Ограниченное время, которое по учебному плану педвузов отводится на изучение курса физической и коллоидной химии, предъявляет особые требования к изложению материала этого курса.
Задачей курса прежде всего является изучение основных разделов физической химии для более глубокого понимания не только теоретических основ химических дисциплин, но и биологических процессов, таких, как осмос, поверхностные и капиллярные явления, коллоидное состояние вещества и др.
Предлагаемый учебник написан с учетом этих требований и в соответствии с программой курса «Основы физической и коллоидной химии» для педагогических институтов.
Учитывая большое значение этого курса для подготовки учителя химии и биологии средней школы, авторы считали необходимым более полно излагать те разделы физической химии, которые связаны с программой химии средней школы, например, такие, как химическое равновесие, кинетика и катализ, растворы и др.
В основу данного учебника был взят материал ранее изданного пособия С, А, Балезина и Г. С. Парфенова «Основы физической и коллоидной химии» (М., «Просвещение», 1964).
В предлагаемом учебнике переработаны все разделы. Заново написаны главы: химическая термодинамика, электрохимия, поверхностные явления, кинетика, катализ, фотохимия, а также эмульсии и пены.
Оглавление
........................... 3
........................... 4
Часть первая
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Глава I
Агрегатные состояния веществ
§ 1. Газовые законы ................... II
§ 2. Уравнение состояния идеального газа ......... Н
§ 3. Кинетическая теория газов .............. 16
§ 4. Реальные газы ................... 22
§ 5. Свойства газов при высоких температурах. Плазма .... 26
§ 6. Общая характеристика жидкого состояния........ 28
§ 7. Поверхностное натяжение ............... 31
§ 8. Внутреннее трение (вязкость) жидкостей......... —
§ 9. Давление насыщенного пара жидкости ......... 34
§ 10. Характеристика свойств вещества в твердом состоянии ... 35
Глава II
Химическая термодинамика
§ 1. Предмет химической термодинамики .......... 41
§ 2. Изменение внутренней энергии и энтальпии ....... 44
§ 3. Максимальная работа расширения идеального газа .... 45
§ 4. Первый закон термодинамики ............. 47
§ 5. Теплоемкость ..................... 48
§ 6. Закон Гесса постоянства сумм теплоты ........ 53
§ 7, Зависимость тепловых эффектов от температуры..... 56
§ 8, Тепловой эффект при постоянном давлении и постоянном
объеме ........................ 58
§ 9. Теплота образования ................ —
§ 10, Теплота растворения ................. 60
§ 11. Теплота нейтрализации ............... 61
§ 12, Теплота сгорания ................. 62
§ 13, Второй закон термодинамики ............. 64
§ 14. Энтропия ...................... 65
§ 15, Химический потенциал ................ 69
394
§ 16. Условия, определяющие направленность химической реакций ......................... Ц
§ 17. Предел протекания реакции............. '?
§ 18. Третий закон термодинамики ............. '"
Глава III Химическое равновесие
77
1. Обратимые реакции ................. ''
2. Закон действующих масс ............... 79
3. Смещение химического равновесия ......... ог>
4. Максимальная работа и химическое сродство .....
5. Изменение константы равновесия и зависимости от темпера
туры 6. Правило фаз
90 92 97
§ 7. Термический анализ ................
