Предмет экономической теории и методы экономического анализа
| Вид материала | Документы |
- В. П. Тараканов "26" января 2012 г. Программа, 113.08kb.
- План Общие проблемы экономики. Предмет экономической теории Место экономической теории, 1531.5kb.
- Путей собщения, 369.51kb.
- Предмет, методы и задачи экономического анализа, 283.44kb.
- Тема №1, 101.98kb.
- Темы курсовых работ Предмет и методы экономической теории, ее функции и место в системе, 39.89kb.
- Программа курса «микроэкономика., 98.69kb.
- Частичное повторение установки Предмет экономической теории, 52.86kb.
- 1. Предмет и метод. Основные понятия экономики, 49.49kb.
- Вопросы к кандидатскому экзамену по экономической теории, 36.17kb.
Фазовые равновесия в однокомпонентных системах
Лекции 25-28. Фаза, компонент, число степеней свободы. Правило фаз Гиббса (с выводом). Диаграмма фазовых равновесий. Фазовые переходы первого и второго рода. Тройная точка. Зависимость давления насыщенного пара от температуры. Вывод и анализ уравнения Клапейрона-Клаузиуса. Интегральные формы этого уравнения. Применение правила фаз Гиббса.
Лекции 29-30. Применение уравнения Клапейрона-Клаузиуса для расчета изменения термодинамических функций при фазовых переходах. Зависимость ортобарической теплоты испарения от температуры. Уравнение Антуана. Эмпирические обобщения для энтропий плавления и парообразования (правила Ричардса, Трутона, уравнение Кистяковского). Методы измерения давления насыщенного пара.
Общая характеристика термодинамических свойств раствора
Лекции 31,32. Классификация растворов. Парциальные молярные величины. Уравнения Гиббса-Дюгема (вывод и анализ). Методы определения парциальных молярных величин. Идеальные растворы. Термодинамические свойства идеальных растворов. Химический потенциал компонента идеального раствора.
Лекция 33. Равновесие "идеальный раствор-пар". Закон Рауля, его термодинамическое обоснование.
Лекции 34,35. Неидеальные растворы. Активность и коэффициент активности. Стандартные состояния компонентов раствора. Симметричные и несимметричные системы сравнения. Коэффициент активности для разных стандартных состояний и концентрационных шкал. Расчет активности и коэффициентов активности одного компонента по данным о концентрационной зависимости этих величин для другого компонента бинарного раствора. Зависимость коэффициентов активности от температуры и давления.
Лекция 36. Понятие об избыточных функциях и функциях смешения как характеристик отклонения от идеальности.
Лекции 37,38. Предельно разбавленные растворы. Законы Рауля и Генри для термодинамического описания свойств предельно разбавленных растворов. Коллигативные свойства. Эбуллиоскопия, криоскопия, осмотическое давление. Использование коллигативных свойств для определения коэффициентов активности компонентов раствора, молярной массы, степени диссоциации и ассоциации растворенных веществ
. Лекции 39,40. Растворимость газов и твердых тел в жидкостях. Дифференциальное уравнение для растворимости. Зависимость растворимости твердых тел от температуры и давления. Уравнение Шредера, его вывод и анализ. Растворимость газов в жидкостях, влияние давления, температуры, природы газа и природы растворителя. Совместная растворимость нескольких газов. Влияние электролита на растворимость газов в жидкостях.
Равновесие "жидкий раствор - насыщенный пар" в двухкомпонентных системах
Лекции 41-44. Диаграммы "Р-Х", "Т-Х", "V-Х". Изменение вида диаграмм в зависимости от типа отклонений от закона Рауля. Законы Гиббса-Коновалова. Азеотропия. Правило рычага. Применение правила фаз к исследованию диаграмм. Экспериментальные методы исследования равновесия "жидкость-пар". Физико-химические основы перегонки и ректификации.
Ограниченная взаимная растворимость жидкостей. Системы с верхней и нижней температурой расслаивания. Зависимость давления насыщенного пара от состава в системах с ограниченной растворимостью. Равновесие "жидкость-пар" для случая несмешивающихся жидкостей. Перегонка с водяным паром.
