![]() |
Termodinamica chimica |
CUPRINS: CUPRINS Prefata ... IX Notatii ... XI Constante si unitati de masura ... XIV Capitolul 1. DE LA FIZICA LA CHIMIE ...1 1.1. Chimia ... 2 1.2. Chimia fizica, obiect si continut ... 3 Aspectele experimentale in chimia fizica ... 4 1.3. Capitolele chimiei fizice ... 5 Capitole specializate ale chimiei fizice ... 6 Capitolul 2. TERMODINAMICA ... 7 2.1. Ce este termodinamica ... 8 Termodinamica generala de echilibru fenomenologica. ... 9 2.2. Sistem termodinamic. Tipuri de sisteme ... 10 2.3. Proprietatile sistemului ... 11 Marimi intensive ... 12 Capacitatea calorica ... 13 2.4. Stare termodinamica ... 14 2.5. Parametri de stare ... 15 2.6. Ecuatii de stare ... 16 2.7. Diferentiale si derivate in termodinamica ... 17 Relatii intre derivatele partiale ... 18 Teorema diferentialei totale ... 19 Factor integrant ... 20 Notatii pentru diferentiale, diferente si integrale ... 21 2.8. Principiile termodinamicii ... 22 Capitolul 3. PRIMUL PRINCIPIU AL TERMODINAMICII ... 23 3.1. Principiul conservarii energiei ... 24 3.2. Caldura ... 25 Caldura latenta si caldura de reactie ... 226 3.3. Lucrul ... 27 3.4. Energia interna ... 28 Lucrul si caldura in principiul I ... 29 3.5. Entalpia ... 30 Variatia entalpiei ... 31 3.6. Capacitati calorice molare ... 32 Evaluarea capacitatilor calorice la gaze ... 33 Molecule poliatomice ... 34 Evaluarea capacitatilor calorice la faze condensate ... 36 Metoda incrementelor atomice ... 36 3.7. Variatia energiei interne si entalpiei cu temperatura ... 37 Procese cu schimbarea starii de agregare sau polimorfe ... 38 3.8. Principiul I la gazul perfect ... 39 Procese izoterme ... 40 Procese adiabatice ... 41 Coeficientul adiabatic ... 42 Zece exemple ... 43 Capitolul 4. TERMOCHIMIA ... 51 4.1. Stoechiometria reactiei chimice ... 52 4.2. Efecte termice ... 53 Caldurile de reactie ... 54 Functii termodinamice ale participantilor la reactie ... 55 Alte functii termodinamice de reactie ... 56 4.3. Legea lui Hess ... 57 Algebra ecuatiilor termochimice ... 58 Ciclurile de ecuatii termochimice ... 59 4.4. Metode de calculare a efectelor termice ... 60 Caldurile de combustie ... 61 4.5. Variatia efectelor termice cu temperatura ... 63 Legea lui Kirchhoff integrala ... 63 Legea lui Kirchhoff generalizata ... 65 Noua exemple ...... 66 Capitolul 5. CELELALTE PRINCIPII ALE TERMODINAMICII ... 73 5.1. Reversibilitatea proceselor termodinamice ... 74 5.2. Principiul II al termodinamicii ... 75 Enunturi clasice ale principiului II ... 76 Ciclul Carnot ... 77 Randamentul ciclului Carnot ... 78 5.3. Entropia ... 79 Timpul in termodinamica si definirea entropiei ... 81 Enuntul entropic al principiului II ... 82 Combinarea principiilor I si II ... 82 5.4. Potentialele termodinamice ... 83 Entalpia libera ... 85 Definirea potentialelor termodinamice ... 86 Relatii intre potentialele termodinamice ... 86 5.5. Principiile 0 si III ale termodinamicii ... 88 5.6. Semnificatia statistica a entropiei ... 89 5.7. Termodinamica in conditii speciale ... 91 Termodinamica universului ... 91 Capitolul 6. ENTROPIE SI POTENTIALE TERMODINAMICE ... 93 6.1. Variatia entropiei in procese reversibile ... 94 Variatii infinitezimale izoterme ale entropiei ... 95 Variatii finite ale entropiei cu temperatura ... 96 Variatii finite izoterme ale entropiei ... 97 Valoarea absoluta a entropiei ... 99 6.2. Variatiile potentialelor termodinamice ... 100 Variatiile finite cu temperatura ... 101 Relatiile Gibbs-Helmholtz ... 101 Entalpia libera ca functie de presiune si temperatura ... 102 6.3. Variatiile izoterme ale capacitatilor calorice ... 103 6.4. Marimi termodinamice de amestecare ... 105 Entropia de amestecare a gazelor perfecte ... 105 Entropia absoluta a unui component din amestecul gazos ... 107 Alte functii de amestecare la gaze perfecte ... 108 6.5. Entropia de reactie ... 109 6.6. Entalpia libera de reactie ... 110 Temperaturi de referinta ale entalpiei libere de reactie ... 111 6.7. Termodinamica la temperaturi foarte joase ... 112 Paisprezece exemple ... 114 Capitolul 7. SISTEME ETEROGENE UNICOMPONENTE ... 125 7.1. Diagrama de faze fara polimorfism ... 