गैर सरकारी संगठनों के लिए भौतिक रसायन शास्त्र पर प्रस्तुति। विषय पर प्रस्तुति: व्याख्यान का कोर्स "भौतिकी और रासायनिक और विश्लेषणात्मक रसायन रासायनिक थर्मोडायनामिक्स के भौतिक तरीकों

शीर्षक: भौतिक रसायन शास्त्र। लेक्चर नोट्स।

यह ट्यूटोरियल शैक्षिक और तकनीकी दिशा के उच्च शैक्षिक संस्थानों के रासायनिक संकाय के छात्रों के लिए है। आधुनिक भौतिक रसायन शास्त्र बनाने वाली मुख्य अवधारणाएं और प्रक्रियाएं प्रस्तुत की जाती हैं। सामग्री राज्य मानक का अनुपालन करती है। परीक्षाओं की तैयारी में छात्रों की मदद करने के लिए मैनुअल की सिफारिश की जाती है।

भौतिक रसायन - विज्ञान रासायनिक घटनाओं को समझाते हुए और भौतिकी के सामान्य सिद्धांतों के आधार पर अपने पैटर्न की स्थापना।
भौतिक रसायन शास्त्र का समग्र कार्य रासायनिक प्रक्रिया के अस्थायी स्ट्रोक और अणुओं की संरचना और गुणों पर डेटा के आधार पर अंतिम परिणाम की भविष्यवाणी है।
"भौतिक रसायन विज्ञान" शब्द एम वी। लोमोनोसोव द्वारा प्रस्तावित किया गया है। उन्होंने अपनी पुस्तक "फिजिकल रसायन विज्ञान के परिचय" पर पहला कोर्स भी पढ़ा। 1860 में, एन एन बेकेटोव ने पहले भौतिक रसायन शास्त्र को एक विशेष अकादमिक अनुशासन के रूप में पेश किया, खार्कोव विश्वविद्यालय में व्याख्यान का एक कोर्स पढ़ता है, भौतिक रसायन विज्ञान विभाग बनाता है। 1887 में, लीपजिग विश्वविद्यालय में वी ओस्टवाल्ड भौतिक रसायन विज्ञान विभाग का आयोजन करता है। वह भौतिक रसायन शास्त्र के पहले आवधिक संस्करण भी पैदा करता है। एक साल पहले, ए। ए। केलुकोव मॉस्को विश्वविद्यालय में एक कोर्स पढ़ता है। XIX शताब्दी के अंत तक। भौतिक रसायन शास्त्र के तीन मुख्य वर्ग निर्धारित किए गए थे: रासायनिक थर्मोडायनामिक्स, रासायनिक गतिशीलता और इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री।
वर्तमान में, भौतिक रसायन विज्ञान को एक विज्ञान के रूप में पूरी तरह से गठित किया गया है जिसमें रासायनिक थर्मोडायनामिक्स (थर्माकेमिस्ट्री, चरण संतुलन) शामिल है, जिसमें उत्प्रेरण के रासायनिक गतिशीलता को पूरक किया गया है, और विश्लेषण के विभिन्न भौतिक चिकित्सा पद्धतियों को भी बनाया गया है।

विषयसूची
परिचय
व्याख्यान संख्या 1. सही गैस। वास्तविक गैस स्थिति समीकरण
1. आणविक गतिशील सिद्धांत के तत्व
2. आदर्श गैस की स्थिति का समीकरण
3. गैसों का काइनेटिक सिद्धांत
4. वास्तविक गैस की स्थिति का समीकरण
व्याख्यान # 2. रासायनिक थर्मोडायनामिक्स
1. सिस्टम और उनकी वर्गीकरण
2. थर्मोडायनामिक पैरामीटर। थर्मोडायनामिक संकेतक। तनाव संतुलन
3. थर्मोडायनामिक्स का पहला नियम। कैलोरी गुणांक। सीपी और सीवी कार्यों के बीच संचार
4. थर्मोडायनामिक्स में आइसोप्रोस। ऊर्जा हेलमोल्ट्स
5. प्रक्रियाएं। थर्मोडायनामिक्स का दूसरा कानून
6. कार्नो चक्र
7. शाश्वत मोटर की असंभवता
व्याख्यान संख्या 3. समाधान
1. समाधान की सामान्य विशेषताएं
2. इसकी अभिव्यक्ति के लिए एकाग्रता और तरीके
3. तरल पदार्थ में गैस घुलनशीलता
4. गैर-इलेक्ट्रोलाइट समाधान। कानून राउल और इसके परिणाम
5. असमस
6. फ्यूगिटिविटी
7. कानून हेनरी
व्याख्यान संख्या 4. उत्प्रेरण
1. उत्प्रेरण की घटना के उद्घाटन का इतिहास
2. उत्प्रेरक बातचीत का तंत्र। उत्प्रेरक के प्रकार
व्याख्यान संख्या 5. रासायनिक संतुलन
1. रासायनिक संतुलन की अवधारणा। अभिनय जनता का कानून
2. रासायनिक प्रतिक्रिया iSotherm समीकरण
3. Isochora, Isobara रासायनिक प्रतिक्रिया के समीकरण
4. केपी की गणना (Temkin-Schwartzman विधि)
5. रासायनिक संतुलन की संतुलन संरचना की गणना
व्याख्यान संख्या 6. रासायनिक किनेटिक्स
1. रासायनिक किनेटिक्स की अवधारणा
2. रासायनिक प्रतिक्रिया की दर को प्रभावित करने वाले कारक
व्याख्यान संख्या 7. धातु संक्षारण
1. मूल अवधारणाएं और शब्दावली
2. धातु संक्षारण प्रक्रियाओं का वर्गीकरण
3. संक्षारण विनाश के प्रकार
4. संक्षारण संरक्षण विधियों
व्याख्यान संख्या 8. शारीरिक और रासायनिक विश्लेषण
1. भौतिक-रासायनिक विश्लेषण का सार
2. एकल घटक प्रणाली
3. मिश्र धातुओं का विश्लेषण करने के लिए शारीरिक और रासायनिक तरीके
व्याख्यान संख्या 9. थर्मोकैमिस्ट्री
1. थर्मोकेमिस्ट्री की अवधारणा
2. ग्रेस लॉ
3. किरचॉफ का कानून। Kirchhoff समीकरणों का अभिन्न रूप
व्याख्यान संख्या 10. गैल्वेनिक तत्व
1. एक गैल्वेनिक तत्व की अवधारणा
2. रासायनिक वर्तमान स्रोत
3. हिट के पुनर्जनन और निपटान
व्याख्यान संख्या 11. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री
1. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री की अवधारणा
2. इलेक्ट्रोड प्रक्रियाएं
3. गैल्वेनोटेक्निक में कैथोडिक और एनोडिक प्रक्रियाएं
4. थर्मोडायनामिक और एप्लाइड इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री के विकास में आधुनिक दिशा निर्देश
व्याख्यान संख्या 12. सैद्धांतिक इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री
1. इलेक्ट्रोलाइट समाधान में संघ। मजबूत इलेक्ट्रोलाइट्स के सिद्धांत की अवधारणा। गतिविधि
2. इलेक्ट्रोलाइट समाधान के थर्मोडायनामिक्स। डेस के प्रकार।
3. इलेक्ट्रोलाइट समाधान के थर्मोडायनामिक गुणों के विवरण के लिए आधुनिक दृष्टिकोण
4. इलेक्ट्रोलाइट समाधान में आयनों की थर्मोडायनामिक विशेषताएं
5. आयन प्रणाली में गैर-संतुलन घटना
6. सिस्टम तरल में संतुलन - तरल
7. डेस की अवधारणा। चरण अनुभाग की सीमा पर डेस की संरचना के बारे में मॉडल विचार
8. पहले और दूसरी तरह के संचालक
9. तुलना इलेक्ट्रोड
व्याख्यान संख्या 13. इलेक्ट्रोकेमिकल कीनेटिक्स
1. उनकी गणना के मुख्य गतिशील विशेषताओं और विधियों
2. इलेक्ट्रोकेमिकल गतिशीलता के समीकरण, उनकी प्रयोज्यता की सीमाएं
3. धातुओं और मिश्र धातुओं के इलेक्ट्रोडपोज़िशन की गतिशील विशेषताएं
4. इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाओं की गति पर विलायक की प्रकृति का प्रभाव
5. इलेक्ट्रोसुम
6. इलेक्ट्रोकैपिलरी वक्र
7. इलेक्ट्रोकेमिकल ओवरवॉल्टेज (चार्ज ट्रांसफर ओवरवॉल्टेज)
8. हाइड्रोजन के ओवरवोल्टेज को प्रभावित करने वाले कारक। ऑक्सीजन ओवरवॉल्टेज
व्याख्यान संख्या 14. सैद्धांतिक और लागू इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री का उपयोग
1. एप्लाइड इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री
2. कार्बन इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री
3. बायोइलेक्ट्रोचििमिया
4. स्टोकास्टिक प्रक्रियाएं और स्वयं संगठित प्रणाली
5. कंपाउंड ऑक्साइड में उच्च तापमान सुपरकंडक्टिविटी की घटना का अध्ययन
6. मॉडलिंग इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाएं
7. Galvanostatic घटता का तरीका
व्याख्यान संख्या 15. तीसरा थर्मोडायनामिक कानून

एक सुविधाजनक प्रारूप में मुफ्त डाउनलोड ई-बुक, देखें और पढ़ें:
पुस्तक भौतिक रसायन डाउनलोड करें। लेक्चर नोट्स। Berezovchuk A.V. 200 9 - FilesKachat.com, तेज़ और मुफ्त डाउनलोड।

डी एक्स एक्स। एन , प्रोफेसर, भौतिक रसायन विज्ञान विभाग के प्रमुख। डी। I. Mendeleeve Konyukhov Valery Yuryevich [ईमेल संरक्षित] आरयू VKontakte। आरयू

साहित्य विष्णकोव ए वी।, किज़िम एन एफ। भौतिक रसायन विज्ञान। एम।: रसायन विज्ञान, 2012 भौतिक रसायन / / ईडी। के एस क्रास्नोवा। एम।: हायर स्कूल, 2001 स्ट्रॉमबर्ग ए जी।, सेमेन्को डी पी। शारीरिक रसायन शास्त्र। एम।: हायर स्कूल, 1 999. भौतिक रसायन शास्त्र के मूलभूत सिद्धांत। सिद्धांत और उद्देश्य: अध्ययन। विश्वविद्यालयों / सी के लिए हैंडबुक। वी। इरेमिन एट अल। एम: 2005।

Etkins पी। भौतिक रसायन विज्ञान। एम।: शांति। 1 9 80. करपेतेंज़ एम एक्स। रासायनिक थर्मोडायनामिक्स। एम।: रसायन विज्ञान, 1 9 75।

लोमोनोसोव मिखाइल वासिलविच (1711 -65), विश्व महत्व के पहले रूसी वैज्ञानिक-प्रकृतिवादी, कवि, जिन्होंने आधुनिक रूसी साहित्यिक भाषा की नींव रखी, एक कलाकार, एक इतिहासकार, घरेलू शिक्षा के विकास का एक चैंपियन, विज्ञान और अर्थशास्त्र। पालतू परिवार में डेनिसोव्का (अब लोमोनोसोवो) के गांव में 8 (1 9) नवंबर। 1 9 सालों में, वह अध्ययन करने गए (1731 में मॉस्को में स्लाविक-ग्रीको-लैटिन अकादमी में, 1735 से 1735 से सेंट पीटर्सबर्ग में अकादमिक विश्वविद्यालय में, जर्मनी में 1736 -41 में)। 1742 एडजक्ट से, सेंट पीटर्सबर्ग के 1745 अकादमिक से।

1748 में, उन्होंने रूस में पहले के साथ एक रासायनिक प्रयोगशाला की स्थापना की। लोमोनोसोव की पहल पर, मॉस्को विश्वविद्यालय (1755) की स्थापना की गई है। पदार्थ की संरचना के बारे में परमाणु आणविक विचार विकसित किए गए। हीटोरोड के सिद्धांत के वर्चस्व की अवधि के दौरान, यह तर्क दिया गया कि गर्मी कॉर्पस के आंदोलन के कारण थी। संरक्षण और आंदोलन के सिद्धांत को तैयार किया। रासायनिक एजेंटों की संख्या से फ्लोगिस्टन को छोड़ दिया गया। भौतिक रसायन की नींव रखी।

जांच की गई वायुमंडलीय बिजली और गुरुत्वाकर्षण। रंग के बारे में शिक्षण को आगे बढ़ाएं। कई ऑप्टिकल उपकरणों का निर्माण किया। वीनस पर वातावरण खोला। पृथ्वी की संरचना का वर्णन किया, कई खनिजों और खनिजों की उत्पत्ति को समझाया। धातु विज्ञान के लिए एक गाइड प्रकाशित। उन्होंने उत्तरी सागर मार्ग, साइबेरिया के विकास के महत्व पर जोर दिया। मोज़ेक की कला और स्माल्ट के उत्पादन ने छात्रों के साथ एक मोज़ेक पेंटिंग बनाई। अकादमी ऑफ आर्ट्स (1763) के सदस्य। उन्हें 18 वीं नेक्रोपोलिस में सेंट पीटर्सबर्ग में दफनाया गया था।

Lomonosov की परिभाषा: "भौतिक रसायन विज्ञान एक विज्ञान है जो भौतिकी के प्रावधानों और प्रयोगों के आधार पर अध्ययन कर रहा है रासायनिक संचालन में जटिल निकायों में क्या हो रहा है .... भौतिक रसायन विज्ञान को रासायनिक दर्शन कहा जा सकता है। "

पश्चिमी यूरोप में, इसे 1888 की भौतिक रसायन बनाने का वर्ष माना जाता है, जब वी। ओस्टवाल्ड ने इस कोर्स को पढ़ना शुरू किया, व्यावहारिक वर्गों के साथ, और पत्रिका "zeitschtift फर Phystikalische Chemie" प्रकाशित करना शुरू किया। उसी वर्ष, भौतिक रसायन विभाग को वी ओस्टवल्ड के नेतृत्व में लीपजिग विश्वविद्यालय में आयोजित किया गया था।

रूसी साम्राज्य में लंबे समय तक पैदा हुए और रहते थे, उन्होंने रूसी नागरिकता को 35 साल तक जर्मन में बदल दिया। लीपजिग में, उन्होंने अपना अधिकांश जीवन बिताया, वहां उन्हें "रूसी प्रोफेसर" कहा जाता था। 25 साल की उम्र में, उन्होंने "वॉल्यूम और रासायनिक और ऑप्टिकल रसायन अध्ययन" विषय पर अपने डॉक्टरेट शोध प्रबंध का बचाव किया।

1887 में, उन्होंने लीपजिग में जाने के प्रस्ताव को स्वीकार कर लिया, वहां यह भौतिक-रासायनिक संस्थान विश्वविद्यालय की जगह है, जो 1 9 05 तक 1888 तक लीड करता है, वह लीपजिग विश्वविद्यालय की भौतिक और अकार्बनिक रसायन शास्त्र के एक बहुत ही प्रतिष्ठित विभाग पर कब्जा करता है। इस स्थिति में उन्होंने 12 साल तक काम किया।

"लीपजिग स्कूल" वी। ओस्तवल्डा से बाहर आया: नोबेल पुरस्कार विजेता एस। एरहेनियस, हां। वेंट-हॉफ, वी। नर्नस्ट, फैमस और एफ डोनन के प्रसिद्ध भौतिककोशिकी, चेमिकिगनिक जे। वोल्ज़ेन्सन, प्रसिद्ध अमेरिकी केमिस्ट एन लुईस। अलग-अलग वर्षों में, ओस्टवल्ड को रूसी रसायन विज्ञान द्वारा प्रशिक्षित किया गया था: I. ए कीलुकोव, वी। ए। किस्ट्यकोव्स्की, एल वी। पिसार्ज़ेव्स्की, ए वी। राकोव्स्की, एन ए। शिलोव और अन्य।

ओस्टेलल्ड की अनूठी विशेषताओं में से एक परमाणु आणविक सिद्धांत की सक्रिय गैर-मान्यता के कई वर्षों में था (हालांकि उन्हें "मोल" शब्द द्वारा प्रस्तावित किया गया है)। "केमिस्ट को कोई परमाणु नहीं दिखता है। - वह केवल सरल और समझने योग्य कानूनों की पड़ताल करता है जो अभिकर्मकों के द्रव्यमान और मात्रा अनुपात के अधीन हैं। "

वी। ओस्टवल्ड ने रसायन शास्त्र की एक पूरी तरह से पाठ्यपुस्तक लिखने के लिए साबित किया है, जिसमें "एटम" शब्द का कभी भी उल्लेख नहीं किया गया है। लंदन में 1 9 अप्रैल, 1 9 04 को रासायनिक समाज के सदस्यों के सामने एक बड़ी रिपोर्ट के साथ बोलते हुए, ओस्टवल्ड ने यह साबित करने की कोशिश की कि परमाणु मौजूद नहीं हैं, लेकिन "हम इस मामले को क्या कहते हैं, इस स्थान पर एकत्रित ऊर्जा की एक कुलता है।"