Равновесие "жидкий раствор - кристалл" в двухкомпонентных системах
Лекции 45-48. Термический анализ. Системы с ограниченной и неограниченной растворимостью в твердой фазе. Изоморфизм. Твердые растворы. Системы с образованием конгруэнтно и инконгруэнтно плавящегося химического соединения. Системы с ограниченной и неограниченной растворимостью в твердой фазе. Применение правила фаз к исследованию диаграмм.
Трехкомпонентные системы
Лекции 49-50 Графическое изображение состава и свойств трехкомпонентных систем. Диаграмма плавкости трехкомпонентной системы неизоморфно кристаллизующихся веществ.
Распределение растворенного вещества между двумя несмешивающимися растворителями. Коэффициент распределения. Закон распределения. Экстракция и ее практическое использование. Применение закона распределения для определения активностей растворенных веществ.
СЕМИНАРЫ
Библиографический список
1. Кудряшов И.В., Каретников Г.С. , Киселева Е.В. Сборник примеров и задач по физической химии. М.: Высш. школа, 1991,527 с.(КК)
2. Кудряшов И.В. Задания по физической химии / МХТИ им.Д.И.Менделеева, М., 1986. 37 с. (К).
3. Никитин К.Н., Заходякина Н.А., Старостенко Е.П. Физико-химический расчет на программируемых микрокалькуляторах /Под ред. Ю.Г.Фролова; МХТИ им.Д.И.Менделеева. М., 1987. 72 с.
4. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред.А.А. Равделя и А.М.Пономаревой. Л.: Химия, 1983. 231 с. (Р).
5. Атанасянц А.Г., Белевский С.Ф., Каретников Г.С. и др. Сборник вопросов и задач по физической химии для самоконтроля/ Под ред. С.Ф.Белевского. М.: Высш.школа, 1979.118 с.
Первое и второе начала термодинамики
Занятие 1. Расчет работы в изобарном, изотермическом и адиабатическом процессах.
Расчет тепловых эффектов химических реакций и фазовых превращений на основании таблиц стандартных термодинамических величин. Зависимость энтальпии и внутренней энергии вещества от температуры. Таблицы: [4, №№ 30,40,44].
Домашнее задание: [1, с.6З; № 22; с.66, № 1 или 2, № 5].
Занятие 2. Зависимость теплового эффекта химической реакции от температуры. Расчет тепловых эффектов химических реакций и теплот образования веществ при заданной температуре с использованием таблиц стандартных термодинамических величин.
Домашнее задание: [1, с.68, № 4,6].
Занятие 3. Второе начало термодинамики. Изменение энтропии индивидуальных веществ в различных процессах, при фазовых превращениях и при смешении идеальных газов. Абсолютная энтропия вещества. Расчет абсолютных энтропий. Зависимость энтропии от температуры, давления, объема. Изменение энтропии в химических реакциях при заданной температуре. Таблицы: [4, №44].
Домашнее задание: [1, с.90, № 23; с.92, № 33 или 2, № 7].
Занятие 4. Энергия Гиббса (G). Энергия Гельмгольца (А). Зависимость функций G и А от температуры, давления, объема. Изменение функций G и А в различных процессах. Расчет G и А в химических реакциях. Использование таблиц стандартных термодинамических величин для расчета изменений функций G и А в различных процессах. Таблицы: [4, №44].
Домашнее задание: [1, с.92, № 38 или 2, № 8]
Занятие 5. Итоговое занятие по темам: «Первое начало термодинамики», «Второе начало термодинамики»
Химическое равновесие
Занятие 6. Расчет констант равновесия из экспериментальных равновесных давлений, концентраций, степеней превращений. Расчет равновесной концентрации при заданной константе равновесия с учетом влияния давления и концентрации инертного газа. Расчет степени термической диссоциации.
Домашнее задание: [1, с.283, №1; или 2, № 13]
Занятие 7. Расчет химического сродства реагирующих веществ по уравнению изотермы реакции при Т=298 К. Расчет константы равновесия при заданной температуре по уравнению изобары реакции. Расчет стандартного химического сродства при заданной температуре по термическим данным.