126 Domenii, curbe si puncte specifice in diagrama de faze ... 127 Instabilitatea in diagrama de faze ... 128 7.2. Diagrama de faze cu polimorfism ... 129 Enantiotropie ... 130 Monotropie ... 131 7.3. Termodinamica transformarilor de faza ... 131 7.4. Caldura latenta si panta curbei de echilibru ... 133 Ecuatia lui Clapeyron ... 133 Ecuatia Clausius-Clapeyron ... 135 Transformari de faza de ordinul II ... 136 Cinci exemple ... 136 Capitolul 8. SISTEME OMOGENE MULTICOMPONENTE ... 141 8.1. Solutie ... 142 8.2. Compozitie ... 143 Tipuri de concentratie adimensionale ... 144 Tipuri de concentratie cu dimensiuni ... 145 8.3. Conversia tipurilor de concentratii ... 146 Conversia dintre fractii de greutate si fractii molare ... 147 8.4. Marimi partial molare ... 148 Calcularea marimilor partial molare ... 149 8.5. Relatia Gibbs - Duhem ... 151 Corelarea marimilor partial molare ale componentilor ... 152 8.6. Potentialul chimic ... 153 Variatia potentialului chimic cu parametrii de stare ... 153 8.7. Echilibrul difuzional ... 155 Conditia de echilibru difuzional ...155 Echilibrul de faze ... 157 8.8. Marimi de amestecare in solutii ... 157 Interdependenta marimilor de amestecare ... 158 Noua exemple ... 159 Capitolul 9. SOLUTII IDEALE ... 169 9.1. Proprietati termodinamice ale solutiei ideale ... 170 Starea standard ... 171 9.2. Potentialul chimic standard ... 172 Potential chimic in solutii ideale ... 173 9.3. Tensiunea de vapori. Legea lui Raoult ... 174 Legea lui Henry ... 175 9.4. Temperaturile de fierbere si de congelare ... 176 Ebulioscopie ...177 Simplificari ale legii ebulioscopiei ... 178 Constanta ebulioscopica ... 179 Crioscopie ... 179 9.5. Presiunea osmotica ... 180 9.6. Legea de distributie a lui Nerst ... 182 9.7. Marimi coligative ... 183 Opt exemple ... 184 Capitolul 10. SOLUTII REALE ... 195 10.1. Marimi de exces ... 196 10.2. Activitate termodinamica ... 197 Tipuri de activitate ... 198 Coeficient de activitate ... 198 Conventiile simetrica si asimetrica de referinte ... 199 Variatia activitatii cu compozitia ... 200 Variatia activitatii cu presiunea si temperatura ... 202 Legile solutiilor reale ... 202 10.3. Masurarea activitatii termodinamice ... 204 Masurarea activitatilor prin legea lui Henry ... 205 Masuratori crioscopice ... 206 Metoda crioscopica la binare eutectice ... 207 Masuratori de distributie ... 208 Masuratori de activitati in elementul galvanic ... 209 10.4. Calcularea activitatilor termodinamice ... 210 Integrarea relatiei Gibbs-Duhem ... 211 Schimbarea starii standard sau de referinta ... 212 Coeficientii de activitate ai substantelor dizolvate ... 213 10.5. Modele de solutii reale ... 214 Solutii Hillebrand ... 215 Solutii regulare ... 216 Solutii atermice ... 217 Solutii de electroliti ... 217 Cinci exemple ... 219 Capitolul 11. SISTEME CU REACTII CHIMICE ... 227 11.1. Marimile termodinamice de reactie ... 228 Marimile termodinamice de reactie standard ... 229 11.2. Echilibrul chimic ... 230 11.3. Izoterma de reactie a lui Gibbs ... 231 Constanta termodinamica de echilibru ... 232 Raportul de reactie ... 233 11.4. Constante practice de echilibru ... 234 Echilibrul reactiilor omogene ... 235 Echilibrul reactiilor eterogene ... 236 Coeficientul de corectie al constantei de echilibru ... 237 11.5. Variatia constantei de echilibru cu parametrii de stare ... 238 Forma diferentiala a izobarei de reactie a lui van’t Hoff ... 239 Integrarea grafica a izobarei de reactie van’t Hoff ... 240 Integrarea analitica a izobarei de reactie ... 240 Variatia constantelor de echilibru cu presiunea ... 242 11.6. Calculul constantelor de echilibru ... 242 Aproximarea constantelor de echilibru ... 244 Sapte exemple ... 245 Capitolul 12. COMPOZITIA CHIMICA LA ECHILIBRU ... 255 12.1. Stoechiometria echilibrului chimic ... 256 Determinarea coordonatei de reactie in moli ... 257 Coordonata de reactie in concentratii ... 258 Coordonata de reactie redusa ... 259 12.2. Grad de transformare si randament ... 260 Coeficienti de exces ... 261 12.3. Echilibrul reactiei omogene in faza gazoasa ... 263 Valorile limita ale coordonatei de reactie ... 