Глава IV Молекулярные растворы
§ 1. Общая характеристика растворов ........... 98
§ 2. Свойства разбавленных растворов ........... 101
. § 3. Понижение температуры замерзания растворов ..... 102
§ 4. Повышение температуры кипения растворов ...... 106
§ 5. Осмотическое давление ................ 108
§ 6. Закон Вант-Гоффа для осмотического давления ..... 111
§ 7. Бинарные растворы жидких летучих веществ ...... 114
§ 8. Давление пара над жидкой смесью ........... 115
§ 9. Перегонка смесей жидкостей .............. 120
§ 10. Давление пара частично смешивающихся и несмешивающихся жидкостей ................... 122
§11. Растворы газов в жидкостях .............. 126
Глава V
Растворы электролитов
§ I. Отклонения от законов Вант-Гоффа и Рауля в растворах
электролитов .................... 329
§ 2. Основы теории электролитической диссоциации ..... __
§ 3. Применение закона действующих масс к электролитам . . . [33
§ 4. Теория сильных электролитов ............. 136
§ 5. Сольватация ионов в растворах ............. i40
§ 6. Электропроводность растворов. Удельная электропроводность ..................... ... 142
§ 7. Эквивалентная электропроводность .......... 145
§ 8. Измерение электропроводности растворов электролитов . . 147
§ 9. Закон независимости движения ионов ......... 149
§ 10. Практическое применение электропроводности ...... 152
Глава VI
Ионные равновесия в водных растворах
§ 1. Кислотно-основные равновесия в растворах ....... 155
§ 2. Ионное произведение воды. Понятие о рН и рК ..... 157
§ 3. Активная и аналитическая (титруемая) кислотность ... 161
§ 4. Буферные смеси................... 162
§ 5. Колориметрический метод определения рН ....... 165
Глава VII
Электродвижущие силы и равновесные электродные потенциалы
§ 1. Гальванический элемент и электролизер ........ 168
§ 2. Осноаные этапы развития электрохимии ........ 371
§ 3. Термодинамическое соотношение между напряжением (э.д.с.)
гальванического элемента и химической энергией .... 172
§ 4, Равновесные электродные потенциалы ......... 175
§ 5. Классификация электродов .............. 185
§ 6. Электрохимические цепи ............... 191
§ 7, Измерение э.д.с. ................... 193
§ 8. Потенциометрня ................... 195
Глава VIII
Неравновесные электродные процессы
§ 1. Кинетика электрохимических реакций......... 200
§ 2. Стадийность в электрохимических процессах ...... 204
§ 3. Перенапряжение электрохимической реакции (перенапряжение реакции перехода) ................. 205
§ 4. Перенапряжение диффузии .............. 208
§ 5. Полярография ................... 210
§ 6. Кинетика восстановления и перенапряжение водорода . , . 212
§ 7. Электролиз ...................... 214
§ 8. Аккумуляторы .................... 220
§ 9. Электрохимическая коррозия металлов и явление пассивности ......................... 223
Глава IX Поверхностные явления
§ 1. Удельная поверхность и поверхностная энергия ..... 231
§ 2. Поверхностные явления на границе газ — жидкость и жидкость — жидкость. Поверхностное натяжение ...... —
§ 3. Адсорбция на поверхности раствор — газ ........ 234
§ 4. Растекание одной жидкости по поверхности другой . . . 236
§ 5. Взаимодействие жидкости с поверхностью твердого тела , . 238
§' 6. Флотация минералов и руд .............. 239
§ 7. Водостойкие ткани .................. 240
§ 8. Адсорбция газов на твердых телах ........... 241
§ 9. Физическая адсорбция и хемосорбция ......... 244
§ 10. Изотерма адсорбции И. Лэнгмюра ........... 245
§ 11. Полимолекулярная адсорбция и определение величины поверхности твердых веществ .............. 246
§ 12. Адсорбция на твердых телах из растворов........ 247
§ 13. Хроматография .................... 249
§ 14. Ионный обмен на адсорбентах ............. 250
Главах
Химическая кинетика и катализ
§ 1. Задачи химической кинетики и механизм химических реакций ......................... 252
§ 2. Скорость химической реакции. Гомогенные и гетерогенные
реакции ....................... 253
§ 3. Экспериментальные методы исследования скоростей химических реакций .................... 254
§ 4. Простые и сложные вещества. Элементарные стадии .... 256
§ 5. Кинетика необратимых гомогенных простых реакций . . . 257
§ 6. Кинетика сложных реакций. Кинетический порядок ... 261
§ 7. Сводка кинетических зависимостей для реакций различных
порядков ...................... 263
§ 8. Определение кинетических порядков и вычисление констант
скоростей ...................... 265
Кинетика обратимых реакций ............. 266
Зависимость скорости химической реакции от температуры. 267 § И. Теория молекулярных столкновений и ее применение к бимолекулярным реакциям ............... 269
§ 12. Теория переходного состояния или активного комплекса. 273
§ 13. Кинетика сложных реакций .............. 276
§ 14. Цепные реакции ......... .......... 281
§ 15. Свободные радикалы ................. 282
§ 16. Разветвленные цепные реакции ............ 284
§ 17. Катализ ....................... 286
Часть вторая Коллоидная химия
Глава X!