Методы расчета константы химического равновесия простых и сложных реакций. Расчет термодинамических параметров химических реакций из экспериментальной зависимости Ка =f(Т). Расчет химического равновесия в гетерогенных системах.
Домашнее задание: [1, С.285, № 4; с.284, № 2; с.288, №5; с.289, № 8 или 2, № 14,15]
Фазовые равновесия в однокомпонентных системах.
Занятие 8. Расчет давления насыщенного пара по уравнению Клапейрона-Клаузиуса. Расчет температуры фазового перехода при данном давлении, теплот и энтропий фазовых переходов из экспериментальных зависимостей давления насыщенного пара от температуры.Таблицы: [4, №№ 21-27]
.Домашнее задание: [1, с. 166, № 1 или 2, № 9].
Занятие 9.Итоговое занятие по темам «Химическое сродство», «Фазовые равновесия в однокомпонентных системах».
Общая характеристика термодинамических свойств растворов
Занятие 10,11. Расчет парциальных мольных величин и относительных парциальных мольных величин из экспериментальных зависимостей свойств растворов от концентрации. Расчеты по уравнению Гиббса-Дюгема. Идеальные растворы. Закон Рауля. Расчет активностей и коэффициентов активности компонентов по экспериментальной зависимости давления насыщенного пара от концентрации для стандартного состояния "чистое вещество'. Таблицы [4, № 31-36]
Занятие 12. Разбавленные растворы. Закон Генри. Расчет молекулярной массы и степени диссоциации нелетучих веществ в предельно разбавленных растворах по их коллигативным свойствам. Таблицы: [4 ,№ 19].
Домашнее задание: [1, с.206, № 1].
Занятие 13. Итоговое занятие по теме "Общая характеристика термодинамических свойств растворов".
Фазовые равновесия в бинарных гетерогенных системах.
Занятие 14,15. Равновесие «жидкий раствор-пар». Диаграммы кипения, их анализ. Расчет состава пара, равновесного жидкому идеальному раствору заданной концентрации. Расчет количества вещества, которое можно выделить из азеотропного арствора заданной концентрации перегонкой. Расчет с применением правила рычага. Перегонка с водяным паром. Таблицы [4, № 28]
Домашнее задание: [1, с.224, №1 или 2, № 11]
Равновесие жидкий раствор-кристалл
Занятие 16. Диаграмма плавкости для изоморфно- и неизоморфно кристаллизующихся веществ. Анализ систем: а) образующих твердый раствор; б) с одной эвтектикой; в) с устойчивым химическим соединением; г) с неустойчивым химическим соединением; д) с ограниченной растворимостью в твердом состоянии. Применительно к перечисленным системам разобрать расчеты с применением правила рычага и методы построения диаграммы плавкости по экспериментальным кривым охлаждения. Таблицы [4, № 28]
Домашнее задание: [1, с.247, №1 или 2, № 12]
Занятие 17. Итоговое занятие по теме «Фазовые равновесия в бинарных гетерогенных системах»
Лабораторные работы
К каждому занятию следует тщательно проработать теоретический материал, ознакомиться с принципами работы и устройством прибора (кроме работ №№ 41-51, 65). Усвоить главную задачу и сущность методики эксперимента.
При подготовке к лабораторной работе решить задачу, указанную в каждой работе в лаборатории.
Подготовка к работе должна быть отражена в лабораторном журнале. Без предварительной подготовки или при недостаточной подготовке студент к лабораторной работе не допускается.
Пропущенную работу можно выполнить в дополнительное время при наличии свободных мест в лаборатории. При этом студент должен иметь разрешение группового преподавателя и допуск деканата.
Работа, не подписанная у лабораторного преподавателя в течение двух недель, аннулируется.
Перечень лабораторных работ приведен в лаборатории физической химии.
Перечень
ключевых вопросов, знание которых является обязательным для студентов, сдающих экзамен по курсу физической химии
Первое начало термодинамики и его приложения
1. Первое начало термодинамики, функции состояния и функции процесса. Работа и теплота процесса.
2. Закон Гесса. Обоснование закона Гесса при помощи первого начала термодинамики. Связь тепловых эффектов химических реакций при постоянном давлении и при постоянном объеме.
