1. Понятия "составляющие вещества", "компонент", "компонентность системы", "фаза", "термодинамическая степень свободы". Примеры.
2. Условия термодинамического равновесия многокомпонентной гетерофазной системы. Вывод правила фаз Гиббса, его анализ и интерпретация.
3. Фазовые равновесия в однокомпонентной системе – уравнения Клапейрона и Клапейрона-Клаузиуса (их вывод, анализ, интегрирование, интерпретация).
4. Диаграмма состояния однокомпонентной системы. Стабильные и метастабильные состояния; энантиотропные и монотропные фазовые превращения. Разбор диаграмм состояния (типа H2O, S) с применением правила фаз Гиббса.
5. Классификация растворов. Различные описания (определения) идеальных растворов – через термодинамические функции смешения, химические потенциалы компонентов, закон Рауля.
6. Различные типы реальных (неидеальных) растворов – регулярные, атермальные, предельно разбавленные.
7. Экстенсивные и интенсивные термодинамические свойства как однородные функции. Парциальные мольные величины, уравнения Гиббса-Дюгема (как следствие теоремы Эйлера об однородности). Методы определения парциальных мольных величин.
8. Химический потенциал компонента в идеальном и неидеальном растворах. Активность и коэффициент активности.
9. Выбор стандартного состояния и шкалы концентраций при определении химического потенциала для растворителя и растворенного вещества (симметричный и асимметричный относительно компонентов раствора).
10. Вычисление активностей растворителя (летучего) и растворенного вещества (нелетучего) по давлению насыщенного пара (растворителя) и из осмотического давления раствора.
11. Явление осмоса. Вычисление активностей растворителя и растворенного вещества по осмотическому давлению.
12. Вычисление активностей растворителя (летучего) и растворенного вещества (нелетучего) по понижению температуры замерзания раствора.
13. Вычисление активностей растворителя (летучего) и растворенного вещества (нелетучего) по повышению температуры кипения раствора.
14. Коллигативные свойства растворов, их суть и практическое использование.
15. Растворимость газов в жидкостях, закон Генри. Влияние давления и температуры на растворимость газов в жидкостях. Растворимость газов в растворах электролитов, уравнение Сеченова.
16. Неограниченно растворимые друг в друге жидкости. Вычисление давления и состава пара над идеальными растворами. Первый закон Гиббса-Коновалова.
17. Диаграммы общее давление – состав, температура кипения – состав, состав раствора – состав пара для идеальных растворов.
18. Диаграммы общее давление – состав, температура кипения – состав, состав раствора – состав пара для неидеальных растворов. Азеотропные растворы. Второй закон Гиббса-Коновалова.
19. Перегонка растворов – интегральная, дифференциальная;
20. Разделение компонентов раствора – дробная перегонка (ректификация).
21. Ограниченная взаимная растворимость жидкостей. Влияние температуры на растворимость.
22. Диаграммы состояния жидкость – пар для систем с ограниченной взаимной растворимостью жидкостей. Влияние изменения внешних условий на вид фазовой диаграммы.
23. Давление и состав пара над смесью взаимно нерастворимых жидкостей. Перегонка с водяным паром.
24. Идеальная растворимость твердых веществ в жидкости, уравнение Шредера. Термический анализ, кривые охлаждения (нагревания).
25. Диаграммы растворимости (плавкости) двухкомпонентных систем с полной нерастворимостью как в жидком, так и в твердом состояниях.
26. Диаграммы растворимости (плавкости) двухкомпонентных систем с полной растворимостью в жидком и полной нерастворимостью в твердом состояниях (с простой эвтектикой).
27. Диаграммы растворимости (плавкости) двухкомпонентных систем с ограниченной растворимостью в твердом состоянии.
28. Диаграммы растворимости (плавкости) двухкомпонентных систем с неограниченной растворимостью в твердом и жидком состояниях.
29. Диаграммы плавкости двухкомпонентных систем с химическими соединениями, плавящимися конгруэнтно (устойчивые соединения).
30. Диаграммы плавкости двухкомпонентных систем с химическими соединениями, плавящимися инконгруэнтно (неустойчивые соединения).
ЗАДАЧА: 2 типа задач: (1) Термодинамический расчет равновесия реакции (константы равновесия, равновесного состава и т.п.); (2) По фазовым диаграммам (определение начала (конца) кристаллизации, фазового состава, расчет на правило рычага и др.).
Решение каждой задачи должно быть предварено необходимой теоретической частью с общими расчетными соотношениями – без вывода, но объяснением смысла и применимости используемых соотношений.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1. Краснов К.С. (ред.) Физическая химия. В 2-х тт. - М.: ВШ, 1995 (и более поздние издания).
2. Герасимов Я.И. (ред.) Курс физической химии. В 2-х тт. – М.: Химия, 1969 (т.1), 1973 (т.2).
3. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. - М.: ВШ, 2006.
4. Эткинс П. Физическая химия: Пер. с 5-го англ. изд. В 2-х тт.. - М.: Мир, 1980.
5. Эткинс П., Паула Дж. Физическая химия: Пер. с 7-го англ. изд. - Т.1. - М.: Мир, 2007. – 494 с.
6. Еремин В.В., Каргов С.И., Успенская И.А., Кузьменко Н.Е., Лунин В.В. Основы физической химии. Теория и задачи: Учебное пособие для вузов. – М.: Экзамен, 2005. – 480 с.
7. Салем Р.Р. Физическая химия. – М.: Вузовская книга, 2004. – 328 с.
8. Бажин Н.М., Иванченко В.А., Пармон В.Н. Термодинамика для химиков. – М.: Химия, 2006. – 416 с.
9. Пригожин И., Кондепуди Д. Современная термодинамика. От тепловых двигателей до диссипативных структур: Пер. с англ. – М.: Мир, 2002. – 462 с.
10. Горшков В.И., Кузнецов И.А. Основы физической химии. – М.: Бином, 2006. – 408 с.