264 Compozitia de echilibru la presiune constanta ... 265 Compozitia de echilibru la volum constant ... 266 Calculul prin coordonata de reactie in concentratii ... 267 12.4. Echilibrul reactiei omogene in solutie ... 268 12.5. Echilibrul la reactia eterogena ... 269 Variatia entalpiei libere la reactiile totale si partiale ... 270 Efectul compozitiei initiale ... 271 12.6. Echilibrul disocierii si asocierii ... 272 Gradul de disociere ... 272 Presiunea de disociere ... 274 Zece exemple ... 275 Capitolul 13. SISTEME ETEROGENE MULTICOMPONENTE ... 292 13.1. Legea fazelor ... 293 Varianta si componentii independenti ... 294 Cazuri particulare ale legii fazelor ... 296 13.2. Sisteme binare lichid-vapori ... 297 Abateri de la idealitate ... 298 Diagrame lichid-vapori fara azeotropie ... 298 Echilibrul lichid-vapori in diagrame izoterme ... 299 Diagrame lichid-vapori cu azeotropie ... 300 13.3. Sisteme binare lichid-lichid ... 301 Miscibilitatea partiala in diagrama de faze ... 302 Temperaturi critice de solubilitate ... 303 Procese izobare in binarul lichid-lichid ... 304 Diluarea si amestecarea ... 305 Liquidus intrerupt de curbele de solubilitate ... 306 13.4. Binare lichid-solid cu solide total miscibile ... 307 Diagrama de faze L-S cu miscibilitate totala ... 308 Metoda curbelor de racire ... 309 13.5. Eutexie ... 311 Diagrama de faze cu eutexie ... 311 Punct eutectic ... 312 Racirea in sisteme cu eutexie ... 313 Analiza termica a fenomenului de eutexie ... 314 13.6. Peritexie ... 316 Analiza termica a peritexiei ... 317 13.7. Formarea de combinatii chimice solide ... 318 Diagrama de faze cu combinatii multiple ... 319 Instabilitatea si incongruenta combinatiei chimice ... 320 13.8. Monotexie ... 321 13.9. Sisteme ternare ... 323 Triunghiul Gibbs and Rooseboom ... 323 O pereche de lichide nemiscibile ... 324 Doua perechi de lichide nemiscibile ... 325 Trei perechi de lichide nemiscibile ... 326 Curbele de izoproprietate ... 327 Lecturi suplimentare de termodinamica chimica ... 328 Index de notiuni ... 331 Index de nume proprii ... 336 |
|
PREZENTARE: |
|
PREFATA: Toti cei patru autori au predat sau predau termodinamica si alte capitole ale chimiei fizice pentru studentii de la chimie, metalurgie si electronica din Institutul Politehnic (IPB) - azi, Universitatea „Politehnica“ din Bucuresti (UPB). Ei au efectuat sau efectueaza cercetari fundamentale si aplicate in Laboratorul de Chimie Fizica al universitatii. - Florin Emilian DANES - inginer chimist de la IPB, doctor in Stiinte al Universitatii din Halle, Germania, apoi HDR (Dr. Habil) la Institutul Politehnic din Grenoble si profesor la Universitatea din Nantes/ Franta, Are ca specialitate prevederea caracteristicilor termodinamice ale amestecurilor si modelarea transferului cuplat masa/ electricitate/caldura la interfete, pentru separari industriale si productia polimerilor termoconductori electroizolanti. - Silvia DANES - inginer chimist si apoi doctor in Procedee si Aparate al facultatii de Chimie Industriala din IPB, este specializata in termodinamica proceselor de separare a amestecurilor complexe de substante minerale solubile prin extractie, schimb ionic si precipitare, ca si in termodinamica solutiilor de electroliti, a surselor de curent si a coroziunii. - Valeria PETRESCU - absolventa a facultatii de Chimie de la Universitatea din Bucuresti si apoi doctor al Centrului de Chimie Fizica din Bucuresti al Academiei Romane, s-a specializat in electrochimia amestecurilor saline, termodinamica electrolitilor topiti sau aposi, tehnologia pilelor de combustie si polarizarea electrozilor porosi. - Eleonora-Mihaela UNGUREANU - inginer chimist si apoi doctor inginer al facultatii de Inginerie Chimica din IPB cu o teza despre procesele electrochimice ale compusilor carboxilici, a urmat perfectionari in Franta si Danemarca. Este profesor si conducator de doctorat in domeniul Inginerie Chimica la UPB, fiind specializata in electrochimia compusilor organici, cu cercetari in: procese de electrod ale compusilor organici, electrozi modificati chimic, recunoastere moleculara si functionalizare de nanotuburi de carbon. |
|
CUVINTE CHEIE: |