टार्टू विश्वविद्यालय के क्षेत्र में वी। ओस्टवल्ड के सम्मान में, एस्टोनियन, जर्मन और अंग्रेजी में शिलालेख के साथ एक स्मारक पट्टिका

भविष्यवाणी: प्रतिक्रिया स्वचालित रूप से संरक्षित हो सकती है; यदि प्रतिक्रिया आगे बढ़ती है, तो गहराई से (प्रतिक्रिया उत्पादों की संतुलन सांद्रता क्या होती है); यदि प्रतिक्रिया होती है, तो किस गति पर।

1. क्वांटम यांत्रिकी (श्रोडिंगर समीकरण) के आधार पर इस खंड में पदार्थ की संरचना परमाणुओं और अणुओं (परमाणुओं और अणुओं के इलेक्ट्रॉनिक कक्षीय) की संरचना, ठोस टेलिस, आदि के क्रिस्टलीय grates, कुल राज्यों की संरचना बताती है पदार्थ माना जाता है।

2. थर्मोडायनामिक्स के कानूनों (सिद्धांतों) के आधार पर रासायनिक थर्मोडायनामिक्स की अनुमति देता है: रासायनिक प्रतिक्रियाओं और भौतिक रसायन प्रक्रियाओं के थर्मल प्रभावों की गणना करने के लिए, रासायनिक प्रतिक्रियाओं की दिशा की भविष्यवाणी करते हैं, प्रतिक्रियाशील और प्रतिक्रिया उत्पादों की संतुलन सांद्रता की गणना करते हैं।

3. चरण संतुलन के थर्मोडायनामिक्स एक घटक और बहुविकल्पीय (समाधान) सिस्टम में चरण संक्रमण के पैटर्न का अध्ययन करते हैं। इसका मुख्य उद्देश्य निर्दिष्ट सिस्टम के चरण संतुलन आरेखों का निर्माण करना है।

4. इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री इलेक्ट्रोलाइट्स के समाधान के गुणों का अध्ययन करता है, आणविक समाधान की तुलना में उनके व्यवहार की विशेषताएं, इलेक्ट्रोकेमिकल (गैल्वेनिक) तत्वों और इलेक्ट्रोलिजर्स के संचालन के दौरान पारस्परिक और विद्युत ऊर्जा और विद्युत ऊर्जा के पैटर्न की जांच करती है।

5. रासायनिक गति और उत्प्रेरण समय पर बहने वाली रासायनिक प्रतिक्रियाओं के पैटर्न का अध्ययन करने में लगी हुई है, थर्मोडायनामिक पैरामीटर (दबाव, तापमान इत्यादि) की प्रतिक्रियाओं की गति और तंत्र, उत्प्रेरक और अवरोधकों की उपस्थिति की जांच की जांच करती है।

एक अलग विज्ञान में, कोलाइड रसायन विज्ञान भौतिक रसायन शास्त्र का एक खंड आवंटित करता है - सतह की घटनाओं की भौतिक रसायन शास्त्र और फैला हुआ सिस्टम।

शास्त्रीय थर्मोडायनामिक्स सैद्धांतिक भौतिकी का एक वर्ग है और गर्मी और कार्य प्रणाली (टर्मो - हीट, डायनेमो - आंदोलन) के बीच विभिन्न प्रकार की ऊर्जा और ऊर्जा संक्रमण के पारस्परिक समाधान के पैटर्न का अध्ययन करता है।

थर्मोडायनामिक्स किसी भी प्रक्रिया का कारण बनने वाले कारणों से सार तत्व, और उस समय के दौरान उस समय होता है, लेकिन केवल किसी भी भौतिक रसायन प्रक्रिया में शामिल सिस्टम के प्रारंभिक और अंतिम मानकों के साथ संचालित होता है। व्यक्तिगत अणुओं के गुणों को ध्यान में नहीं रखा जाता है, और कई अणुओं से युक्त प्रणालियों की औसत विशेषताओं का उपयोग किया जाता है।

रासायनिक थर्मोडायनामिक्स के कार्य हैं: रासायनिक प्रतिक्रियाओं और भौतिक रासायनिक प्रक्रियाओं के थर्मल प्रभावों की माप और गणना, दिशाओं की दिशा और गहराई की भविष्यवाणी, रासायनिक और चरण संतुलन का विश्लेषण, आदि।

1. 1. थर्मोडायनामिक्स में टीडी की मूल अवधारणाओं और परिभाषाएं सभी प्रक्रियाएं जो हमें थर्मोडायनामिक सिस्टम में रुचि रखते हैं। प्रणाली एक शरीर या शरीर का समूह है, वास्तव में या मानसिक रूप से एक पर्यावरण पर्यवेक्षक द्वारा अलग किया जाता है।

यह प्रणाली हमारे चारों ओर दुनिया का हिस्सा है, जो विशेष रूप से अमेरिका में रूचि रखती है। ब्रह्मांड में बाकी सब कुछ पर्यावरण (पर्यावरण) है। ऐसा माना जाता है कि पर्यावरण इतना महान है (एक अंतहीन मात्रा है) जो थर्मोडायनामिक ऊर्जा प्रणाली के साथ विनिमय अपने तापमान को नहीं बदलता है।

पर्यावरण के साथ विनिमय की प्रकृति और सिस्टम के पदार्थ के अनुसार, इसे वर्गीकृत किया गया है: पृथक - किसी भी पदार्थ या ऊर्जा का आदान-प्रदान नहीं कर सकता; बंद - ऊर्जा का आदान-प्रदान कर सकते हैं, लेकिन एक पदार्थ नहीं हो सकता है; खुला - विनिमय और पदार्थ और ऊर्जा कर सकते हैं।

चरणों की संख्या के अनुसार, प्रणाली को विभाजित किया गया है: सजातीय - एक चरण (एनए का समाधान) से युक्त; पानी में सीएल); विषम - सिस्टम में कई चरणों, अनुभाग की सतहों से एक दूसरे से अलग होते हैं। विषम प्रणालियों का एक उदाहरण पानी में तैरते बर्फ के रूप में काम कर सकता है, दूध (वसा की बूंदें एक चरण है, पानी का माध्यम अलग है)।

चरण के एक ही रासायनिक और भौतिक गुण वाले प्रणाली के सजातीय हिस्सों का एक संयोजन चरण, और चरणों की सिस्टम सतहों के अन्य हिस्सों से अलग हो गया। प्रत्येक चरण विषम प्रणाली का एक सजातीय हिस्सा है।

घटकों की संख्या के संदर्भ में, सिस्टम विभाजित है: एक-दो-, तीन-घटक और बहुविकल्पीय पर। घटकों को व्यक्तिगत रसायनों कहा जाता है जो सिस्टम को बनाते हैं जिसे सिस्टम से हाइलाइट किया जा सकता है और इसके बाहर मौजूद है।

किसी भी थर्मोडायनामिक सिस्टम को बड़ी संख्या में भौतिक और रासायनिक गुणों के एक सेट द्वारा चिह्नित किया जा सकता है जो कुछ मूल्य लेते हैं: तापमान, दबाव, थर्मल चालकता, गर्मी की क्षमता, घटक सांद्रता, ढांकता हुआ निरंतर, आदि

रासायनिक थर्मोडायनामिक्स में, वे उन संपत्तियों से निपटते हैं जिन्हें विशिष्ट रूप से तापमान, दबाव, मात्रा या सिस्टम पदार्थों की सांद्रता के कार्यों के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। इन गुणों को थर्मोडायनामिक गुण कहा जाता है।

थर्मोडायनामिक प्रणाली की स्थिति निर्दिष्ट माना जाता है यदि इसकी रासायनिक संरचना का संकेत दिया जाता है, चरण संरचना और स्वतंत्र थर्मोडायनामिक पैरामीटर के मान इंगित किए जाते हैं। स्वतंत्र पैरामीटर में शामिल हैं: दबाव (पी), वॉल्यूम (वी), तापमान (टी), पदार्थों की संख्या कई तिल या सांद्रता के रूप में (सी) के रूप में। उन्हें स्थिति पैरामीटर कहा जाता है।

वर्तमान इकाइयों (सी) प्रणाली के अनुसार, मुख्य थर्मोडायनामिक पैरामीटर निम्न इकाइयों में निर्दिष्ट हैं: [एम 3] (वॉल्यूम); [पा] (दबाव); [एमओएल] (एन); [K] (तापमान)। रासायनिक थर्मोडायनामिक्स में अपवाद के क्रम में, इसे सामान्य शारीरिक वातावरण (एटीएम), 101 के बराबर दबाव की आकस्मिक इकाई का उपयोग करने की अनुमति है। 325 के बराबर

थर्मोडायनामिक पैरामीटर और गुण हो सकते हैं: तीव्र - वे सिस्टम के द्रव्यमान (मात्रा) पर निर्भर नहीं हैं। यह तापमान, दबाव, रासायनिक क्षमता आदि है। व्यापक - वे सिस्टम के द्रव्यमान (मात्रा) पर निर्भर करते हैं। यह एक जटिल प्रणाली के गठन में ऊर्जा, एन्ट्रॉपी, उत्साही इत्यादि है, गहन गुण गठबंधन हैं, और व्यापक रूप से संक्षेप में हैं।

सिस्टम में होने वाली किसी भी परिवर्तन और राज्य (सिस्टम गुण) के कम से कम एक थर्मोडायनामिक पैरामीटर में बदलाव के साथ थर्मोडायनामिक प्रक्रिया कहा जाता है। यदि प्रक्रिया प्रवाह प्रवाह प्रणाली की रासायनिक संरचना को बदलती है, तो इस तरह की एक प्रक्रिया को रासायनिक प्रतिक्रिया कहा जाता है।

आम तौर पर, जब प्रक्रिया बहती है, तो किसी भी (या कई) पैरामीटर को स्थिर रखा जाता है। तदनुसार प्रतिष्ठित: निरंतर तापमान (टी \u003d कॉन्स) पर आइसोथर्मल प्रक्रिया; आइसोबैरिक प्रक्रिया - निरंतर दबाव (पी \u003d कॉन्स) पर; Isochhore प्रक्रिया - एक निरंतर मात्रा (v \u003d const) के साथ; पर्यावरण के साथ हीट एक्सचेंज की अनुपस्थिति में एडियाबैटिक प्रक्रिया (क्यू \u003d 0)।

जब निर्विवाद प्रणालियों में प्रक्रियाएं, अवशोषण या गर्मी की रिलीज हो सकती है। इस सुविधा के अनुसार, प्रक्रियाओं को एक्सोथर्मिक में विभाजित किया जाता है (गर्मी जारी की जाती है) एंडोथर्मिक (गर्मी अवशोषित)।

प्रक्रिया के दौरान, सिस्टम एक संतुलन स्थिति से एक संतुलन स्थिति में थर्मोडायनामिक संतुलन की स्थिति में स्थानांतरित होता है, जिसे सिस्टम की स्थिति कहा जाता है, जिसमें पर्यावरण के साथ थर्मल, मैकेनिकल और रासायनिक (इलेक्ट्रोकेमिकल) संतुलन में और सिस्टम के चरणों के बीच मनाया जाता है।

संतुलन राज्य हैं: टिकाऊ; मेटास्टेबल। प्रक्रिया को संतुलन (क्वासिस्टेटिक) कहा जाता है यदि यह संतुलन राज्य राज्यों के निरंतर अनुक्रम के माध्यम से असीम रूप से धीमा है।

खुद में होने वाली प्रक्रियाएं और उनके छूट के लिए ऊर्जा की आवश्यकता नहीं होती है जिसे सहज (सकारात्मक) प्रक्रियाओं कहा जाता है। जब पर्यावरण से प्रक्रिया को पूरा करने के लिए ऊर्जा निकाली जाती है, यानी, सिस्टम पर काम किया जाता है, तो प्रक्रिया को गैर-असमान (नकारात्मक) कहा जाता है।

राज्य समारोह का स्थिति कार्य प्रणाली (आंतरिक ऊर्जा यू, उत्साही एच, एन्ट्रॉपी एस, आदि) के गुण है, वे इस प्रणाली की इस स्थिति को दर्शाते हैं। प्रक्रिया के दौरान उनके परिवर्तन अपने रास्ते पर निर्भर नहीं हैं और केवल सिस्टम के प्रारंभिक और अंतिम राज्यों द्वारा निर्धारित किए जाते हैं।

इस फ़ंक्शन में एक असीमित छोटा बदलाव एक पूर्ण अंतर डी है। यू, डी। एस, आदि।:

प्रक्रिया फ़ंक्शन (गर्मी क्यू, वर्क डब्ल्यू) के प्रक्रिया (संक्रमण) के कार्य - वे सिस्टम के गुण नहीं हैं (वे सिस्टम में नहीं हैं), वे उस प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न होते हैं जिसमें सिस्टम भाग लेता है।

यदि सिस्टम में गर्मी और काम नहीं है, तो उनके परिवर्तन के बारे में बात करना व्यर्थ है, हम केवल एक विशेष प्रक्रिया में उनकी मात्रा क्यू या डब्ल्यू के बारे में बात कर सकते हैं। उनकी मात्रा प्रक्रिया के मार्ग पर निर्भर करती है। असीम रूप से छोटी मात्रा में क्यू, डब्ल्यू।

आंदोलन - विशेषता मामला। मोशन उपाय, यानी, एक मात्रात्मक और उच्च गुणवत्ता वाली विशेषता ऊर्जा है। ऊर्जा - सिस्टम स्थिति समारोह। एक या किसी अन्य प्रक्रिया में इसका परिवर्तन प्रक्रिया पथ पर निर्भर नहीं है और केवल सिस्टम के प्रारंभिक और अंतिम राज्यों द्वारा निर्धारित किया जाता है।

विभिन्न प्रकार की ऊर्जा ज्ञात होती है: यांत्रिक, विद्युत, रसायन, आदि, लेकिन सिस्टम से सिस्टम तक, ऊर्जा केवल दो रूपों में स्थानांतरित हो सकती है: गर्मी या काम के रूप में।

गर्मी (क्यू) संपर्क प्रणालियों के कणों (अणुओं, परमाणुओं, आयनों, आदि) के अराजक आंदोलन के कारण सिस्टम से सिस्टम तक ऊर्जा संचरण का एक रूप है।

गर्मी के थर्मोडायनामिक्स में, सिस्टम के अधीनस्थ को सकारात्मक माना जाता है (उदाहरण के लिए, एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया की गर्मी), और गर्मी, सिस्टम से आवंटित गर्मी - नकारात्मक (exothermic प्रतिक्रिया की गर्मी)। थर्मोकैमिस्ट्री में, विपरीत विपरीत है।

माइक्रो या मैकोटेल के दिशात्मक आंदोलन के कारण सिस्टम सिस्टम से ऊर्जा हस्तांतरण का रूप है। साहित्य में, काम को या तो डब्ल्यू (अंग्रेजी से। "काम"), या ए (उससे। "Arbait") को दर्शाया गया है।

विभिन्न प्रकार के काम हैं: मैकेनिकल, इलेक्ट्रिक, चुंबकीय, सतह परिवर्तन इत्यादि। किसी भी प्रकार के असीमित छोटे काम को सामान्यीकृत समन्वय में परिवर्तन पर सामान्यीकृत बल के उत्पाद के रूप में दर्शाया जा सकता है, उदाहरण के लिए:

बाहरी दबाव बलों के खिलाफ काम को छोड़कर सभी प्रकार के काम की राशि पी - विस्तार का काम - संपीड़न को उपयोगी कार्य w कहा जाता है ':

थर्मोडायनामिक्स में, यदि सिस्टम सिस्टम पर किया जाता है और नकारात्मक होता है तो काम को सकारात्मक माना जाता है। जुपाक की सिफारिशों के मुताबिक, सकारात्मक काम पर विचार करने के लिए यह परंपरागत है, सिस्टम पर सही ("अहंकारी" सिद्धांत - सकारात्मक रूप से, जो आंतरिक ऊर्जा को बढ़ाता है)

विभिन्न प्रक्रियाओं में आदर्श गैस का विस्तार करने का काम 1. वैक्यूम में विस्तार: डब्ल्यू \u003d 0. 2. आइसोर्मल रिवर्सिबल एक्सटेंशन: डी। V \u003d 0 w \u003d 0

थर्मोडायनामिक्स के निष्कर्ष और अनुपात दो पोस्टुलेट्स और तीन कानूनों के आधार पर तैयार किए जाते हैं। समय के साथ कोई भी पृथक प्रणाली एक संतुलन की स्थिति में आती है और सहज रूप से इसे छोड़ नहीं सकती (पहले पोस्ट्युलेट) टी। ई। थर्मोडायनामिक्स खगोलीय पैमाने और माइक्रोसिस्टम्स की प्रणाली की एक छोटी संख्या के कणों के साथ वर्णन नहीं करता है (

संतुलन में किसी भी तरह के निरंतर संक्रमण को संतुलन कहा जाता है। यही है, संतुलन राज्य निश्चित रूप से हासिल किया जाएगा, लेकिन समय की अवधारणा के कारण ऐसी प्रक्रिया की अवधि परिभाषित नहीं की गई है।

दूसरा पोस्टलेट यदि सिस्टम ए सिस्टम बी के साथ थर्मल संतुलन में है, और सिस्टम सी के साथ एक है, तो सिस्टम ए और सी भी थर्मल संतुलन में हैं