3. Тепловые эффекты химических реакций. Теплоты образования. Теплоты сгорания.
4. Внутренняя энергия и энтальпия термодинамической системы. Связь между ними. Зависимость внутренней энергии и энтальпии системы от температуры.
5. Зависимость теплового эффекта химической реакции от температуры. Вывод и анализ уравнения Кирхгофа. Интегрирование уравнения Кирхгофа: приближенное ( Ср = const) и уточненное ( Ср = f (T))
6. Теплота испарения жидкости. Ее зависимость от температуры.
7. Применение таблиц стандартных термодинамических величин (Н f, 298, Нсгор. 298, Сро) для расчета тепловых эффектов химических реакций при различных температурах.
Второе начало термодинамики
1. Самопроизвольные и несамопроизвольные, обратимые и необратимые процессы. Формулировки начала термодинамики для бесконечно малого и конечного изменений состояния системы.
2. Энтропия. Свойства энтропии, изменения энтропии в различных процессах.
3. Энтропия как критерий направления самопроизвольных процессов и условия равновесия в изолированных системах.
4. Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца. Применение термодинамических потенциалов для определения состояния равновесия и направления самопроизвольных процессов в изотермических системах.
5. Максимальная работа обратимого процесса. Температурный коэффициент максимальной работы. Вывод и анализ уравнения Гиббса-Гельмгольца.
6. Влияние температуры и давления на энергию Гиббса и энергию Гельмгольца.
7. Методы расчета GTo , ATo , STo химических реакций. Применение таблиц стандартных термодинамических величин.
8. Постулат Планка.
9. Расчет абсолютных энтропий индивидуальных веществ в различных агрегатных состояниях при различных температурах.
10. Химический потенциал. Условия самопроизвольного протекания процесса и равновесия, выраженные через химический потенциал.
11. Статистическое истолкование второго начала термодинамики.
Термодинамическое учение о реакционной способности и химическое равновесие
1. Признаки и условия истинного химического равновесия. Термодинамическое условие химического равновесия
2 . Закон действующих масс и его термодинамическое обоснование
3. Константа химического равновесия и основные формы ее выражения для идеальных и реальных систем (через концентрации, активности, давления, фугитивности). Связь между константами равновесия.
4. Химическое сродство и стандартное химическое сродство Энергия Гиббса и энергия Гельмгольца химической реакции. Их расчет для химической реакции. Вывод и анализ уравнения изотермы химической реакции Вант-Гоффа.
5. Зависимость химического равновесия от температуры Вывод и анализ уравнений изобары и изохоры Вант - Гоффа.
6. Интегрирование уравнения изобары Вант-Гоффа. Разобрать случаи, когда тепловой эффект реакции не зависит от температуры и зависит от температуры.
7. Влияние различных факторов на химическое равновесие на примерах конкретных реакций. Как влияет температура, концентрация реагентов, общее давление на смещение химического равновесия и на равновесный выход продукта.
8. Химическое равновесие в гетерогенных системах. Закон действующих масс и его термодинамическое обоснование.
9. Методы расчета тепловых эффектов химических реакций по данным о химическом равновесии.
10. Экспериментальные методы изучения химических равновесий.
11. Методы расчета стандартного химического сродства и констант химического равновесия на основании данных справочника.
Термодинамическая теория фазовых равновесий
1. Общая характеристика равновесия в гетерогенных системах. Понятия фаза, компонент, термодинамическая степень свободы.
2. Вывод и анализ правила фаз Гиббса. Его применение.
3. Фугитивность (летучесть) и активность газа. Методы их расчета.
4. Методы определения давления насыщенного пара над жидкостью.
5. Термодинамика фазовых равновесий в однокомпонентных системах. Вывод и анализ уравнения Клапейрона-Клаузиуса.
6. Зависимость давления насыщенного пара над жидкостью и твердым веществом от температуры. Анализ уравнения.
7. Зависимость температуры плавления вещества от давления.
8. Интегральные формы уравнения Клапейрона-Клаузиуса
9. Применение уравнения Клапейрона-Клаузиуса для вычисления давления насыщенного пара, теплот и энтропии фазовых превращений.