- •1. Вступ
- •1.1. Предмет і мета дисципліни "Фізична хімія"
- •1.4. Тематичний план та зміст лекційного курсу 6 тетраместру
- •1.5. Індивідуальні та домашні завдання для самостійної роботи студентів
- •2. Розрахункові завдання
- •2.1. Основні поняття хімічної термодинаміки
- •2.1.1. Основні визначення
- •2.1.2. Перший закон термодинаміки
- •2.1.3. Закон Геса
- •2.1.4. Теплоємність
- •2.1.5. Закон Кірхгофа
- •2.1.6. Другий закон термодинаміки
- •2.1.7. Постулат Планка
- •2.1.8. Термодинамічні потенціали
- •2.1.9. Рівняння Гібса-Гельмгольца
- •2.1.10. Хімічний потенціал.
- •2.1.11. Хімічна рівновага. Стандартна і емпіричні константи рівноваги.
- •2.1.12. Рівняння ізотерми хімічної реакції Вант-Гофа
- •2.1.13. Рівняння ізобари і ізохори хімічної реакції. Вплив температури, тиску і домішок інертних газів на рівновагу реакції.
- •2.1.14. Обчислення констант рівноваги із стандартних величин термодинамічних функцій за рівнянням Тьомкіна – Шварцмана.
- •2.2. Приклади розв'язання задач
- •2. При адіабатичному стисненні робота розраховується наступним чином:
- •Використовуючи отримане значення т2 визначаємо роботу адіабатичного стиснення
- •Визначаємо зміну ентропії для реакції при стандартних умовах (величини ентропій вихідних речовин та продуктів реакції відповідно даних з довідника):
- •Рівноважна 3-3/4·х 1-1/4·х х Константа рівноваги має такий вираз
- •Прореагувало і утворилося 3х х 4х
- •Тоді, константа рівноваги Кn складає:
- •Якщо тепловий ефект δн не залежить від температури, тоді тепловий ефект хімічної реакції визначаємо за наближеною формою рівняння ізобари:
- •2.3. Багатоваріантні задачі
- •3. Индивідуальне розрахунково-графічне завдання
- •3.1. Пояснення для вирішення завдання
- •3.1.1. Розрахунок константи рівноваги хімічної реакції
- •3.1.2 Розрахунки виходу продуктів реакції
- •3.1.3. Розрахунок залежності виходу аміаку від тиску та температури
- •3.1.4. Розрахунки рівноваги в реальних системах
- •3.2. Багатоваріантне графічно-розрахункове завдання
- •4. Перелік контрольних запитань
- •4.1. Перелік запитань для самоконтролю
- •4.2. Питання до екзаменаційних білетів
- •4.2.1. Теплоємність, перше начало термодинаміки, термохімія
- •4.2.2. Друге і третє начало термодинаміки
- •4.2.3. Хімічна рівновага
- •5. Нарахування рейтингових балів
- •5.1. Таблиця відповідності рейтингових балів за національною та європейською шкалами
- •5.2. Правила нарахування рейтингових балів
- •5.3. Таблиця відповідності оцінок та балів за європейською і національною шкалами
- •6. Список рекомендованої літератури Основна література
- •Перелік позначень
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до практичних занять та самостійної роботи
студентів спеціальностей ТС, ТВ, ТК, ТНР, РЕ, ТЕВ
з курсу "Фізична хімія" за кредитно-модульною системою.
Частина I, тетрамеcтр 6 - й
Дніпропетровськ УДХТУ 2006
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
до практичних занять та самостійної роботи
студентів спеціальностей ТС, ТВ, ТК, ТНР, РЕ, ТЕВ
з курсу "Фізична хімія" за кредитно-модульною системою.
Частина I, тетрамеcтр 6 - й
Затверджено на засіданні кафедри
фізичної хімії.
Протокол № 3 від 12.10.2006.