किसी भी थर्मोडायनामिक सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा को गतिशील (गति ऊर्जा) और सभी कणों (अणुओं, कर्नल, इलेक्ट्रॉनों, क्वार्क इत्यादि) की ऊर्जा की संभावित (इंटरैक्शन ऊर्जा) से फोल्ड किया जाता है, जो अज्ञात समेत सिस्टम का गठन करता है। ऊर्जा प्रकार।

प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा प्रणाली और थर्मोडायनामिक पैरामीटर के पदार्थ की प्रकृति पर अपनी द्रव्यमान (व्यापक संपत्ति) पर निर्भर करती है: यू \u003d एफ (वी, टी) या यू \u003d (पी, टी) जे / एमओएल में मापा जाता है या जे / किग्रा। यू राज्य का एक कार्य है, इसलिए आप प्रक्रिया पथ पर निर्भर नहीं हैं, लेकिन सिस्टम की प्रारंभिक और अंतिम स्थिति द्वारा निर्धारित किया जाता है। डी यू एक पूर्ण अंतर है।

केवल गर्मी या काम के रूप में परिवेश के साथ ऊर्जा विनिमय के परिणामस्वरूप सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा भिन्न हो सकती है।

यह तथ्य यह है कि मानवता के व्यावहारिक अनुभव का एक सामान्यीकरण थर्मोडायनामिक्स के पहले कानून (शुरुआत) को प्रसारित करता है: यू \u003d क्यू - डब्ल्यू अलग-अलग रूप में (प्रक्रिया के असीम रूप से छोटे हिस्से के लिए): डी। U \u003d q w

"गर्मी, जिसे सिस्टम के अधीन किया गया है, प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि और काम की व्यवस्था करने में वृद्धि हुई है।"

एक पृथक प्रणाली के लिए क्यू \u003d 0 और डब्ल्यू \u003d 0, यानी यू \u003d 0 और यू \u003d कॉन्स। एक पृथक प्रणाली की आंतरिक ऊर्जा स्थिर है

क्लॉउसियस के निर्माण में: "दुनिया की ऊर्जा स्थिर है।" पहली तरह का स्थायी इंजन (पेरेटम मोबाइल) असंभव है। ऊर्जा के विभिन्न रूप सख्ती से समतुल्य मात्रा में एक दूसरे में जाते हैं। ऊर्जा नहीं होती है और नष्ट नहीं होती है, लेकिन केवल सिस्टम से सिस्टम तक स्थानांतरित होती है।

फ़ंक्शन यू additive। इसका मतलब यह है कि यदि यू 1 और यू 2 मूल्यों द्वारा विशेषता दो प्रणालियों को एक ही सिस्टम में जोड़ा जाता है, तो परिणामी आंतरिक ऊर्जा यू 1 + 2 अपने हिस्सों के ऊर्जा घटकों के योग के बराबर होगी: यू 1 + 2 \u003d यू 1 + यू 2

आम तौर पर, प्रक्रिया की गर्मी प्रक्रिया का कार्य है, यानी इसकी संख्या प्रक्रिया को बहने के मार्ग पर निर्भर करती है, लेकिन गर्मी के दो मामलों में, यह राज्य समारोह के गुण बन रही है, यानी क्यू बंद हो जाता है प्रक्रिया के मार्ग पर निर्भर करने के लिए, लेकिन सिस्टम के केवल प्रारंभिक और अंतिम राज्य निर्धारित किए गए हैं।

हम मानते हैं कि प्रक्रिया के दौरान केवल बाहरी दबाव की ताकतों के खिलाफ काम किया जा सकता है, और उपयोगी काम w \u003d 0: q \u003d d। यू + पी डी। V, और v \u003d const से, तो p d। वी \u003d 0: क्यूवी \u003d डी। यू या इंटीग्रल फॉर्म में: क्यूवी \u003d यूके - यूएएन

हम यह मान लेंगे कि उपयोगी काम w \u003d 0, फिर: q \u003d d। यू + पी डी। V, पी \u003d कॉन्स के बाद से, तो आप लिख सकते हैं: क्यू \u003d डी। यू + डी (पीवी), क्यू \u003d डी (यू + पी वी)। निरूपित: एन यू + पी वी (Enthalpy) Q. \u003d D. एच या: QP \u003d HC - HN

इस प्रकार, रासायनिक प्रतिक्रिया का थर्मल प्रभाव पी \u003d कॉन्सटी: क्यूपी \u003d एच पर स्थिति फ़ंक्शन के गुणों को प्राप्त करता है; V \u003d conts: qv \u003d u पर।

चूंकि रासायनिक प्रतिक्रियाएं और भौतिक रासायनिक प्रक्रियाओं को अक्सर निरंतर दबाव (आउटडोर, यानी, पी \u003d कॉन्स \u003d 1 एटीएम) के साथ किया जाता है, अभ्यास में, उत्साह की अवधारणा गणना के लिए उपयोग की जाती है, और आंतरिक ऊर्जा नहीं होती है। कभी-कभी प्रक्रिया के "गर्मी" शब्द को "उत्साही" के अतिरिक्त स्पष्टीकरण के बिना प्रतिस्थापित किया जाता है, और इसके विपरीत। उदाहरण के लिए, वे "शिक्षा की गर्मी" कहते हैं, और एफ लिखते हैं। एन

लेकिन यदि हमारे लिए ब्याज की प्रक्रिया तब होती है जब v \u003d const (आटोक्लेव में), तो अभिव्यक्ति का उपयोग किया जाना चाहिए: qv \u003d u।

अंतर अभिव्यक्ति: एच \u003d यू + पी वी डी। एच \u003d डी। यू + पीडी। वी + वीडी। पी, निरंतर दबाव वी डी पर। पी \u003d 0 और डी। एच \u003d डी। यू + पी डी। अभिन्न रूप में v: h \u003d u + p v

सही गैस के लिए, क्लापीएरोन-मेंडेलीव समीकरण सत्य है: पी वी \u003d एन आर टी, जहां एन गैस तिल की संख्या है, आर 8, 314 जे / एमओएल के एक सार्वभौमिक गैस स्थिर है। फिर (टी \u003d कॉन्स पर) पी वी \u003d एन आर टी। अंत में, हमारे पास है: एच \u003d यू + एन आर टी एन प्रतिक्रिया के दौरान गैसीय पदार्थों की संख्या में परिवर्तन है।

उदाहरण के लिए, प्रतिक्रिया के लिए: एन 2 (जी) + 3 एच 2 (जी) \u003d 2 एनएच 3 (जी) एन \u003d -2, और प्रतिक्रिया के लिए: 2 एच 2 ओ (जी) 2 एच 2 (जी) + ओ 2 (d) n \u003d 3।

क्यूवी और क्यूपी के बीच अंतर केवल गैसीय पदार्थों की प्रतिक्रिया में भागीदारी के साथ महत्वपूर्ण हैं। यदि कोई नहीं है, या यदि n \u003d 0, तो qv \u003d qp।

प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव के तहत, गर्मी के रूप में प्रतिक्रिया के दौरान पृथक या अवशोषित ऊर्जा की मात्रा को स्थिति के तहत समझा गया था: वह पी \u003d कॉन्स या वी \u003d कॉन्स; प्रारंभिक पदार्थों का तापमान प्रतिक्रिया उत्पादों के तापमान के बराबर होता है; यह प्रणाली विस्तार संचालन को छोड़कर, कोई अन्य काम (उपयोगी) नहीं करता है।

विभिन्न प्रक्रियाओं के दौरान उत्साह को बदलें माप के लिए माप की स्थिति की प्रक्रिया को। जे / एमओएल सी 2 एच 6 ओ (जी) + 3 ओ 2 (जी) → 2 सीओ 2 (जी) + 3 एच 2 ओ (जी) पी \u003d 1 एटीएम टी \u003d 2 9 8 के - 1 370. 68 पृथक्करण की गर्मी: एच 2 ओ (जी) → एच + + ओएच- पी \u003d 1 एटीएम टी \u003d 2 9 8 के +57। 26 गर्मी तटस्थता: एच + + ओएच- → एच 2 ओ (जी) पी \u003d 1 एटीएम टी \u003d 2 9 8 के - 57. 26 वाष्पीकरण की गर्मी: एच 2 ओ (जी) → एच 2 ओ (जी) पी \u003d 1 एटीएम टी \u003d 373 k +40। 67 पिघलने की गर्मी: एच 2 ओ (सीआर) → एच 2 ओ (जी) पी \u003d 1 एटीएम टी \u003d 273 के +6। 02।

कॉन्स्टेंसी क्यूवी या क्यूपी का तथ्य, विज्ञान के रूप में रासायनिक थर्मोडायनामिक्स के पंजीकरण से बहुत पहले, जीआई ग्रेस द्वारा प्रयोग किया जाता है (गर्मी की मात्रा या ग्रेस कानून की स्थिरता का कानून): रासायनिक प्रतिक्रिया का थर्मल प्रभाव प्रकार पर निर्भर करता है और स्रोत पदार्थों और प्रतिक्रिया उत्पादों की स्थिति और उन्हें एक दूसरे में बदलने के तरीकों पर निर्भर नहीं है।

हरमन इवानोविच गेस (1802 - 1850) सेंट पीटर्सबर्ग में प्रौद्योगिकी संस्थान के प्रोफेसर सबसे बड़े रूसी वैज्ञानिकों में से एक है। जिनेवा में पैदा हुआ, और सेंट पीटर्सबर्ग में शुरुआती सालों को लाया। स्नातक स्तर की पढ़ाई के बाद, मैंने यूरीव में चिकित्सा शिक्षा प्राप्त की, मैंने स्टॉकहोम में हां से काम किया। ब्यूररियस। हेस ने अपने प्रयोगों में कई थर्मल संबंधों (एकाधिक संबंध डी डाल्टन के कानून के समान) के कानून स्थापित करने की कोशिश की। यह इस में सफल नहीं हुआ (प्रकृति में ऐसा कोई कानून नहीं है), लेकिन प्रयोगात्मक अध्ययनों के परिणामस्वरूप, ग्रेस ने गर्मी की मात्रा (जीईईएस अधिनियम) की स्थिरता का कानून लाया। 1842 में प्रकाशित यह काम थर्मोडायनामिक्स के पहले कानून की प्रत्याशा है।

एच 1 \u003d एच 2 + एच 3 \u003d एच 4 + एच 5 + एच 6

सीओ 2 सी + ओ 2 \u003d सीओ 2 सीओ + 1/2 ओ 2 \u003d सीओ 2 सी + 1/2 ओ 2 \u003d सीओ एच 2 एच 1 सी सीओ एच 3 एच 1 \u003d एच 2 + एच 3

गठन की गर्मी सरल पदार्थों से इस पदार्थ के 1 मोल गठन का थर्मल प्रभाव है: एफ। एच। एक प्रजाति के परमाणुओं से युक्त कॉल पदार्थ कहते हैं। यह, उदाहरण के लिए, नाइट्रोजन एन 2, ऑक्सीजन लगभग 2, ग्रेफाइट सी इत्यादि है।

परिभाषा से यह इस प्रकार है कि पानी के गठन की गर्मी प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव के बराबर है: एच 2 + 1/2 ओ 2 \u003d एच 2 ओ QP \u003d एफ। एन

यदि प्रतिक्रिया पी \u003d 1 एटीएम पर की जाती है, तो प्रतिक्रिया की मापित गर्मी एफ के बराबर होगी। नहीं - पानी का मानक गर्मी गठन। आमतौर पर, मान एफ। यह व्यावहारिक गतिविधियों में उपयोग किए जाने वाले लगभग सभी पदार्थों के लिए 2 9 8 पर सारणीबद्ध है: एफ। नहीं 298 (एच 2 ओ)।

प्रतिक्रिया के उत्पाद एच एफ एफ आर एन स्रोत पदार्थ एच पूर्व। बी-इन एफ सरल पदार्थ

रासायनिक प्रतिक्रिया का थर्मल प्रभाव: ए 1 ए 1 + ए 2 ए 2 + \u003d बी 1 बी 1 + बी 2 बी 2 + प्रतिक्रिया उत्पादों के गठन की गर्मी की मात्रा के बराबर है, जिसके गठन की गर्मी की मात्रा कम होती है प्रारंभिक सामग्री (स्टॉइचियोमेट्रिक गुणांक एआई और बीजे को ध्यान में रखते हुए):

उदाहरण 1: बेंजीन वाष्प हाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया के ताप प्रभाव की गणना करें (यह प्रतिक्रिया विषम उत्प्रेरक की सतह पर की जाती है - प्लैटिनम धातुओं): सी 6 एच 6 + 3 एच 2 \u003d सी 6 एच 12 2 9 8 के और पी \u003d 1 पर एटीएम:

सी 6 एच 6 (जी) एफ। हो 2 9 8,। जे / एमओएल 82, 9 3 सी 6 एच 6 (जी) 49, 04 सी 6 एच 12 (जी) एच 2 -123, 10 0 पदार्थ आर। एच 02 9 8 \u003d -123, 10 - (82, 9 3 +3 0) \u003d -206, 03 से। जे आर। एच 02 9 8 \u003d -123, 10- (4 9, 04 + 3 0) \u003d -72, 14 से। जे। एच 0 \u003d 82, 93 - 49, 04 \u003d +33, 89 से। जे / मोल

दहन की गर्मी पदार्थ के गहरे ऑक्सीकरण (दहन) की प्रतिक्रिया का थर्मल प्रभाव (उच्च ऑक्साइड तक) है। हाइड्रोकार्बन के मामले में, उच्चतम ऑक्साइड एच 2 ओ (जी) और सीओ 2. इस मामले में, दहन की गर्मी, उदाहरण के लिए, मीथेन प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव के बराबर है: सीएच 4 + 2 ओ 2 \u003d सीओ 2 + 2 एच 2 ओ (जी) क्यूपी \u003d बैल। एच

बैल मान। हो 2 9 8 को मानक गर्मी गर्मी कहा जाता है, उन्हें 2 9 8 के पर सारणीबद्ध किया जाता है। यहां सूचकांक "ओ" इंगित करता है कि गर्मी को मानक राज्य (पी \u003d 1 एटीएम) पर परिभाषित किया गया है, "ओएच" इंडेक्स अंग्रेजी-ऑक्सीकरण से आता है।

दहन उत्पादों (सीओ 2, एच 2 ओ) ओह। एच isch। इन-इन ओह। एच उत्पाद प्रतिक्रिया आर। एच स्रोत पदार्थ

रासायनिक प्रतिक्रिया का थर्मल प्रभाव: ए 1 ए 1 + ए 2 ए 2 + \u003d बी 1 बी 1 + बी 2 बी 2 + शुरुआती सामग्रियों के दहन की गर्मी की गर्मी के बराबर है की गर्मी की मात्रा कम है प्रतिक्रिया उत्पादों का दहन (स्टॉइचियोमेट्रिक गुणांक एआई और बीजे को ध्यान में रखते हुए):

उदाहरण 2: पदार्थों के दहन की गर्मी का उपयोग करके, ग्लूकोज के किण्वन द्वारा इथेनॉल (शराब शराब) उत्पादन की प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव की गणना करें। सी 6 एच 12 ओ 6 \u003d 2 सी 2 एच 5 एच + 2 सीओ 2 आर। एच 02 9 8 \u003d 2815, 8 - 2 1366, 91 2 ∙ 0 \u003d 81, 98 के। सीओ 2 के दहन की गर्मी शून्य है।

गर्मी की क्षमता तापमान पर निर्भर करती है। इसलिए, औसत और वास्तविक गर्मी क्षमता प्रतिष्ठित है। तापमान सीमा में सिस्टम की औसत गर्मी क्षमता टी 1 - टी 2 गर्मी की मात्रा के अनुपात के बराबर है, जिसे इस अंतराल की परिमाण के लिए क्यू सिस्टम तक पहुंचाया गया था:

वास्तविक गर्मी क्षमता समीकरण द्वारा निर्धारित की जाती है: समीकरण द्वारा वास्तविक और औसत हीट-स्ट्रोक के बीच निर्भरता व्यक्त की जाती है:

प्रणाली की गर्मी क्षमता इसके द्रव्यमान (या पदार्थ की मात्रा) पर निर्भर करती है, यानी यह एक व्यापक प्रणाली संपत्ति है। यदि गर्मी क्षमता द्रव्यमान की एक इकाई के लिए जिम्मेदार है, तो एक गहन मूल्य प्राप्त किया जाता है - अदालत की विशिष्ट गर्मी क्षमता [जे / किग्रा]। यदि आप सिस्टम के पदार्थ की मात्रा के साथ विशेषता कर सकते हैं, तो यह सीएम [जे / एमओएल के] की दाढ़ी गर्मी क्षमता उत्पन्न करता है।

अंतर: सीवी की निरंतर मात्रा में लगातार दबाव सीपी गर्मी क्षमता पर गर्मी क्षमता। एक आदर्श गैस के मामले में, निर्दिष्ट गर्मी क्षमता समीकरण से संबंधित है: cf \u003d v + r के साथ

