Предисловие

Современное состояние многих естественно-научных и технических дисциплин, а также профессиональная деятельность специалистов различных направлений, таких как материаловедение, нефтехимия и нефтепереработка, технология продуктов питания, безопасность жизнедеятельности и защита окружающей среды, геология, машины и аппараты химических производств и др., предполагает широкое использование законов и методов физической химии для решения задач научного и практического уровня. Особенно широко применяются методы химической термодинамики. В основе любого процесса, протекающего в химическом реакторе, или определяющего состояние природных сред, а также в образовании минералов и сплавов, миграции элементов, фазовых превращениях в гетерогенных системах, состоянии буровых растворов, процессах переработки нефти и производства нефтепродуктов и многих других, лежат физико-химические законы и явления. Поэтому знание основных законов физической химии приобретает особо важное значение при подготовке специалистов многих направлений.

В настоящем пособии рассмотрены наиболее общие законы физической химии и показаны возможные пути их практического применения для решения широкого ряда конкретных задач. Приведены примеры проявления этих законов в реальных системах. Особое внимание уделяется методам общей и химической термодинамики в анализе различных видов систем и расчетах параметров их состояния.

Последовательность изложения общих теоретических положений в основном соответствует традиционному подходу, обусловленному логическими взаимосвязями и преемственностью отдельных разделов курса.

В изложении материала использован опыт преподавания курсов физической химии и физико-химических свойств реальных систем в Тюменском государственном нефтегазовом университете.

Содержанием первой части пособия, являются пять основных разделов (глав), базирующихся на термодинамическом методе.

Первая, вторая и третья главы посвящены основам химической термодинамики в приложении к термохимии и химическим равновесиям. Рассмотрены критерии направления процесса и состояния равновесия в системе, а также методы их расчета и применения. В четвертой главе рассмотрены основные законы фазовых равновесий, а также методы построения и виды фазовых диаграмм. В пятой главе изложены основы термодинамической теории растворов. Из учебника исключены все вопросы, касающиеся квантовой химии, квантово-химических методов расчета молекулярных орбиталей, спектроскопии и учения о химической связи, поскольку эти вопросы достаточно подробно изучаются в предшествующих курсах: физики, а также общей и неорганической химии. Основы статистической термодинамики, применяемые при рассмотрении теорий химической кинетики, вынесены во вторую часть учебного пособия, которая включает в себя два раздела курса: «электрохимия» и «кинетика и катализ». В учебном пособии большое внимание уделено рассмотрению вопросов применения основных законов и методов физической химии к решению практических задач, решение которых находится в рамках направлений, специальностей и специализаций студентов, учебные планы которых содержат данную дисциплину. Учебное пособие содержит тестовые задания и расчетно-аналитические задачи для самостоятельной аудиторной и внеаудиторной работы студентов, позволяющие оценить степень усвояемости изученного материала, а также закрепить теоретические и освоить практические навыки по физической химии.