимание широкого круга специалистов в области неорганической и физической химии, химии твердого тела, материаловедения, аспирантов и студентов старших курсов университетов. [c.4]

Помимо решения перечисленных вы1не чисто практических задач, большое место в токсикологической химии принадлежит разработке н усоиоршенстиованню химических, физико-химических н некоторых физических методов изолирования из разных биологических объектов, очистки, качественного обнаружения и количественного определения различных химических веществ н соединений, на которые токсикология указывает как на яды, а фармакология как на лекарства. [c.29]

Такой отбор материала определялся соображениями двоякого рода. Во-иервых, чисто ковалентные кристаллы с решеткой алмаза и б.т1изкие к ним частично ионные полупроводники В и В представляют собой простейший и в то же время практически важный класс твердых тел. Во-вторых, теория химической связи для остальных классов кристаллов еще не разработана в достаточной мере, во всяком случае в таком аспекте, в каком она рассматривается в данной книге и который заключается в том, что внимание при исследовании химической связи концентрируется не столько на электронной структуре кристалла как таковой, сколько на ее зависимости от свойств атомов, из которых построен кристалл, и от характера взаимодействия атомов. Потребность в рассмотрении проблемы с такой точки зрения диктуется развитием химии и физической химии твердого тела, центральной задачей которых является изучение связи физических свойств твердых тел с их составом и атомным строением. [c.3]