Коллоидные системы и методы их получения
§ 1. Общая характеристика коллоидных систем и методы их получения ..................... ... 302
§ 2. Теория образования коллоидных систем ........ 307
§ 3. Дисперсные системы в природе и технике ........ 308
§ 4. Методы получения коллоидных систем ......... —
§ 5. Дисперсный метод .................. 309
§ 6. Строение золей .................... 311
; § 7. Получение золей методом пептизацик .......... 313
; § 8. Метод конденсации.................. 314
§ 9. Методы очистки коллоидных растворов......... 318
Глава XII
Оптические, кинетические и электрические свойства коллоидных систем
I. Оптические свойства коллоидных систем
§ 1. Светорассеяние в дисперсных системах......... 320
§ 2. Ультрамикроскопия ................. 322
| § 3. Нефелометрия.................... 323
П. Молскулярно-кинетические свойства к о л-
л о и д н ы х с и с т е м..................... 324
§ 1, Броуновское движение................. -—
§ 2. Диффузия в золях.................. 325
§ 3. Осмотическое давление золей.............. 326
§ 4. Седиментация .................... 327
III. Электрические свойства коллоидных систем
§ 1. Электрокйнетические явления ............. 331
§ 2. Дзэта-потенциал ................... 333
§ 3, Изоэлектрическое состояние ............, . 335
Глава XIII Коагуляция коллоидов
§ 1. Понятие о кинетической и агрегатной устойчивости . . . 337
§ 2. Коагуляция н седиментация .............. 338
§ 3. Коагуляция коллоидных растворов электролитами .... 339
§ 4. Коагуляция смесью электролитов........... 342
5. Взаимная коагуляция коллоидных растворов ...... 343
§ 6. Привыкание ..................... 344
§ 7. Перезарядка золей .................. 345
§ 8. Кинетика коагуляции ................" 346
§ 9. Пептизация ...............'...... 350
§ 10. Коллоиды почв .................... 351
Глава XIV
Растворы высокомолекулярных соединений
§ 1. Общие свойства высокомолекулярных соединений .... 355
§ 2. Строение молекул''белковых веществ .......... 356
§ 3. Устойчивость растворов ВС .............. 359
§ 4. Высаливание , . - -
§ 5. Денатурация
.................... 360
6. Защита золей ВС .................. . . 361
Глава XV Студии или гели
1. Классификация студней ' ................ 363
2. Методы получения студней .............. 365
§ 4. Оводнение и высыхание гелей. Гистерезис ........ 372
§ 5. Синерезис (отмокание) ................ 373
§ 6, Диффузия и электропроводность в студнях ....... 374
§ 7. Химические реакции в студнях ............ 375
Глава XVI
Эмульсии и пены
§ 1. Общие свойства эмульсий ............... 378
§ 2. Получение эмульсий и обращение фаз ......... 381
§ 3. Разрушение эмульсий ................. 382
§ 4, Моющие действия поверхностно-активных веществ ... 383
§ 5. Пены ....... ................. 384
§ 6. Причины устойчивости пены .............. 386
§ 7, Практическое значение эмульсий и пен ......... 387
Цена: 150руб.