पदार्थों की गर्मी क्षमता तापमान पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, बर्फ गर्मी क्षमता 34 से भिन्न होती है। 70 जे / एमओएल के 250 के से 37. 78 जे / एमओएल के 273 के। ठोस के लिए, देबू ने समीकरण लाया कि 0 के करीब तापमान के लिए, देता है: सीवी \u003d ए टी। 3 (कानून टी-क्यूब्स डेबी), और उच्च के लिए: सीवी \u003d 3 आर।

आम तौर पर, तापमान से गर्मी क्षमता की निर्भरता फॉर्म के अनुभवजन्य समीकरणों का उपयोग करके प्रसारित होती है: जहां ए, बी और सी-कॉन्स, वे पदार्थों के भौतिक रासायनिक गुणों की संदर्भ पुस्तकों में दिए जाते हैं।

यदि गणितीय निर्भरता आर। सीपी अज्ञात है, लेकिन विभिन्न तापमान पर प्रतिक्रिया प्रतिभागियों की गर्मी क्षमता के प्रयोगात्मक मूल्य हैं, फिर शेड्यूल को निर्देशांक आर में बनाया गया है। कं पी \u003d एफ (टी) और ग्राफिक रूप से वक्र के तहत क्षेत्र की गणना 2 9 8 - टी 2 की सीमा में, यह अभिन्न के बराबर है:

यदि तापमान सीमा में एक या कई चरण संक्रमण होता है, तो आर की गणना करते समय उनके थर्मल प्रभावों को ध्यान में रखा जाना चाहिए। एच:

गणना योजना आर। एक मनमाने ढंग से तापमान टी पर एच प्रतिक्रियाएं इस प्रकार हैं। सबसे पहले, गठन या गर्मी दहन की मानक गर्मी के अनुसार, पदार्थों की गणना आर। एच 2 9 8 प्रतिक्रियाएं (जैसा कि ऊपर वर्णित है)। इसके बाद, किरचॉफ समीकरण के अनुसार, वे किसी भी तापमान टी पर थर्मल प्रभाव की गणना करते हैं:

तालिकाओं में, लगभग सभी पदार्थ गठन के मानक गर्मी (उत्साही) हैं। 0 से 0 पर हो 0: तापमान टी पर (उन्हें 100 के अंतराल के साथ दिया जाता है)।

रासायनिक प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव की गणना समीकरण द्वारा की जाती है: आर। एच 0 टी \u003d आर। एच 00 +।

आर एच 00 की गणना के साथ ही आर। एच 02 9 8 यानी उत्पादों के गठन और प्रारंभिक सामग्री (लेकिन 0 के पर) की गर्मी की मात्रा में अंतर के रूप में:

मानों की गणना की जाती है: \u003d पूर्व का प्रोड। बी-स्टॉइचियोमेट्रिक रिएक्शन गुणांक को ध्यान में रखते हुए।

विश्लेषणात्मक रसायन शास्त्र की विशिष्ट संपत्ति प्रणाली में सहसंबंधों में रुचि रखती है: रासायनिक संरचना - विशिष्ट गुणों को सांद्रता से विश्लेषणात्मक संकेत की अंतिम और कार्यात्मक निर्भरता के प्रकटीकरण के लिए शर्तों को बनाने के लिए शर्तों को बनाने के लिए शर्तें या निर्धारक पदार्थों की पूर्ण मात्रा (विश्लेष्य) ): ए \u003d एफ (सी) रासायनिक विश्लेषण के तरीकों को बनाने के लिए। विशेषता गुणों के प्रकटीकरण के पैटर्न के अध्ययन के आधार पर विश्लेषणात्मक रसायन शास्त्र सामग्री की दुनिया की किसी भी वस्तु की मापा रासायनिक संरचना बनाना चाहता है, जिसे हम अब माप नहीं सकते हैं।

स्लाइड 3।

पीआर इलेक्ट्रोलाइट ई 1 ई 2 के सामान्य प्रतिनिधित्व इलेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला के कुल रूप में विचार करते हैं। इस मामले में, इलेक्ट्रोड के तहत, एक प्रणाली जिसमें दो या दो से अधिक आयन और इलेक्ट्रॉन-संचालन चरण होते हैं, जिनकी सीमाओं पर इलेक्ट्रॉनिक चालकता से आयनिक या इसके विपरीत में संक्रमण होता है। तकनीकी अर्थ में, इलेक्ट्रोड के तहत, केवल इस प्रणाली का इलेक्ट्रॉनिक रूप से प्रवाहकीय हिस्सा अक्सर समझा जाता है।

स्लाइड 4: इलेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला में इलेक्ट्रोलाइट समाधान में विसर्जित दो इलेक्ट्रोड होते हैं। प्रत्येक इलेक्ट्रोड को इन परिस्थितियों में इलेक्ट्रोड क्षमता के एक निश्चित मूल्य के साथ विशेषता है, जो इलेक्ट्रोइड के बीच संभावित अंतर है और इलेक्ट्रोलाइट समाधान में इसके संपर्क में है। यहां से, पहली दिशा विश्लेषणात्मक उद्देश्यों के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं के उपयोग में दिखाई देती है - इलेक्ट्रोलाइट संरचना के कार्य के रूप में संतुलन इलेक्ट्रोड क्षमताओं को बदलने के पैटर्न की स्थापना। ई \u003d एफ (सी I)

सामान्य प्रतिनिधित्व इलेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला में इलेक्ट्रोलाइट समाधान में विसर्जित दो इलेक्ट्रोड होते हैं। प्रत्येक इलेक्ट्रोड को इन परिस्थितियों में इलेक्ट्रोड क्षमता के एक निश्चित मूल्य के साथ विशेषता है, जो इलेक्ट्रोइड के बीच संभावित अंतर है और इलेक्ट्रोलाइट समाधान में इसके संपर्क में है। यहां से, पहली दिशा विश्लेषणात्मक उद्देश्यों के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं के उपयोग में दिखाई देती है - इलेक्ट्रोलाइट संरचना के कार्य के रूप में संतुलन इलेक्ट्रोड क्षमताओं को बदलने के पैटर्न की स्थापना। ई \u003d एफ (सी I)

स्लाइड 5।

विश्लेषणात्मक संकेत को मापने के लिए एमवी सिद्धांत को सबसे सरल विद्युत श्रृंखला की आवश्यकता होती है। बाहरी श्रृंखला के लिए एकमात्र पूर्व शर्त मापने वाले उपकरण का अधिकतम संभव आंतरिक विद्युत प्रतिरोध है। यह आवश्यकता इस तथ्य के कारण है कि हम संतुलन इलेक्ट्रोड क्षमता के मूल्य में रुचि रखते हैं, जिसे केवल श्रृंखला में विद्युत प्रवाह की अनुपस्थिति में मापा जा सकता है, जब कोई अपरिवर्तनीय चार्ज ट्रांसफर प्रक्रिया नहीं होती है। डिवाइस के उच्च आंतरिक प्रतिरोध के कारण, हम इस स्थिति के कार्यान्वयन से संपर्क करते हैं। श्रृंखला में वर्तमान की ताकत शून्य की तलाश में है।

स्लाइड 6।

एमवी i \u003d 0 ma \\ / / / / / \\ / / \\ / / \\ / \\ / \\ \\ / \\ / \\ / \\ \\ \\ / \\ / \\ \\ \\ / \\ / \\ \\ \\ / \\ / \\ \\ / \\ / \\ / \\ \\ / \\ / \\ / \\ \\ / \\ / \\ / / \\ / \\ / \\ \\ / \\ / / \\ / \\ / \\ \\ \\ निर्देशित ईएमसी ईके इलेक्ट्रोड क्षमताओं के अंतर के बराबर बाहरी वर्तमान स्रोत का उपयोग करके बनाया गया है, जो इलेक्ट्रोड के बीच परिणामी संभावित अंतर की क्षतिपूर्ति करता है: ई 1 - ई 2 \u003d ई सिस्टम में मुआवजे के सबूत के लिए वर्तमान में मूल्य है 0 के बराबर श्रृंखला।

स्लाइड 7: शून्य प्रवाह पर संतुलन इलेक्ट्रोड क्षमताओं को मापने के आधार पर विश्लेषण विधियां संतुलन या potentiometric कहा जाता है

शून्य प्रवाह पर समतोल विद्युत क्षमता को मापने के आधार पर विश्लेषण विधियों की परिभाषा को संतुलन या potentiometric कहा जाता है।

स्लाइड 8।

सिद्धांत विश्लेषणात्मक जानकारी प्राप्त करने के लिए इलेक्ट्रोकेमिकल प्रक्रियाओं का उपयोग करने का दूसरा सामान्य मामला परिस्थितियों का अनुपालन करता है जब बाहरी स्रोत से विद्युत प्रवाह इलेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला के माध्यम से पारित किया जाता है। इस मामले में ma \\ / / \\ / \\ / \\ / \\ / \\ / \\ / \\ / \\ mv, हम पहले से ही गैर-संतुलन प्रक्रियाओं के बारे में बात कर रहे हैं और तदनुसार, गैर-संतुलन विधियों के अनुसार। कुल विद्युत सर्किट के मुआवजे की योजना के समान एक रूप होगा, लेकिन एकमात्र अंतर के साथ जो बाहरी ईएमएफ  ई 1-ई 2 और क्रमशः, मैं  0।

स्लाइड 9।

स्लाइड 10: हम इलेक्ट्रोड में से एक पर पदार्थों के इलेक्ट्रोलाइटिक चयन की प्रक्रिया को पूरा कर सकते हैं और चयनित पदार्थ के द्रव्यमान को माप सकते हैं या उसके आवंटन पर खर्च की गई बिजली की मात्रा को माप सकते हैं। तदनुसार, इलेक्ट्रोग्राफिमेट्री और कोलोमेट्री के तरीके संभव हैं। सर्किट में लागू बाहरी वोल्टेज से वर्तमान निर्भरताओं से अधिकतम विश्लेषणात्मक जानकारी प्राप्त की जा सकती है। सामान्य मामले में, आई \u003d एफ (ई) को मापने के आधार पर विधि को वोल्टामेट्री कहा जाता है, एक विधि जिसमें कई किस्में होती हैं

सिद्धांत रूप से हम इलेक्ट्रोड्स में से एक पर पदार्थों के इलेक्ट्रोलाइटिक चयन की प्रक्रिया को पूरा कर सकते हैं और चयनित पदार्थ के द्रव्यमान या उसके आवंटन पर खर्च की गई बिजली की मात्रा को माप सकते हैं। तदनुसार, इलेक्ट्रोग्राफिमेट्री और कोलोमेट्री के तरीके संभव हैं। सर्किट में लागू बाहरी वोल्टेज से वर्तमान निर्भरताओं से अधिकतम विश्लेषणात्मक जानकारी प्राप्त की जा सकती है। आम तौर पर, i \u003d f (e) को मापने के आधार पर विधि को वोल्टामेट्री कहा जाता है, एक विधि जिसमें कई किस्में होती हैं।

स्लाइड 11।

PotentioMetric विश्लेषण विधियों potentiometric विधियों दोनों इलेक्ट्रोड के बीच संभावित अंतर को मापने पर आधारित हैं। सबसे पहले, यह स्पष्ट करना आवश्यक है कि कौन से इलेक्ट्रोड एक विश्लेषणात्मक दृष्टिकोण से दिलचस्प हैं। विश्लेषणात्मक उद्देश्यों के लिए, यह आवश्यक है कि सूचक के रूप में इलेक्ट्रोड अभिनय की क्षमता में एक या अधिक प्रकार के आयनों की एकाग्रता के साथ एक विशिष्ट कार्यात्मक संबंध है: e \u003d f (सी I)। इस तरह के एक इलेक्ट्रोड को संकेतक कहा जाता है। दूसरे इलेक्ट्रोड, इसके विपरीत, विश्लेषणात्मक माप की स्थितियों में, निरंतर संभावित मूल्य होना चाहिए, यानी इलेक्ट्रोड तुलना हो।

स्लाइड 12।

पहली प्रकार के इलेक्ट्रोड की पोटेंटियोमेट्री में इलेक्ट्रोड के प्रकार को इस धातु के आयनों वाले समाधान में विसर्जित धातु प्रणाली कहा जाता है। इलेक्ट्रोड i -to की संतुलन क्षमता को संतुलन प्रणाली में अस्तित्व की स्थिति के तहत स्थापित किया गया है: मैं nernst समीकरण के अनुसार  me n + + ne इस तरह के एक इलेक्ट्रोड e \u003d eo + (आरटी / एनएफ) की संतुलन क्षमता है Ln a (me n +) जहां आर एक गैस स्थिरता है, टी - तापमान, एफ - फैराडे की संख्या, ए (एमई एन +) धातु आयनों की गतिविधि है, ईओ एक मानक इलेक्ट्रोड क्षमता है जो मामले से संबंधित है (मैं n +) \u003d 1।

स्लाइड 13।

Potentiometry में इलेक्ट्रोड के प्रकार 1 जीनस के इलेक्ट्रोड के विश्लेषणात्मक उपयोग की समस्या यह है कि धातु इलेक्ट्रोड के लिए मुख्य स्थिति की पूर्ति सुनिश्चित करना लगभग असंभव है - संभावित-निर्धारण संतुलन की स्थापना। इलेक्ट्रोड की संभावना कई तरफ की प्रक्रियाओं को प्रभावित करती है, अक्सर समय के साथ धीमी होती है। उदाहरण के लिए, जलीय समाधान - पानी और हाइड्रोलिसिस प्रक्रियाओं के सबसे सामान्य मामले में समाधान में मौजूद विलायक या अन्य पदार्थों के साथ धातु आयनों की एक निमंत्रण बातचीत। इसलिए, पहली प्रकार के इलेक्ट्रोड आमतौर पर संकेतक के रूप में आकर्षक नहीं होते हैं, न ही तुलनात्मक इलेक्ट्रोड के रूप में। सामान्य नियम से दो अपवाद हैं: एक चांदी और हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड।

स्लाइड 14।

Potentiometry में इलेक्ट्रोड के प्रकार सबसे महत्वपूर्ण अपवाद है हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड, जिसकी संभावित इलेक्ट्रोड क्षमता के पैमाने पर संदर्भ बिंदु के लिए चुना गया है। हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड एक पतली पंख प्लैटिनम ट्यूब है, जो स्पॉन्गी प्लैटिनम के साथ बाहर कवर किया गया है। ट्यूब के अंदर हाइड्रोजन दबाव 1.01105 पीए (1 एटीएम) का समर्थन करता है। यह ज्ञात है कि हाइड्रोजन प्लैटिनम में उच्च घुलनशीलता और इसके माध्यम से प्रसार गुणांक के उच्च मूल्यों का उच्च मूलता है। इसके अलावा, प्लैटिनम एक उत्प्रेरक है जो हाइड्रोजन अणु की विघटन प्रतिक्रिया में सक्रियण बाधा को परमाणुओं और उनके आयनीकरण में ले जाता है: एच 2 (पीटी)  2 एच + 2 ई

स्लाइड 15।

पोटेंटियोमेट्री में इलेक्ट्रोड के प्रकार इसलिए एक हाइड्रोजन इलेक्ट्रोड के रूप में कार्य करता है जिसका संभावित ई \u003d ई ओ + (आरटी / एफ) एलएनए (एच +) (एच +) \u003d 1 के साथ, ई ओ मानक क्षमता 0 के लिए हाइड्रोजन पैमाने में अपनाई गई मानक क्षमता है ।

स्लाइड 16।

Potentiometry में इलेक्ट्रोड के प्रकार दूसरे प्रकार के इलेक्ट्रोड - दूसरी प्रकार के इलेक्ट्रोड - धातु की एक प्रणाली और इसके हार्ड-घुलनशील नमक हैं। एक क्लासिक उदाहरण एक क्लोरिनेटेड एजी / एजीसीएल इलेक्ट्रोड है। इस तरह के एक इलेक्ट्रोड की संभावना संबंधित आयन की एकाग्रता पर निर्भर करती है: ई \u003d ई ओ एजी / एजी + + (आरटी / एफ) एलएन ए (एजी +) \u003d ईओ एजी / एजी + + (आरटी / एफ) एलएन (एजीसीएल) ) / ए (सीएल -) \u003d ई ओ एजी / एजी + + (आरटी / एफ) एलएन पीआर (एजीसीएल) - (आरटी / एफ) एलएनए (सीएल -) \u003d ई ओ - (आरटी / एफ) एलएन ए (सीएल -)

स्लाइड 17।

एक आयन समाधान में एकाग्रता की स्थिरता में समीकरण के अनुसार potentiometry में इलेक्ट्रोड के प्रकार इलेक्ट्रोड क्षमता का निरंतर मूल्य सुनिश्चित करता है। इसलिए, इलेक्ट्रोड II इलेक्ट्रोड तुलना के रूप में सबसे आकर्षक हैं। उदाहरण के लिए, एजी / एजीसीएल या एचजी / एचजी 2 सीएल 2 केसीएल के संतृप्त समाधान में रखा गया। लेकिन 2 जीनस के इलेक्ट्रोड के उपयोग के उदाहरण हैं और क्लोराइड आयनों की एकाग्रता निर्धारित करने के संकेत के रूप में।