Дніпропетровськ УДХТУ 2006
Методичні вказівки до практичних занять та самостійної роботи студентів спеціальностей ТС, ТВ, ТК, ТНР, РЕ, ТЕВ з курсу "Фізична хімія" за кредитно-модульною системою. Частина I, тетрамеcтр 6-й / Укл. В.П. Купрін, Д.В. Гиренко, Д.А. Головко, І.Л. Плаксієнко, Т.В. Лук’яненко, О.А. Бєляновська. – Дніпропетровськ: УДХТУ, 2006. – 54 с.
Укладачі: В.П. Купрін, доктор хім. наук
Д.В. Гиренко, кандидат хім. наук
Д.А. Головко, кандидат хім. наук
І.Л. Плаксієнко, кандидат хім. наук
Т.В. Лук’яненко, кандидат хім. наук
О.А. Бєляновська, кандидат техн. наук
Відповідальний за випуск Ф.Й. Данилов, доктор хім. наук
Навчальне видання
Методичні вказівки
до практичних занять та самостійної роботи
студентів спеціальностей ТС, ТВ, ТК, ТНР, РЕ, ТЕВ з курсу «Фізична хімія»
за кредитно-модульною системою. Частина I, тетрамеcтр 6-й
Укладачі: Купрін Віталій Павлович
Гиренко Дмитро Вадимович
Головко Дмитро Аркадійович
Плаксієнко Ірина Леонидівна
Лук’яненко Тетяна Викторівна
Бєляновська Олена Анатоліївна
Редактор Л.М. Тонкошкур
Коректор Л.Я. Гоцуцова
Підписано до друку 26.10.06. Формат 60×84 1/16. Папір ксерокс. Друк різограф. Умов.-друк. акр. 2,43. Облік.-вид. акр. 2,49. Тираж 100 прим. Зам. № 12. Свідоцтво ДК № 303 від 27.12.2000._____________________________________
УДХТУ, 49005, м. Дніпропетровськ-5, просп. Гагаріна, 8.___________________
Видавничо-поліграфічний комплекс ІнКомЦентру
Зміст
-
Стор.
1. Вступ
4
1.1. Предмет і мета дисципліни "Фізична хімія"
4
1.2. Розподіл навчальних годин протягом викладання курсу "Фізична хімія"
4
1.3. Зміст модулів навчальної дисципліни, їх оцінювання в балах, форми і терміни поточного і модульного контролю
5
1.4. Тематичний план та зміст лекційного курсу 6 тетраместру
7
1.5. Індивідуальні та домашні завдання для самостійної роботи студентів
9
2. Розрахункові завдання
11
2.1. Основні поняття хімічної термодинаміки
11
2.2. Приклади розв'язання задач
19
2.3. Багатоваріантні задачі
27
3. Індивідуальне розрахунково-графічне завдання
32
3.1. Пояснення для вирішення завдання
32
3.2. Багатоваріантне графічно-розрахункове завдання
41
4. Перелік контрольних запитань
42
4.1. Перелік запитань для самоконтролю
42
4.2. Питання до екзаменаційних білетів
43
5. Нарахування рейтингових балів
51
5.1. Таблиця відповідності рейтингових балів за національною та європейською шкалами
51
5.2. Правила нарахування рейтингових балів
52
1. Вступ
1.1. Предмет і мета дисципліни "Фізична хімія"
Предмет навчальної дисципліни “Фізична хімія” полягає у встановленні взаємозв'язку хімічних і фізичних явищ в різних системах.
Мета навчальної дисципліни – надати майбутнім інженерам-технологам теоретичні знання основних закономірностей, які визначають напрямок хімічних процесів, їх швидкість, вплив різних чинників на хімічну і фазову рівновагу, умови отримання максимального виходу необхідного продукту; сформувати навички застосування фізико-хімічних методів дослідження для вирішення основних задач хімічної технології.
Викладання дисципліни „Фізична хімія” здійснюється після опанування студентами таких загальноосвітніх фундаментальних дисциплін як „Неорганічна хімія”, „Фізика”, „Вища математика” та передує вивченню дисциплін професійного спрямування, оскільки за суттю “Фізична хімія” являє собою теоретичну основу хіміко-технологічних процесів.