स्लाइड 18।

इलेक्ट्रोड के सबसे आम प्रकार के टन की potentiometry में इलेक्ट्रोड के प्रकार - झिल्ली। कभी-कभी झिल्ली इलेक्ट्रोड की अवधारणा को आयन-चुनिंदा इलेक्ट्रोड की अवधारणा के साथ पहचाना जाता है। आयन-चुनिंदा नाम का नाम कहता है कि हम विश्लेषणात्मक रसायन शास्त्र के लिए सबसे दिलचस्प प्रकार के इलेक्ट्रोड से संपर्क करते हैं।

स्लाइड 19।

झिल्ली इलेक्ट्रोड के कामकाज के सिद्धांतों को समझने के लिए Potentiometry में इलेक्ट्रोड के प्रकार झिल्ली इलेक्ट्रोड के समकक्ष डिजाइन पर एकत्रित इलेक्ट्रोकेमिकल श्रृंखला में कुल संभावित अंतर के गठन के सामान्य पैटर्न पर विचार करें। इलेक्ट्रोडिस्टेबल सामग्री तुलना इलेक्ट्रोड एमवी 1 2 झिल्ली इलेक्ट्रोड से झिल्ली

स्लाइड 20।

चैंबर 1 और 2 में potentiometry में इलेक्ट्रोड के प्रकार विभिन्न संभावित-निर्धारण आयनों के साथ समाधान हैं। इलेक्ट्रोडेसिव सामग्री एक पदार्थ है जो पृथक्करण की सीमा पर आयनिक चालकता के साथ एक पदार्थ है, जिसके लिए आयनों को संभावित रूप से निर्धारित करने के समाधान के साथ गतिविधि के साथ कार्यात्मक रूप से एक संभावित रूप से गतिविधि होती है, और इसके परिणामस्वरूप, संभावित रूप से आयनों को निर्धारित करने की एकाग्रता के साथ: ई एम 1 \u003d एफ (एआई ), परिणामी क्षमता की क्षमता संभावित रूप से आयनों को एक ही गैर-सेवा निर्भरता के साथ निर्धारित करने की गतिविधि से संबंधित है: ई एम 1 \u003d ईओ + (आरटी / एनएफ) एलएनए I (1)

स्लाइड 21।

Potentiometry में इलेक्ट्रोड के प्रकार झिल्ली इलेक्ट्रोड के कामकाज के लिए आयन चालकता की आवश्यकता एक शर्त है। यदि सामग्री एक ढांकता हुआ है, तो हम बस इस तरह के एक सेल में संभावित अंतर को माप नहीं सकते हैं। यदि सामग्री में इलेक्ट्रॉनिक चालकता होगी - इससे इलेक्ट्रॉनिक चालकता से आगे बढ़ते समय गैर-संसाधित संभावित कूदों का कारण बन जाएगा। इस तरह के एक सेल ई बैक \u003d ई ई.एस.1 की संभावनाओं का सामान्य अंतर - ई एम 1 + ई एम 2 - ई ई.एस.2 (2)

स्लाइड 22।

Potentiometry में इलेक्ट्रोड के प्रकार यदि सेल के दूसरे सेल में समाधान की संरचना तय की गई है, और पहले कक्ष में हम संभावित आयनों की एक परिवर्तनीय एकाग्रता के साथ समाधान होंगे, तो एक वैरिएबल में, एक चर मूल्य के समीकरण केवल ईएम होगा 1. (2) ई मीटर 1 समानता (1) में), हम निम्नलिखित अभिव्यक्ति प्राप्त करते हैं: ई बार \u003d (ई es 1 + e m2 - e es2 - e о m1) - (RT / NF ) एलएनए I \u003d कॉन्स्ट - (आरटी / एनएफ) एलएनए मैं यहां कॉन्स्टेंट घटकों की कुल राशि है।

स्लाइड 23।

Potentiometry में इलेक्ट्रोड के प्रकार ज्ञात गतिविधियों के साथ कई समाधानों की तैयारी, और आई-स्टडीज की सांद्रता के साथ पतला समाधान के मामले में, आप एक अंशांकन अनुसूची बना सकते हैं। आईएच एलएनए I इस अंशांकन अनुसूची की मदद से, आप समाधान में एक पदार्थ की एकाग्रता निर्धारित कर सकते हैं।

स्लाइड 24।

Potentiometry में इलेक्ट्रोड के प्रकार के रूप में माना जाने वाला सेल समाधान के झिल्ली पक्ष के साथ दो हिस्सों में विभाजित किया जा सकता है 1. इसकी दाहिनी तरफ जिसमें तुलना इलेक्ट्रोड में संभावित निर्धारण एजेंट और इलेक्ट्रोड से झिल्ली की निरंतर एकाग्रता के साथ एक समाधान शामिल है- सक्रिय सामग्री, और एक झिल्ली इलेक्ट्रोड कहा जाता है। ईएमई \u003d कॉन्स्ट - (आरटी / एनएफ) एलएन एआई \u003d कॉन्स - (0.05 9 / एन) एलजी एआई आयन-चुनिंदा इलेक्ट्रोड की मुख्य विशेषताएं हैं: इलेक्ट्रोड फ़ंक्शन, चयनात्मकता, प्रतिक्रिया समय की रैखिकता के क्षेत्र (सीमा) हैं।

स्लाइड 25।

इलेक्ट्रोड फ़ंक्शन मानते हुए कि आयन-चुनिंदा इलेक्ट्रोड आमतौर पर पतला समाधानों में आयनों की एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए उपयोग किया जाता है, इलेक्ट्रोड फ़ंक्शन को समन्वय ई-एलजीसीआई में बनाया गया है, न कि एलजीएआई। एलजीसीआई के बजाय, पी и i \u003d - एलजीसीआई अक्सर उपयोग किया जाता है। ई पी I 5 4 3 2 1 रैखिक रेंज इलेक्ट्रोड फ़ंक्शन, साथ ही एक अंशांकन अनुसूची होने के नाते, इलेक्ट्रोड की प्रदर्शन सीमा में प्रत्यक्ष प्रकार है और सीमा के किनारों पर झुकता है

स्लाइड 26।

कम सांद्रता के क्षेत्र में इलेक्ट्रोड फ़ंक्शन की रैखिकता से इलेक्ट्रोड फ़ंक्शन अस्वीकृति अक्सर झिल्ली इलेक्ट्रोड प्रतिक्रियाशील के विघटन से जुड़ी होती है, जिसके परिणामस्वरूप संभावित आयन की एकाग्रता झिल्ली के नजदीक परत में बनाई जाती है , मापा के अनुरूप है। चूंकि संबंधित आयनों की एकाग्रता समाधान में घट जाती है, झिल्ली के विघटन का प्रभाव तेजी से प्रकट होता है और इलेक्ट्रोड की संभावना संभावित-निर्धारित आयनों की इस एकाग्रता के अनुरूप मूल्य पर आती है। इलेक्ट्रोड फ़ंक्शन एजीसीएल आधारित झिल्ली के साथ क्लोराइड-चुनिंदा इलेक्ट्रोड से मेल खाता है। जैसा कि आप जानते हैं, एजीसीएल \u003d 1.8। 10 -10।

स्लाइड 27।

झुकाव प्रभाव झिल्ली के विघटन उत्पादों का हस्तक्षेप प्रभाव स्वाभाविक रूप से 10 -5 से 10 -4 एमओएल / एल तक सांद्रता की सीमा में खुद को प्रकट करना शुरू कर देता है। उच्च सांद्रता के क्षेत्र में रैखिकता से इलेक्ट्रोड समारोह के विचलन का मुख्य कारण आयनों की एकाग्रता और गतिविधि के बीच एक महत्वपूर्ण विसंगति है। लेकिन अधिक जटिल प्रक्रियाएं दिखाई दे सकती हैं। उदाहरण के लिए, क्लोराइड-चुनिंदा इलेक्ट्रोड के लिए - घुलनशील क्लोराइड परिसरों के गठन के कारण क्लोराइड के केंद्रित समाधानों में एजीसीएल की घुलनशीलता में वृद्धि।

स्लाइड 28।

चयनिता आईएसई की चुनिंदाता आयनों के संबंध में चयनात्मक गुणांक की विशेषता है जो संतुलन इलेक्ट्रोड क्षमता के मूल्य को प्रभावित कर सकती है। चयनात्मकता का गुणांक संभावित निर्धारण और हस्तक्षेप आयनों की सांद्रता के अनुपात के बराबर है, जो इलेक्ट्रोड क्षमता के समान मूल्य से मेल खाता है: के I / J \u003d ci / cj स्थिति के तहत ई i \u003d ej जहां ई मैं हूं इलेक्ट्रोड समारोह के रैखिकता क्षेत्र में इलेक्ट्रोड क्षमता का मूल्य, जब संभावित दृढ़ संकल्प आयन के साथ केंद्रित होता है; ई जे एक एकाग्रता सी जे के साथ एक हस्तक्षेप आयन की उपस्थिति द्वारा निर्धारित इलेक्ट्रोड क्षमता का मूल्य है।

स्लाइड 29।

चुनिंदा पी आई ई -एलजीसी I 5 4 3 2 1 ई जे जे ए सीजे \u003d कॉन्स सीआई - वैरिएबल की / जे \u003d सीआई / सीजे परिभाषा की / जे ग्राफिक। इंटरफेरिंग आयन सी जे और परिवर्तनीय संभावित परिभाषा के साथ निरंतर एकाग्रता के साथ समाधान की एक श्रृंखला तैयार की जाती है। जैसा कि सी घटता है, हस्तक्षेप करने की उपस्थिति अधिक से अधिक हो रही है। पठार पर मापा संभावित अंतर का आउटपुट मूल्य इंगित करता है कि इलेक्ट्रोड ने मुझे महसूस करने से रोक दिया।

स्लाइड 30।

चौराहे बिंदु ई \u003d एफ (पी आई) और ई के साथ एबीएससीआईएसए की चयनकता पी आई \u003d - एलजीसी I के अनुरूप है। यहां से सी मैं और चयनात्मकता की / जे \u003d सी आई / सी जे के गुणांक का संगत मूल्य है, क्योंकि सीजे का मूल्य प्रयोगात्मक स्थितियों से जाना जाता है। अगर की / जे< 1, то электрод более селективен к i -ионам и наоборот, при Ki / j >1 इलेक्ट्रोड एक बाधा आयन की उपस्थिति के लिए मजबूत प्रतिक्रिया करता है। एक उदाहरण क्लोराइड-सिलेक्टिव इलेक्ट्रोड का उपयोग करके क्लोराइड निर्धारित करने में ब्रोमाइड और आयोडिड्स की उपस्थिति है।

स्लाइड 31।

चयनिता कई हस्तक्षेप आयनों का कुल प्रभाव Bpnikolsky द्वारा प्रस्तावित समीकरण द्वारा ध्यान में रखा जाता है: ई एम \u003d कॉन्स - (0.059 / एन) एलजी यह समीकरण मान्य है यदि आयनिक संतुलन के आयनों की प्रतिस्पर्धा से जुड़ा हुआ है। झिल्ली और समाधान के बीच स्थापित किया गया है।

स्लाइड 32।

चयनात्मकता का चयनिता में कमी, यानी विदेशी आयनों के हस्तक्षेप के मामले में हॉलिड आयनों के पारस्परिक प्रभाव के मामले में, विदेशी आयनों के हस्तक्षेपों का अभिव्यक्ति हमेशा झिल्ली और समाधान की सतह के बीच आयन विनिमय प्रक्रियाओं से जुड़ा हुआ है। अक्सर, समाधान में जटिलता की प्रक्रिया संभावित परिभाषा आयन के आयन संतुलन को प्रभावित करती है। उदाहरण के लिए, फ्लोराइड-चुनिंदा इलेक्ट्रोड के आयनिक समारोह में एफई (iii) और अल (iii) आयनों की उपस्थिति का एक मजबूत प्रभाव है जो फ्लोराइड आयनों के साथ मजबूत परिसरों का निर्माण करता है। इलेक्ट्रोड के इलेक्ट्रोड कार्यों पर दो चार्ज किए गए cations के लिए चुनिंदा सीयू II, सीडी II, पीबी II, आदि किसी भी आयन उनके साथ एमपीएलएक्स गठन से प्रभावित होते हैं।

स्लाइड 33।

प्रतिक्रिया समय सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है - आयन-चुनिंदा इलेक्ट्रोड का प्रतिक्रिया समय, जो होपिंग एकाग्रता परिवर्तन के बाद संभावित मूल्य के इलेक्ट्रोड को प्राप्त करने के लिए आवश्यक समय को दर्शाता है। मान टी इलेक्ट्रोड और माप स्थितियों दोनों की व्यक्तिगत विशेषताओं पर निर्भर करता है। एकाग्रता लीप जितना बड़ा होगा, लंबे समय तक प्रतिक्रिया समय।

स्लाइड 34।

एक नियम के रूप में छोटे सांद्रता से संक्रमण के दौरान प्रतिक्रिया समय, प्रतिक्रिया समय रिवर्स संक्रमण से कम है: टी ऑफ 1< t откл4 ; t откл2 < t откл3 t откл1 t откл2 t откл3 t откл4 С 1 С 2 С 3 С 2 С 1 t Поэтому для характеристики электродов всегда необходимо указывать, какому концентрационному скачку соответствует то или иное значение времени отклика. Без этого сравнение электродов некорректно.

स्लाइड 35।

इलेक्ट्रोड झिल्ली सामग्री आईएसई की मुख्य विश्लेषणात्मक विशेषताओं मुख्य रूप से उन पदार्थों के गुणों द्वारा निर्धारित की जाती हैं जिनसे झिल्ली बने होते हैं। इलेक्ट्रोडेटल पदार्थों की चरण स्थिति के आधार पर, तीन मुख्य प्रकार के झिल्ली प्रतिष्ठित होते हैं, आयन-चुनिंदा इलेक्ट्रोड में उपयोग किए जाते हैं: क्रिस्टलीय, कांच और तरल। पहले और अभी भी सबसे महत्वपूर्ण इलेक्ट्रोड झिल्ली कांच का इलेक्ट्रोड होता है जिनकी झिल्ली सिलिकेट चश्मे से बने होते हैं। सभी सिलिकेट चश्मे को पॉलिमर सिलिकॉन एसिड के लवण के रूप में माना जा सकता है। उनके पास हाइड्रोक्सोनी आयनों के लिए एक अद्वितीय चयनकता है। इलेक्ट्रोड फ़ंक्शन की रैखिकता की सीमा के अक्षांश के अक्षांश के करीब कोई अन्य इलेक्ट्रोड नहीं है: हाइड्रोजन आयनों की गतिविधि में लगभग 14 आदेशों के परिवर्तन।

स्लाइड 36।

इलेक्ट्रोड झिल्ली सामग्री आधुनिक विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान ग्लास इलेक्ट्रोड के साथ पीएच मेट्री के बिना भी कल्पना करना मुश्किल है। ग्लास की संरचना को संशोधित करके, सोडियम आयनों के लिए इलेक्ट्रोड चुनिंदा इलेक्ट्रोड बनाने की समस्याओं को हल करना संभव था। इलेक्ट्रोड फ़ंक्शन और चयनात्मकता की रैखिकता की सीमा में, वे पीएच इलेक्ट्रोड से काफी कम हैं और संभावित सोडियम आयनों की तुलना में, हाइड्रोजन आयनों के लिए हमेशा अधिक चुनिंदा होते हैं। ग्लास इलेक्ट्रोड के लिए मुख्य समस्या उच्च आयन चालकता के साथ चश्मे का निर्माण है। साथ ही, अन्य आयनों के लिए चश्मे की संरचना की खोज के लिए खोज जारी है। विशेष रूप से कई मूल समाधान पाए जाते हैं, जब चेल्कोजेनाइड चश्मे की विद्युत प्रोड्यूमर सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है।

स्लाइड 37।

इलेक्ट्रोड क्रिस्टलीय झिल्ली के सामग्रियों की झिल्ली मोनो- और पॉलीक्रिस्टलाइन में विभाजित हैं, और बाद में, बदले में, सजातीय और विषम पर हैं। उसी रासायनिक संरचना के साथ, क्रिस्टलीय इलेक्ट्रोड के संशोधनों के बीच अंतर प्रकट होता है, सबसे पहले, इलेक्ट्रोड की ऐसी विश्लेषणात्मक विशेषताओं पर, प्रतिक्रिया समय के रूप में। कभी-कभी, संभावित-निर्धारण आयन की एकाग्रता की परिमाण में अंतर, झिल्ली सामग्री की विभिन्न घुलनशीलता से जुड़े इलेक्ट्रोड समारोह के रैखिकता क्षेत्र की निचली सीमा के अनुरूप, क्योंकि मोनोक्रिस्टलाइन झिल्ली पॉलीक्रिस्टलाइन की तुलना में हमेशा कम घुलनशील होते हैं। इस वर्ग के भौतिक झिल्ली चुनने की संभावना पर्याप्त रूप से सीमित है और काफी हद तक समाप्त हो गई है। क्रिस्टलीय झिल्ली के साथ सबसे सफल समाधान हेलिड आयनों के आयनोमेट्रिक निर्धारण के लिए पाए जाते हैं: एफ -, सीएल -, बीआर -, मैं - और एस 2-

स्लाइड 38।

सामग्री झिल्ली इलेक्ट्रोड तीसरे झिल्ली प्रकार - तरल या plasticized। चूंकि झिल्ली के रूप में मुक्त तरल पदार्थ की एक परत के साथ एक मापने वाला कोशिका बनाना काफी मुश्किल है, आमतौर पर इस तरल बहुलक में सूजन से सब्सट्रेट एक तरल ई-तरल पदार्थ सामग्री के साथ लगाया जाता है। इसलिए नाम - प्लास्टिक की झिल्ली। इस प्रकार की झिल्ली व्यावहारिक उपयोग के लिए काफी कम सुविधाजनक हैं। उदाहरण के लिए, तरल पदार्थ वाष्पीकरण। इसलिए, प्लास्टिक की झिल्ली का जीवनकाल ठोस-राज्य से काफी कम है। लेकिन एक महत्वपूर्ण फायदा है - चुनिंदाता और आयन चालकता के मानदंडों को पूरा करने वाली सामग्रियों को चुनने के लिए विकल्पों की एक बड़ी संख्या। विशेष रूप से, नाइट्रेट्स, अमोनियम आयनों, पोटेशियम और कैल्शियम को परिभाषित करने के रूप में ऐसी वास्तविक समस्याएं प्लास्टिक की झिल्ली के आधार पर हल की जाती हैं।

स्लाइड 39।

समस्या की स्थिति आयनोमेट्री के विकास में एक बहुत ही महत्वपूर्ण कारक है, हालांकि, विश्लेषणात्मक तरीकों के बहुमत के रूप में, तकनीकी और तकनीकी समाधान का स्तर है। आज तक, ईएसई के कई डिज़ाइन पारंपरिक नियमित विश्लेषण योजनाओं में उनके उपयोग के लिए डिज़ाइन किए गए हैं और विशिष्ट विश्लेषणात्मक समस्याओं को हल करने के लिए, जैसे कि जीवित जीवों के जैविक तरल पदार्थों में सीधे सीटू मापों सहित जैविक वस्तुओं के प्रवाह और विश्लेषण जैसे विश्लेषण जैसे विशिष्ट विश्लेषणात्मक समस्याओं को हल करने के लिए। बदलती संरचनाएं और लघुकरण विधि के सामान्य सिद्धांतों को प्रभावित नहीं करते हैं। कुछ शब्दावली समस्याएं हैं।

स्लाइड 40।

पिछले तीन दशकों की शर्तें नए शब्द - रासायनिक सेंसर के विश्लेषकों के उपयोग में उपस्थिति की विशेषता है। मैं एक विद्युत सिग्नल में विश्लेषण माध्यम की रासायनिक संरचना को बदलने के बारे में जानकारी के कनवर्टर के रूप में एक रासायनिक सेंसर को परिभाषित करता हूं। इस शब्द की आम तौर पर स्वीकार की गई व्याख्या मौजूद नहीं है। अनुमानित अर्थ तरल और गैस मीडिया में रसायनों की एकाग्रता के प्रत्यक्ष माप का एक लघु साधन है। मापन सिद्धांत किसी भी हो सकते हैं। इस शब्द की अर्थपूर्ण सामग्री में अच्छी तरह से फिट है। इसलिए, हाल के वर्षों में रासायनिक सेंसर के विकल्पों में से एक के रूप में आईएसई पर विचार करने की प्रवृत्ति रही है। नए शब्द से, सामग्री नहीं बदली है।

स्लाइड 41।

प्रयोज्यता की शर्तें रासायनिक विश्लेषण में आयनोमेट्री की भूमिका के आकलन के रूप में बहुत अस्पष्ट हैं। एमेच्योर आमतौर पर विधि की क्षमताओं को अतिरंजित करते हैं, विश्लेषणात्मक चिकित्सकों को समझा जाता है। उद्देश्य से, यह तर्क दिया जा सकता है कि आयनोमेट्री नियंत्रित माध्यम की धारा में निरंतर विश्लेषण के लिए एक आदर्श तरीका है, जब प्राथमिकता ज्ञात विश्लेषक की एकाग्रता में परिवर्तन का निरीक्षण करना आवश्यक होता है। यह पर्यावरणीय निगरानी, \u200b\u200bऔर तकनीकी प्रक्रियाओं का निरंतर नियंत्रण हो सकता है। हम विश्लेषण ऑब्जेक्ट में एक या किसी अन्य घटक की एकाग्रता बदलने के बारे में जानकारी प्राप्त करते हैं। प्रयोगशाला अभ्यास में, पीएच मेट्री की विधि बिना शर्त मान्यता प्राप्त है।

स्लाइड 42।

प्रयोज्यता की शर्तें व्यापक वितरण विधि भी व्यक्तिगत आयनों को निर्धारित करने के लिए मिलती है: एफ -, सीएल -, बीआर -, मैं - एस 2-। भारी धातु आयनों की परिभाषा से निपटना अधिक कठिन है। किसी भी आईएसई की क्षमता समाधान में संभावित निर्धारित आयनों की एकाग्रता का एक कार्य है। इसलिए, किसी भी रासायनिक प्रक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप आयन संतुलन शिफ्ट होता है, विश्लेषणात्मक संकेत के मूल्य को प्रभावित करेगा। केवल आदर्श परिस्थितियों में (अम्लीय समाधान, कोई जटिल एजेंट नहीं) भारी धातुएं संबंधित cations के रूप में समाधान में मौजूद हैं: सीयू 2+, सीडी 2+, पीबी 2+, आदि वास्तविक जलीय मीडिया में, जैसे प्राकृतिक और अपशिष्ट जल, हाइड्रोलिसिस और जटिलता की प्रक्रिया अकार्बनिक और कार्बनिक लिगैंड्स के साथ होती है।

स्लाइड 44।

एक संकेतक के रूप में अम्लीय में शीर्षक आमतौर पर ग्लास पीएच इलेक्ट्रोड का उपयोग किया जाता है। प्रत्यक्ष potentiometry पर लाभ: एच + यूनों की कुल एकाग्रता के बजाय, पृथक्करण के विभिन्न स्थिरांक के साथ व्यक्तिगत एसिड की सांद्रता निर्धारित करना संभव है। पीएच 10 8 6 4 2 0 का \u003d 10 -10 का \u003d 10 -8 का \u003d 10 -6 का \u003d 10 -4 सिलिक एसिड एचएनओ 3 वी (NAOH)

स्लाइड 45।

पीएच 11 9 7 5 3 0 वीटी निर्धारित करने के तरीके। वी (NAOH), एमएल वी (NAOH), एमएल vt.e.  ई /  वी शुरुआत से, यह मोटे तौर पर संभावित (टाइट्रेशन जंप) में तेज परिवर्तन के प्रकटीकरण के लिए आवश्यक शीर्षक की मात्रा है। फिर टाइट्रांट की थोड़ी छोटी मात्रा के विश्लेषण समाधान के एक ताजा हिस्से में प्रवेश करें, और फिर सटीक टाइट्रेशन प्रत्येक additive additive  v के लिए किया जाता है और संभावित  e और निर्भरता की क्षमता: के बिंदु को खोजने के लिए टाइट्रेशन का टाइट्रेशन

विशेषताएं जब रेडॉक्स टाइट्रेशन में टाइट्रेशन, सूचक इलेक्ट्रोड मिले हैं। पीटी (निष्क्रिय धातु इलेक्ट्रोड - इलेक्ट्रॉनों वाहक पुनर्स्थापित रूप से ऑक्सीकरण के लिए)। Precipitating (अपेक्षाकृत शायद ही कभी लागू संस्करण) में, धातु एजी -इलेक्ट्रोड क्लॉयन आयन एजी + आयनों को शीर्षक देते समय।

भौतिक रसायन विज्ञान के इतिहास के मील का पत्थर "भौतिक रसायन" शब्द एमवी से संबंधित है। लोमोनोसोव, जो 1752 में पहले सेंट पीटर्सबर्ग विश्वविद्यालय के भौतिक रसायन विज्ञान के छात्रों को पढ़ते थे। यह निशान से संबंधित है। परिभाषा: "भौतिक रसायन विज्ञान एक विज्ञान है जो भौतिकी के प्रावधानों और प्रयोगों के आधार पर वर्णित विज्ञान है जो रासायनिक संचालन में मिश्रित निकायों में क्या हो रहा है।"

1887 में भौतिक रसायन शास्त्र के इतिहास के मील का पत्थर, ओस्टवल्ल्ड को लीपजिग विश्वविद्यालय में भौतिक रसायन शास्त्र के पहले प्रोफेसर नियुक्त किया गया था, जहां वेंट-गोफ जैकब, स्वैंटे और वाल्टर नर्नस्ट ने अपने सहायकों और सहयोगियों के बीच काम किया था। उसी वर्ष, ओस्टवल्ड ने "जर्नल ऑफ फिजिकल रसायन विज्ञान" की स्थापना की ("ज़ीट्स्रिफ्ट फर फिजिकालिसी चेमी")

भौतिक रसायन विज्ञान या औषधीय पदार्थों के औद्योगिक उत्पादन का विश्लेषण करने के भौतिक चिकित्सा पद्धतियों की गतिविधि रासायनिक संतुलन, रासायनिक गतिशीलता और उत्प्रेरण के सिद्धांत संयंत्र और पशु कच्चे माल से औषधीय पदार्थों को चरण संतुलन, (निष्कर्षण), समाधान के सिद्धांत, डिफ्यूजन सिद्धांत तैयारी दवाओं और खुराक फैलाने वाले सिस्टम, चरण संतुलन, सतह की घटनाओं, समाधानों की गुणों, आदि के गुणों, दवाओं के चरण और रासायनिक समताई, समाधान, पदार्थ में औषधीय पदार्थों के थर्मल विश्लेषण विश्लेषण, औषधीय रूपों की शारीरिक संगतता का निर्धारण , प्राकृतिक वस्तुओं में, निष्कर्षों में भौतिक-रासायनिक विधियों में विश्लेषण: ऑप्टिकल - स्पेक्ट्रोफोटोमेट्री, फोटोकॉलोरिमेट्री, ऑइलोमेट्री, टर्बिडिमेट्री, आदि; इलेक्ट्रोकेमिकल - पोटेंटियोमेट्रिक, आचरणशील, एम्परेट्रोमेट्रिक टाइट्रेशन, पोलारोग्राफी इत्यादि। क्रोमैटोग्राफिक - शोषण, वितरण क्रोमैटोग्राफी, कॉलम, पतली परत, पेपर, इलेक्ट्रिक क्रोमैटोग्राफी इत्यादि। गतिशीलता, उत्प्रेरण, फोटोकैमिस्ट्री की दवाओं की समाप्ति और विस्तार किसी व्यक्ति के भौतिकवाद (ऑस्मोसिस, पदार्थों की पारस्परिक घुलनशीलता) में दवाओं को पेश करने के लिए एक विधि का चयन करना ), चरण संतुलन (निष्कर्षण, वितरण, प्रसार), एसिड-बेस उत्प्रेरण, गतिशीलता, फैलाने वाले सिस्टम के गुणों के बारे में शिक्षण, शरीर के प्रसार में औषधीय पदार्थों के व्यवहार का अनुसंधान, जेल की गुण, सर्फैक्टेंट की संपत्तियां, सर्फैक्टेंट और उच्च आणविक वजन पदार्थ, गतिशीलता समाधान 'सिद्धांत, रासायनिक सिद्धांत संतुलन, आदि

थर्मोडायनामिक्स सिस्टम की मूलभूत अवधारणाएं - संकेतित चरण राज्य में पदार्थों (घटकों) की कुलता, जो बातचीत में हैं और पर्यावरण से अलग हैं, सजातीय की सीमा सतह सजातीय है।, जिसमें विभाजन की कोई सतह नहीं है विभिन्न गुणों (जी। या टीवी समाधान, सूखे गैस मिश्रण) के साथ सिस्टम के कुछ हिस्सों के बीच विषम के साथ। उनके पास विभिन्न गुणों वाले भागों के बीच विभाजन की सतह है और इसमें दो या अधिक चरण शामिल हैं।

चरण के थर्मोडायनामिक्स की बुनियादी अवधारणाएं सिस्टम के सभी सजातीय हिस्सों का सेट हैं, वही रासायनिक संरचना, संरचना और सभी गहन गुणों के लिए और घटक विभाजन के अन्य हिस्सों से अलग - स्वतंत्र रूप से मौजूदा रासायनिक यौगिक शामिल हैं चरण ओपन सिस्टम बंद सिस्टम पृथक प्रणाली

थर्मोडायनामिक्स की मूलभूत अवधारणाएं। व्यापक गुण पदार्थ (मात्रा, गर्मी क्षमता, एन्ट्रॉपी) गहन गुणों की मात्रा पर निर्भर करते हैं, स्थिति फ़ंक्शन के पदार्थ (घनत्व, तापमान) की मात्रा पर निर्भर नहीं करते हैं - गुण जो प्रारंभिक और पर निर्भर करते हैं अंतिम राज्य और संक्रमण पथ पर निर्भर नहीं है।

थर्मोडायनामिक्स आंतरिक ऊर्जा (यू) की मुख्य अवधारणाएं सिस्टम की प्रणाली की कुल ऊर्जा आपूर्ति की विशेषता वाले राज्य का कार्य है (डब्ल्यू) ऊर्जा संचरण का एक मैक्रोस्कोपिक रूप है (दिशात्मक कण आंदोलन की गतिशील ऊर्जा के रूप में ) गर्मी (क्यू) - अणुओं (गर्मी विनिमय) के टकराव द्वारा ऊर्जा संचरण। माइक्रोस्कोपिक (अव्यवस्थित) ऊर्जा संचरण रूप। गर्मी और काम प्रक्रिया के कार्य हैं!

1 9 31 के थर्मोडायनामिक्स का शून्य कानून। Faualer, यदि सिस्टम "ए" और "बी" सिस्टम "सी" के साथ थर्मल संतुलन में है, तो यह तर्क दिया जा सकता है कि "ए" और "बी" थर्मल संतुलन में हैं, यह पोस्ट्युलेट तापमान माप के आधार पर निहित है

यदि सिस्टम काम नहीं करता है तो थर्मोडायनामिक्स (ऊर्जा संरक्षण का कानून) का पहला शीर्ष, फिर आंतरिक ऊर्जा में कोई भी परिवर्तन केवल गर्मी के अवशोषण या चयन के कारण किया जाता है, यानी जब w \u003d 0 u \u003d q यदि सिस्टम प्राप्त नहीं होता है और गर्मी नहीं देता है, तो इसके द्वारा किए गए कार्य केवल आंतरिक ऊर्जा के नुकसान से ही किए जाते हैं, यानी क्यू \u003d 0 यू \u003d डब्ल्यू या डब्ल्यू \u003d यू - इसलिए यह इस प्रकार है कि बाहर से ऊर्जा के प्रवाह के बिना अनन्त इंजन (तंत्र) असीमित रूप से लंबे उत्पादन के काम को बनाना असंभव है

एच एफ (गठन - गठन) के गठन की गर्मी के थर्मोकैमिस्ट्री (मूल अवधारणाओं) गर्मी दहन एचसी (दहन - दहन) मानक स्थितियों (1 एटीएम \u003d पीए), 2 9 8 के (25 डिग्री सेल्सियस), यदि थर्माकेमिकल या थर्मोडायनामिक मान मानक स्थिति के लिए प्रदान किया जाता है यह "ओ" साइन द्वारा नोट किया गया है: एच ओ एफ; एच ओ सी; यू ओ।

ग्रेस कानून का दूसरा परिणाम यदि दो प्रतिक्रियाएं की जाती हैं, तो विभिन्न प्रारंभिक राज्यों से एक ही सीमित करने के लिए अग्रणी होती है, उनके थर्मल प्रभावों के बीच का अंतर एक प्रारंभिक राज्य से दूसरे प्रारंभिक सी (जीआर) तक संक्रमण प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव के बराबर होता है + ओ 2 \u003d सीओ 2 3 9 3,51 जे / एमओएल सी (एएलएम) + ओ 2 \u003d सीओ 2 395,39 से जे / मोल

जीईएस कानून का तीसरा परिणाम यदि दो प्रतिक्रियाएं की जाती हैं, तो शुरुआती राज्यों को विभिन्न परिमित करने के लिए अग्रणी होती है, उनके थर्मल प्रभावों के बीच का अंतर एक अंत राज्य से दूसरे अंत तक संक्रमण प्रतिक्रिया के थर्मल प्रभाव के बराबर होता है (जीआर) + 2 सीओ 2 3 9 3,505 से जे / एमओएल सीओ + 1/2 ओ 2 सीओ 2 282,964 जे / एमओएल सी (जीआर) + 1/2 ओ 2 सीओ + एच आर एच आर \u003d 3 9 3,505 (282,964) \u003d 110.541 के जे / एमओएल।

गर्मी के थर्मोडायनामिक्स की दूसरी शुरुआत को ठंडा शरीर से स्वचालित रूप से प्रसारित नहीं किया जा सकता है ताकि विभिन्न प्रजातियों की एक और गर्म ऊर्जा को गर्मी में स्विच करने के लिए प्रेरित किया जा सके, और गर्मी यह समझने की मांग करती है कि सिस्टम घटकों के बीच ऊर्जा को बिखरने के तरीकों से गणना की जा सकती है सांख्यिकीय थर्मोडायनामिक्स का

पूरी तरह से आदेशित क्रिस्टल के लिए थर्मोडायनामिक्स की तीसरी शुरुआत तापमान के पूर्ण शून्य पर, जब कणों की थर्मल गति अनुपस्थित होती है, तो थर्मोडायनामिक संभाव्यता डब्ल्यू 1 के बराबर होती है। इसलिए, बोल्टज़मान समीकरण के अनुसार, इसकी एंट्रॉपी शून्य है : S 0 \u003d k ln 1 \u003d 0

- -

रासायनिक संतुलन 1. संतुलन का थर्मोडायनामिक संकेत (गिब्स और हेल्महोल्ट्ज ऊर्जा नहीं बदलता है) 2. संतुलन का काइनेटिक संकेत (प्रत्यक्ष और रिवर्स प्रतिक्रिया वेग) कार्य: पदार्थों के संतुलन मिश्रण की संरचना का अनुकूलन; रासायनिक प्रतिक्रिया उत्पादों की संतुलन की पैदावार की गणना

लेसेल का सिद्धांत यदि प्रणाली संतुलन की स्थिति में है, तो आईटी बलों पर कार्रवाई के तहत संतुलन का खराबी पैदा करने के लिए, सिस्टम ऐसे राज्य में जाता है जिसमें बाहरी प्रभावों का असर कमजोर लोगों के सिद्धांत को विस्थापन निर्धारित करता है रासायनिक और चरण संतुलन जब तापमान बदलता है, दबाव या चरण समेकन प्रणाली संरचना

जैकब वेंट-हॉफ () (फ्रेडरिक केक्यूल के छात्र) "शानदार बकवास के छात्र) की रासायनिक प्रतिक्रिया के समीकरण के समीकरण! एडॉल्फ कोल्बा "लैंडवियर- देखें ..."