1.2. Розподіл навчальних годин протягом викладання курсу "Фізична хімія"
Форма навчання |
Денна |
Усього |
|||
Курс |
2 |
3 |
|||
Семестр |
ІІІ |
ІV |
IV |
V |
|
Тетраместр |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Усього за навчальним планом, (годин / кредитів) |
90/2,5 |
144/4 |
144/4 |
162/4,5 |
540/15 |
Аудиторні заняття ,год: |
24 |
64 |
64 |
64 |
216 |
– лекції |
16 |
24 |
24 |
24 |
88 |
– лабораторні |
|
32 |
32 |
32 |
96 |
– практичні |
8 |
8 |
8 |
8 |
32 |
Самостійна робота, год: |
60 |
64 |
64 |
82 |
270 |
– підготовка до лекцій |
8 |
6 |
6 |
12 |
32 |
– підготовка до лабораторних робіт |
- |
16 |
16 |
16 |
48 |
– підготовка до практичних занять |
8 |
6 |
7 |
7 |
28 |
– опрацювання тем, які не викладаються на лекціях |
7 |
4 |
3 |
5 |
19 |
– підготовка до модульних контрольних робіт |
8 |
8 |
8 |
16 |
40 |
Виконання індивідуальних завдань, год: |
|
|
|
|
|
– домашніх завдань, рефератів |
16 |
12 |
12 |
26 |
66 |
– розрахунково-графічних робіт |
13 |
12 |
12 |
- |
37 |
– курсових робіт |
- |
- |
- |
- |
- |
Форма навчання |
Денна |
Усього |
|||
Курс |
2 |
3 |
|||
Семестр |
ІІІ |
ІV |
IV |
V |
|
Тетраместр |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Контрольні заходи, год: |
6 |
16 |
16 |
16 |
54 |
– кількість модулів в тетраместрі |
1 |
2 |
2 |
2 |
7 |
– підсумковий контроль |
|
|
|
|
|
1.3 Зміст модулів навчальної дисципліни, їх оцінювання в балах, форми і терміни поточного і модульного контролю
-
Елементи модуля
Кількість балів
Поточний і модульний контроль навчальної роботи студентів
Рівень допус-ку 35%
Міні-маль-на, рівень заліку 51%
Макси-мальна 100%
Форма контролю
Тиж-день
Модуль 1 – Хімічна термодинаміка.
Семестр 3, тетраместр 6
Практичне заняття 1. Внутрішня енергія, робота розширення і ентальпія фізико-хімічних процесів. Закон Геса.
2
3
5
Виконання і захист практичних завдань
1
6
Практичне заняття 2. Залежність теплових ефектів хімічних реакцій і фізичних процесів від температури. Рівняння Кірхгофа.
2
3
5
Виконання і захист практичних завдань
3
6
Практичне заняття 3. Зміни ентропії і вільної енергії в закритих системах критерії спрямованості довільних процесів.
2
3
5
Виконання і захист практичних завдань
5
6
Практичне заняття 4. Константи рівноваги. Вплив різних чинників на вихід продуктів реакції.
2
3
5
Виконання і захист практичних завдань
7
6
Домашнє завдання 1. Визначення теплового ефекту процесу при будь-якій заданій температурі.
3
4
6
Захист розрахункового завдання, виконаного самостійно
3
6
Домашнє завдання 2. Визначення зміни ентропії і вільної енергії системи у різних процесах.
3
4
6
Захист розрахункового завдання, виконаного самостійно
5
6
Самостійне опрацювання тем, які не викладаються на лекціях.
3
4
7
Тестування за окремими питаннями
7
6
Індивідуальне розрахунково-графічне завдання 1. Розрахунки виходу продукту при заданих параметрах в ідеальних і реальних умовах технологічного процесу.
7
9
16
Захист індивідуального розрахунково-графічного завдання, виконаного самостійно.
9
6
Розділ І лекційного курсу. Хімічна термодинаміка. Теми 1-8.
18
25
45
Модульна контрольна робота за лекційним курсом.
9
6
Всього:
100