चरण की मूलभूत अवधारणाएं सिस्टम के सभी सजातीय हिस्सों का एक सेट हैं, रासायनिक संरचना, संरचना और सभी गहन गुणों के लिए समान हैं और घटक विभाजन के अन्य हिस्सों से अलग - एक स्वतंत्र रासायनिक यौगिक, जो का हिस्सा है विभाजन सतह का चरण (इंटरफेसियल सीमा)

गिब्स चरण नियम सी \u003d 0 - सिस्टम को nonvariant कहा जाता है; स्थिति के किसी भी पैरामीटर को बदलना चरणों की संख्या में बदलाव की ओर जाता है। सी \u003d 1 - सिस्टम को एक monovariant कहा जाता है; चरणों की संख्या को बदलने के बिना केवल पैरामीटर में से एक को बदला जा सकता है। सी \u003d 2 - सिस्टम को Bivariant कहा जाता है।

चरण फ़ील्ड के लिए सी \u003d के एफ + 2 \u003d 2 इक्विलिब्रियम लाइनों के लिए सी \u003d के एफ + 2 \u003d 1 एक ट्रिपल पॉइंट सी \u003d के एफ + 2 \u003d 0 के लिए

समाधान 1. थर्मोडायनामिक रूप से स्थिर सजातीय आण्विक डिस्पेंसरी सिस्टम 2. एकल चरण परिवर्तनीय या विषम संरचना प्रणाली जिसमें दो या अधिक घटकों शामिल हैं। एक नियम के रूप में, विलायक और ठोस ठोस अलग हैं। मुख्य प्रकार गैर-इलेक्ट्रोलाइट समाधान और इलेक्ट्रोलाइट समाधान हैं।

Konovalov तरल पदार्थ का पहला कानून जब उनके ऊपर भाप दबाव वायुमंडलीय दबाव के बराबर हो जाता है। स्वच्छ तरल पदार्थ समाधानों में निरंतर तापमान (इंजेक्शन के टी) पर उबाल लें अन्यथा: संतृप्त भाप संतुलन समाधान की तुलना में उन घटक द्वारा अपेक्षाकृत समृद्ध है, जिसमें सिस्टम के लिए यह अतिरिक्त भाप के कुल दबाव को बढ़ाता है। तरल की तुलना में संतुलन बाइनरी सिस्टम में जोड़े एक आसान-से-फिट घटक के साथ समृद्ध होते हैं।
उबलते आरेख पर Konovalov Extremms का दूसरा कानून समाधान के इस तरह के संतुलन और एक संतृप्त जोड़ी के अनुरूप है, जिसमें दोनों चरणों की रचनाएं Azeotropic समाधानों के साथ समान हैं जो समाधान हैं, जो घटकों के एक निश्चित अनुपात के साथ, एक जोड़ी है एक तरल संरचना के साथ समान (यानी, मिश्रण एक साफ पदार्थ की तरह व्यवहार करता है।)।

शिक्षा के लिए संघीय एजेंसी

उस्तु - यूपीआई

विभाग "मेटलर्जिकल प्रक्रियाओं का सिद्धांत"

एल.ए. झुकोवा, एए। Zhukov

भौतिक रसायन

"मेटलर्जिकल प्रक्रियाओं के सिद्धांत" विभाग द्वारा तैयार शैक्षिक इलेक्ट्रॉनिक पाठ संस्करण

दिशानिर्देशों के छात्रों के लिए "भौतिक रसायन" पर व्याख्यान का सारांश 150100 - धातु विज्ञान, 150600 - सामग्री विज्ञान और सामग्री की तकनीक

येकातेरिनबर्ग


खंड 1. परिचय और मूल शर्तें ...............			…………….…………………………
व्याख्यान 1 .....................	……………………………		……………………………
धारा 2. थर्मोडायनामिक्स के पहले कानून का उपयोग थर्मल प्रभावों की गणना के लिए
प्रक्रियाएं ....................................	………………………………………………………
व्याख्यान 2 ....................................		……………………………………………………
धारा 3. प्रक्रियाओं की दिशा की परिभाषा के लिए थर्मोडायनामिक्स के दूसरे कानून का आवेदन
और संतुलन की स्थिति ............................................... .................................................
व्याख्यान 3 ........................	……………………………………………………………
व्याख्यान 4 ............	…………………………………………………………………………
व्याख्यान 5 ......	………………………………………………………………………………
धारा 4. समाधान के थर्मोडायनामिक्स ...............			……………………………………………….44
व्याख्यान 6 ................................................ ................................................
व्याख्यान 7 .........	……………………………………………………………………………
व्याख्यान 8 ......	……………………………………………………………………………
धारा 5. चरण संतुलन और स्थिति आरेख .........				…………………………..……59
व्याख्यान 9 ................................................ .............................				……………………………
व्याख्यान 10 ................................................ .................................................. .....
व्याख्यान 11 ................................................ ................................................
व्याख्यान 12 ................................................ .................................................. .........
धारा 6. भूतल घटना ............................................. ...........................
व्याख्यान 13 ................................................ .................................................. .........
व्याख्यान 14 ................................................ .............................................
धारा 7. सजातीय रासायनिक प्रतिक्रियाओं के kinetics .......................				...…………………
व्याख्यान 15 ................................................ .................................................. ...
धारा 8. विषम रासायनिक प्रतिक्रियाओं के गतिशीलता .......................................... .................
व्याख्यान 16 ................................................ ...			…………………………………
व्याख्यान 17 ................................................ .................................................. ......
धारा 9. तरल और असंगत धातुओं की संरचना और गुण ....................................147
व्याख्यान 18 ................................................ .................................................. .......

खंड 1. परिचय और मूल शर्तें

अनुशासन के नाम से यह इस प्रकार है कि यह रसायन विज्ञान और भौतिकी के बीच सीमा विज्ञान है। भौतिक रसायन शास्त्र का मुख्य कार्य विभिन्न प्रकार की शारीरिक और रासायनिक घटनाओं के संबंधों का अध्ययन करना है। चूंकि कोई वास्तविक घटना मुश्किल है, इसलिए इसमें व्यक्तिगत पार्टियों का आवंटन भौतिक या रासायनिक है - पर्याप्त रूप से सशर्त रूप से। इसलिए, कभी-कभी भौतिक रसायन शास्त्र, और भौतिकी और रसायन शास्त्र के व्यक्तिगत वर्गों द्वारा अध्ययन किए गए मुद्दों के बीच सीमा को पूरा करना मुश्किल होता है। एक विज्ञान के रूप में, भौतिक रसायन विज्ञान XIX शताब्दी के दूसरे छमाही में विकसित होना शुरू हुआ, हालांकि भौतिक रसायन शास्त्र की सामग्री का नाम और सामान्य परिभाषा पहले एमवी दी गई थी। लोमोनोसोव (1752): "भौतिक रसायन विज्ञान - विज्ञान, जो जटिल निकायों में रासायनिक संचालन के माध्यम से क्या होता है, उसके प्रावधानों और प्रयोगों के प्रावधानों और प्रयोगों के आधार पर होना चाहिए।"

भौतिक रसायन विज्ञान रासायनिक प्रक्रियाओं के एक बहुपक्षीय अध्ययन में लगी हुई है

तथा भौतिक घटनाओं को पहचानना, दोनों विज्ञान, दोनों विज्ञान के सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक तरीकों का उपयोग करके, साथ ही साथ। इससे रासायनिक प्रक्रिया और इसके परिणाम के पाठ्यक्रम की भविष्यवाणी करना संभव हो जाता है, और इसलिए, इष्टतम परिणाम प्राप्त करने के लिए इसे प्रबंधित करने के लिए। भौतिक रसायन शास्त्र के आवेदन के क्षेत्र में रासायनिक और चरण परिवर्तनों के सभी मुद्दों को शामिल किया गया है, रासायनिक प्रक्रियाओं पर भौतिक मानकों के प्रभाव, रासायनिक संरचना - भौतिक गुणों पर। उनकी भागीदारी के साथ विभिन्न प्रक्रियाओं के विभिन्न गुणों और विभिन्न प्रक्रियाओं की विभिन्न गुणों के बहुपक्षीय अध्ययन के आधार पर, भौतिक रसायन विज्ञान दो सबसे महत्वपूर्ण कार्यों को हल करता है - यह प्रक्रिया और इसकी गति को संसाधित करने की संभावना निर्धारित करता है, उन कारकों को निर्धारित करता है जो उन्हें नियंत्रित करने की अनुमति देते हैं।

धातु विज्ञान लंबे समय से भौतिक रसायन शास्त्र की उपलब्धि पर आधारित है, जिसने मेटलर्जिकल इकाइयों में होने वाली प्रक्रियाओं के सिद्धांत को विकसित करने की अनुमति दी है। निर्दिष्ट शर्तों में विभिन्न प्रक्रियाओं की संभावना को उचित ठहराते हुए, वैज्ञानिक दृष्टिकोण आपको उनमें से सबसे पूर्ण प्रवाह की शर्तों की पहचान करने की अनुमति देता है, इन प्रक्रियाओं की गति की गणना करता है, उनके दौरान अवशोषित या जारी गर्मी की मात्रा को ध्यान में रखता है और परिणामस्वरूप उच्च गुणवत्ता वाले धातु प्राप्त करने के तकनीकी तरीकों को अनुकूलित करने के लिए।

धातुओं और मिश्र धातुओं का उत्पादन एक जटिल और बहुस्तरीय प्रक्रिया है, जिसमें प्रत्येक चरण में, तरल राज्य समेत, आवश्यक संरचना और भविष्य संरचनात्मक सामग्री के आवश्यक गुणों का गठन किया जाता है। भौतिक रसायन शास्त्र के तरीकों का उपयोग निर्दिष्ट गुणों के साथ मिश्र धातु की रासायनिक संरचना को न्यायसंगत बनाने और प्राप्त करने के पथों को निर्धारित करने, अपने क्रिस्टलाइजेशन के दौरान होने वाली प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने, पिंड की शीतलन दर का निर्धारण करने के लिए किया जाता है, जो किसी दिए गए चरण संरचना के गठन में योगदान देता है और संरचना और धातु विज्ञान में कई अन्य प्रक्रियाओं का विश्लेषण करते समय। इस प्रकार, भौतिक रसायन शास्त्र धातु, मिश्र धातु और निर्दिष्ट गुणों के साथ अन्य सामग्रियों के उत्पादन के लिए सैद्धांतिक आधार है।

में वर्तमान में, भौतिक रसायन शास्त्र अपने स्वयं के शोध विधियों के साथ एक स्वतंत्र अनुशासन है और कई लागू विषयों का सैद्धांतिक आधार है।

भौतिक रसायन विज्ञान एक धातुकर्म विशेषज्ञ के एक वैज्ञानिक विश्वव्यापी के गठन में एक प्रमुख भूमिका निभाता है, जिससे सबसे सामान्य पदों को धातुओं और मिश्र धातु प्राप्त करने और प्रसंस्करण के लिए प्रक्रियाओं के पाठ्यक्रम का विश्लेषण और भविष्यवाणी करने की इजाजत मिलती है।

भौतिक रसायन शास्त्र का अध्ययन करने का उद्देश्य इस वैज्ञानिक अनुशासन के बुनियादी पैटर्न और उनके परिणामों के साथ छात्रों को परिचित करना है, कुछ सैद्धांतिक

तथा प्रणालियों की प्रणालियों और घटती प्रक्रियाओं के गतिशीलता के मानकों का अध्ययन करने के लिए प्रायोगिक तरीके, कौशल और कौशल का उत्पादनभौतिक-रासायनिक विश्लेषण विशेष पाठ्यक्रमों में धातुकर्म प्रक्रियाओं और प्रौद्योगिकियों के गहन अध्ययन के लिए आवश्यक है।

घटना की भौतिक रसायन शास्त्र की विविधता ने अंदर चयन किया

यह कई वर्ग हैं, जिनमें से निम्नलिखित को मुख्य के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है।

रासायनिक थर्मोडायनामिक्सयह ऊर्जा संतुलन, रासायनिक और चरण संतुलन के मुद्दों के साथ-साथ उन प्रणालियों की दिशा को स्पष्ट करने के साथ-साथ उन प्रणालियों की दिशा को स्पष्ट करता है जहां कोई संतुलन नहीं है।

पदार्थ की संरचनापदार्थ के विभिन्न कुल राज्यों में परमाणुओं, अणुओं और उनकी बातचीत की संरचना का अध्ययन शामिल है।

समाधान का सिद्धांतइसका उद्देश्य शुद्ध पदार्थों के गुणों के अनुसार समाधान और उनके घटकों के गुणों को समझाने और भविष्यवाणी करना है, जिससे समाधान किया जाता है।

रासायनिक गतिकीरासायनिक प्रतिक्रियाओं की गति और तंत्र, प्रवाह की स्थितियों पर उनकी निर्भरता को पढ़ता है।

सतह की घटनातरल पदार्थ और ठोस पदार्थों की सतह परतों के विशिष्ट गुणों और पूरी तरह से सिस्टम की विशेषताओं पर उनके प्रभाव पर विचार करें।

इलेक्ट्रोकेमिस्ट्री रासायनिक प्रक्रियाओं का अध्ययन करता है जिनमें चार्ज किए गए कण शामिल होते हैं - आयन।

सूचीबद्ध वर्गों के बीच कोई स्पष्ट सीमा नहीं है। किसी भी घटना का अध्ययन करते समय, आपको विभिन्न वर्गों से विचारों का उपयोग करना होगा।

भौतिक रसायन शास्त्र के क्षेत्र में अनुसंधान तीन मूलभूत विधियों पर आधारित है, जिनमें से प्रत्येक अवधारणाओं, कानूनों और अनुसंधान के प्रयोगात्मक तरीकों के अपने सर्कल के लिए ज़िम्मेदार है।

भौतिक रसायन विज्ञान के तरीके

थर्मोडायनामिक विधि। इसके साथ प्राप्त सभी अवधारणाओं और कानूनों को संसाधनों के आणविक तंत्र में प्रवेश के बिना अनुभव के विवरण के परिणामस्वरूप तैयार किया जाता है। इसके आधार पर, यह विधि तैयार की गई है कि कुछ हद तक उपयोग के क्षेत्र को सीमित करता है। हालांकि, यह व्यावहारिक गणनाओं को भी सुविधाजनक बना रहा है।

सांख्यिकीय विधि।बड़े कण ensembles के रूप में निकायों के विचार के लिए आधार, जो थर्मोडायनामिक्स के अवधारणाओं और कानूनों को साबित करना और वर्णित घटना के सर्कल का विस्तार करना संभव बनाता है। यह विधि अणुओं के सूक्ष्म गुणों के साथ पदार्थों के मैक्रोस्कोपिक गुणों को जोड़ती है।

आणविक गतिरोधी तरीका। आपको आंदोलन के नियमों और इन पदार्थों के कण घटकों की बातचीत के आधार पर अपनी भागीदारी के साथ प्रक्रियाओं की पदार्थों और प्रक्रियाओं के गुणों और प्रक्रियाओं की गुणों का वर्णन करने की अनुमति देता है।

अध्ययन की भौतिक रसायन शास्त्र की प्रकृति की प्रकृति जटिल है, इसलिए सैद्धांतिक और प्रयोगात्मक शोध पद्धतियों के निरंतर सुधार के बावजूद उनके सैद्धांतिक विवरण को व्यापक नहीं माना जा सकता है। घटना के सार की व्यापक समझ बनाने के तरीके के साथ जाती है मॉडल अभ्यावेदननए प्रयोगात्मक तथ्यों को जमा करने के रूप में उनकी जटिलता और उनकी जटिलता और विस्तार के साथ। कोई भी मॉडल अधिक या कम सरलीकृत है, जानबूझकर वास्तविकता की एक आदर्श छवि है। भौतिक रसायन शास्त्र में व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले सबसे प्रसिद्ध सबसे सरल अमूर्तता आदर्श गैस, एक आदर्श क्रिस्टल, एक आदर्श समाधान, और अन्य गणितीय अभिव्यक्तियों के मॉडल हैं जो सरलतम मॉडल के आधार पर घटनाओं और प्रक्रियाओं का वर्णन करते हैं, इसमें मुश्किल-निर्धारित मान नहीं हैं, जो सरल हैं गणना। एक नियम के रूप में, उनके आधार पर गणना वास्तविक प्रणालियों के गुणों के प्रयोगात्मक मापा मूल्यों के साथ संतोषजनक समझौता नहीं करती है। हालांकि, इस तरह की तुलना भी उपयोगी है। यह प्रयोगात्मक डेटा से सैद्धांतिक भविष्यवाणियों के विचलन की प्रकृति और परिमाण को वास्तविक वस्तु के एक आदर्श मॉडल में अनजाने में पहचानने और मॉडल सिद्धांत के अधिक उन्नत रूपों को अतिरिक्त पैरामीटर पेश करने की अनुमति देता है।

बुनियादी अवधारणाओं और परिभाषाएँ

भौतिक रसायन शास्त्र का मूल खंड है रासायनिक थर्मोडायनामिक्स।अपने ढांचे के भीतर दर्ज वैचारिक तंत्र का उपयोग भौतिक रसायन शास्त्र के अन्य वर्गों में किया जाता है।

थर्मोडायनामिक तंत्र- यह शरीर या टेलिज़ का शरीर है, जो आसपास की जगह से अलग अंतरिक्ष से अलग है, धारा की एक काल्पनिक या वास्तविक सीमा के माध्यम से अलग है। थर्मोडायनामिक प्रणाली का द्रव्यमान अपरिवर्तित है, और पर्यावरण के साथ इसकी बातचीत केवल गर्मी और काम के रूप में ऊर्जा का आदान-प्रदान करके की जाती है। किसी पदार्थ के साथ सिस्टम एक्सचेंज की स्थिति में, इसे खुला कहा जाता है। हम केवल ऐसे थर्मोडायनामिक सिस्टम पर विचार करेंगे जो पर्यावरण के साथ ऊर्जा का आदान-प्रदान करते हैं, लेकिन आदान-प्रदान नहीं करते हैं (बंद), उन्हें केवल "सिस्टम" कहते हैं।

ऊर्जा एक मात्रात्मक और उच्च गुणवत्ता वाले पक्ष दोनों के साथ पदार्थ की गति की विशेषता है, यानी इस आंदोलन का मेरा मेरा। किसी भी प्रणाली में ऊर्जा होती है, और इसका आकार विविधता है, साथ ही मामले की गति का रूप भी होता है।

सिस्टम को बंद किया जाता है, या इन्सुलेट किया जाता है यदि यह पर्यावरण के साथ या गर्मी के रूप में या काम के रूप में ऊर्जा का आदान-प्रदान नहीं करता है। यदि ऊर्जा का आदान-प्रदान केवल काम के रूप में होता है, तो सिस्टम को बुलाया जाता है एडबियात्मक रूप से बंद। सिस्टम को सजातीय कहा जाता है यदि प्रत्येक संपत्ति के सिस्टम के विभिन्न हिस्सों में समान मूल्य होता है या लगातार बिंदु तक लगातार बदलता है। विषम प्रणाली, यदि इसमें अनुभाग की भौतिक सीमाओं से अलग कई भाग होते हैं, तो संक्रमण के दौरान गुण और संरचना कूद को बदल सकती है। धारा की भौतिक सीमा से शेष हिस्सों से अलग सिस्टम का सजातीय हिस्सा, एक चरण कहा जाता है। एक विषम प्रणाली का एक उदाहरण एक बंद पोत में स्थित, इस पर भाप के साथ तरल हो सकता है। इस प्रणाली में दो हिस्सों (चरणों) होते हैं, जब सीमा में स्विचिंग होती है, उदाहरण के लिए, घनत्व।

सिस्टम के सभी भौतिक और रासायनिक गुणों का संयोजन इसकी स्थिति को दर्शाता है। किसी भी गुण को बदलना अपनी स्थिति में बदलाव की ओर जाता है। इस मामले में, सिस्टम के सभी गुण स्वतंत्र नहीं हैं। उनमें से कुछ दूसरों के माध्यम से व्यक्त किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, आदर्श गैस की स्थिति को तीन गुणों में सेट किया जा सकता है: तापमान टी, वॉल्यूम वी और दबाव पी। आदर्श गैस की स्थिति के प्रसिद्ध समीकरण का तीसरा निर्धारित करने के लिए उनमें से दो को चुनने के लिए पर्याप्त है - मेंडेलिव-क्लापरोन समीकरण:

जहां आर एक सार्वभौमिक गैस स्थिर है (आर \u003d 8,314 जे / (एमओएल × के)), एन गैस मोलों की संख्या है।

हालांकि, अधिकांश वास्तविक प्रणालियों के लिए, राज्य एफ (पी, वी, टी) \u003d 0 के सामान्य समीकरण अज्ञात हैं, या तो बहुत जटिल हैं और पर्याप्त सटीक नहीं हैं, जो की स्थिरता में व्यक्तिगत गुणों के निजी संबंधों के उपयोग को मजबूर करता है अन्य।

आम तौर पर, स्वतंत्र चर उन लोगों को लेते हैं जिनके मूल्यों को निर्दिष्ट शर्तों में निर्धारित करना और बदलने के लिए आसान होता है। अक्सर तापमान और दबाव होता है। बहुविकल्पीय प्रणालियों में, घटक सांद्रता उन्हें जोड़ा जाता है।

गुण व्यापक हैं, यानी पदार्थ की मात्रा, या प्रणाली के द्रव्यमान (उदाहरण के लिए, मात्रा), और तीव्र, गैर-द्रव्यमान निर्भर (उदाहरण के लिए, तापमान) के आधार पर। कई गहन गुण आसानी से व्यापक से प्राप्त किए जाते हैं। तो, एक मोल्डी (या दाढ़ी) वॉल्यूम वी एम, जो एक गहन संपत्ति है, को अपने पदार्थों के घटकों की संख्या से सिस्टम की कुल मात्रा (व्यापक संपत्ति) को विभाजित करके प्राप्त किया जा सकता है। घनत्व पदार्थ की मात्रा की मात्रा का द्रव्यमान है - गहन संपत्ति भी। थर्मोडायनामिक्स में, मुख्य रूप से तिल गुणों के साथ संचालित होता है, क्योंकि उनके मूल्य संपूर्ण प्रणाली के लिए और इसके किसी भी हिस्से के लिए समान संतुलन की स्थिति में हैं।

सिस्टम के स्वतंत्र गहन गुण कहा जाता है स्थिति पैरामीटर। अन्य गुणों को इन मानकों के कार्यों के रूप में माना जाता है।

सिस्टम के किसी भी गुण का मूल्य उन राज्यों पर निर्भर नहीं करता है जिनमें यह पहले था, यानी। यह थर्मोडायनामिक पथ पर निर्भर नहीं है जिसके लिए सिस्टम इस राज्य में आया था। सिस्टम में होने वाली कोई भी परिवर्तन, और इसकी गुणों के परिवर्तन से जुड़े, को प्रक्रिया कहा जाता है। इस तरह, संपत्ति को बदलना प्रक्रिया के मार्ग पर निर्भर नहीं है, लेकिन केवल सिस्टम के प्रारंभिक और अंतिम राज्यों द्वारा निर्धारित किया जाता है।में

इसके अलावा, हम ग्रीक अक्षर (उदाहरण के लिए, वी) के गुणों के अंतिम परिवर्तन को प्रदर्शित करने के लिए उपयोग करेंगे, और इस संपत्ति में असीम रूप से छोटे बदलावों के लिए - लैटिन पत्र डी या (निजी डेरिवेटिव में)।

जिस प्रक्रिया में सिस्टम, प्रारंभिक स्थिति से बाहर आ रहा है और कई बदलाव आया है, इसे वापस कर दिया गया है, इसे परिपत्र कहा जाता है। जाहिर है, एक परिपत्र प्रक्रिया में सिस्टम के गुणों में परिवर्तन शून्य हैं। एक स्थिर तापमान (t \u003d const) पर होने वाली प्रक्रियाओं को बुलाया जाता है इज़ोटेर्माल, निरंतर दबाव पर (पी \u003d कॉन्स) - आइसोबैरिक, या आइसोबारिक,सिस्टम की निरंतर मात्रा के साथ (v \u003d conts) -

आइसोर्मल, या आइसोशोरिक। प्रक्रियाएं, जिसके दौरान सिस्टम और पर्यावरण के बीच ऊर्जा का आदान-प्रदान केवल काम के रूप में होता है, को कहा जाता है

adiabatic।

सिस्टम की स्थिति जिसमें किसी भी बिंदु पर अपने सभी पैरामीटर निरंतर मूल्यों को स्वीकार करते हैं और समय के साथ नहीं बदले जाते हैं, को संतुलन कहा जाता है। जिस प्रक्रिया में सिस्टम कई संतुलन राज्यों को पास करता है उसे बुलाया जाता है समेकन प्रक्रिया। वे केवल एक असीम धीमी प्रक्रिया हो सकते हैं। इस मामले में "समावेशी" की अवधारणा "प्रतिवर्ती" की अवधारणा के साथ मेल खाती है। एक उलटा एक थर्मोडायनामिक प्रक्रिया है जो सिस्टम को प्रारंभिक स्थिति में पर्यावरण में किसी भी बदलाव के बिना लौटने की अनुमति देती है। किसी भी संतुलन प्रक्रिया को उलटा किया जाता है और इसके विपरीत, उलटा प्रक्रिया के दौरान, सिस्टम कई संतुलन राज्यों से गुज़रता है। रिसाव के बाद अपरिवर्तनीय प्रक्रियासिस्टम स्वतंत्र रूप से नहीं हो सकता, यानी। बाहरी प्रभाव के बिना, अपने मूल राज्य पर लौटें। सभी वास्तविक, सहज रूप से होने वाली प्रक्रियाएं अपरिवर्तनीय हैं और केवल एक उलटा प्रक्रिया की अवधारणा से संपर्क कर सकती हैं।

जैसा ऊपर बताया गया है, थर्मोडायनामिक सिस्टम पर्यावरण के साथ दो रूपों में आदान-प्रदान कर सकता है: काम (मैक्रोफिजिकल फॉर्म) और गर्मी (माइक्रोफिजिकल फॉर्म)।

इस काम को इस प्रकार के आंदोलन (ऊर्जा) का मात्रात्मक उपाय कहा जाता है, जो परिमित द्रव्यमान को स्थानांतरित करके किया जाता है, यानी किसी भी बल की कार्रवाई के तहत सामान्य या उसके भागों में सिस्टम।

विशेष रूप से, ऊर्जा और कार्य के माप की सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली इकाइयां, थर्मोडायनामिक्स में सी सिस्टम में जौल (जे) हैं और एक अतिरिक्त सिस्टम यूनिट - कैलोरी (1)

cal \u003d 4.18 j)।

प्रदर्शन के साथ एक प्रक्रिया के उदाहरण के रूप में, पिस्टन के नीचे सिलेंडर में स्थित गैस के विस्तार पर विचार करें, जो दबाव पी (चित्रा 1) के लिए मान्य है।

यदि पिस्टन (घर्षण के बिना चलती जा रही है) के तहत गैस एक राज्य से वॉल्यूम वी 1 के साथ एक राज्य से विस्तार कर रही है, जो वॉल्यूम वी 2 वाली स्थिति में है, तो यह काम और बाहरी दबाव के खिलाफ है। बल एफ जिसके साथ गैस पिस्टन पर कार्य करती है

एफ \u003d पीएस,

जहां एस सिलेंडर क्रॉस सेक्शन है। असीमित कम ऑपरेशन δa, उठाने के दौरान प्रदर्शन किया

चित्रा 1 - विस्तार की प्रक्रिया में दबाव में एक गैस का प्रदर्शन

डीएच की ऊंचाई पर पिस्टन है

Δ ए \u003d एफ डीएच \u003d पीएस डीएच,

Δ ए \u003d पी डीवी।

गैस की मात्रा में अंतिम परिवर्तन के लिए, प्राप्त समीकरण इंजेक्शन, हम प्राप्त करते हैं:

ए \u003d ∫ पीडीवी।

माना गया उदाहरण को राज्य 1 से राज्य 2 (चित्रा 2) तक सिस्टम संक्रमण के दो अलग-अलग पथ (ए और बी) के लिए ग्राफिक रूप से चित्रित किया जा सकता है।

चित्रा 2 - वॉल्यूम वी 2 पर वॉल्यूम वी 2 पर विस्तारित गैस द्वारा किए गए ऑपरेशन की परिमाण में अंतर, जिस तरह से ए और रास्ते में बहने वाली प्रक्रियाओं में

चूंकि काम वक्र के तहत क्षेत्र के बराबर है, जो कि एकीकृत समारोह (पी) का एक ग्राफ है, यह स्पष्ट है कि एएएबी, हालांकि दोनों मामलों में सिस्टम की प्रारंभिक और अंतिम स्थिति, साथ ही गुणों में परिवर्तन भी (पी और वी), वही।

नतीजतन, काम प्रक्रिया के पथ पर निर्भर करता है, और इसलिए सिस्टम की संपत्ति नहीं है। कार्य प्रक्रिया की विशेषता है। इसलिए, गुणों में परिवर्तन के विपरीत (,डी और) काम के लिए और इसके असीम रूप से छोटेसंख्या नोटेशन अपनाया गयाए और δ ए, क्रमशः।

यदि गैस स्थिर बाहरी दबाव (पी \u003d कॉन्स) के साथ फैली हुई है, तो, जैसा कि चित्रा 3 में दिखाया गया है, इस कार्य की गणना प्रारंभिक राज्य से अंतिम तक सिस्टम संक्रमण के परिणामस्वरूप मात्रा को बदलने के लिए दबाव को गुणा करके की जाती है।

		3 - गैस विस्तार कार्य में
		आइसोबारिकल प्रक्रिया

ए \u003d पी (वी 2 - वी 1)

गर्मी को इस प्रकार के आंदोलन (ऊर्जा) के मात्रात्मक उपाय कहा जाता है, जो दो संपर्कों के अणुओं के अराजक टकराव द्वारा किया जाता है।

गर्मी, काम की तरह, सिस्टम की संपत्ति नहीं है, लेकिन एक प्रक्रिया विशेषता है, और इसके रास्ते पर निर्भर करता है। इसलिए, सिस्टम में गर्मी के आरक्षित के बारे में बात करना असंभव है। गर्म पदनाम -प्र या एक असीम रूप से इसकी छोटी राशि के लिए - δप्र । सिस्टम को अवशोषित किया जा सकता है और इसमें प्रक्रियाओं के संबंध में गर्मी को हाइलाइट किया जा सकता है। गर्मी का अवशोषण, एक ही समय में सशर्त रूप से माना जाता है (Q\u003e 0), में होता है अन्तर्वेप्रक्रियाएं। एक गर्मी प्रणाली का चयन, "शून्य" चिह्न के साथ ध्यान में रखा गया (प्र< 0) प्रवाह से जुड़ा हुआ हैएक्ज़ोथिर्मिकप्रक्रियाएं (चित्रा 4)। सिस्टम द्वारा किए गए कार्य को सकारात्मक माना जाता है (ए\u003e 0)। बाहरी बलों की कार्रवाई के तहत सिस्टम पर किए गए कार्य को नकारात्मक माना जाता है (ए।< 0).

ए।< 0

thermodynamic

प्रश्न\u003e 0।
एंडो थर्मल	एक्सो थर्मल
प्रक्रियाओं	प्रक्रियाओं

चित्रा 4 - गर्मी और काम के लिए थर्मोडायनामिक्स में अपनाए गए संकेतों का नियम

थर्मोडायनामिक्स में सबसे महत्वपूर्ण मूल्यों में से एक माना जाता है आंतरिक ऊर्जा(यू) सिस्टम, जो इसकी संपत्ति है। यह प्रणाली की ऊर्जा आपूर्ति की विशेषता है, जिसमें अणुओं की अनुवाद और घूर्णन गति की ऊर्जा, परमाणुओं के इंट्रामोल्यूलर ऑसीलेटर आंदोलन की ऊर्जा, इलेक्ट्रॉन आंदोलन की ऊर्जा, आंतरिक किरायेदार ऊर्जा की ऊर्जा शामिल है। आंतरिक ऊर्जा में पूरी तरह से सिस्टम की प्रणाली की गतिशील ऊर्जा और इसकी स्थिति की संभावित ऊर्जा शामिल नहीं है।

आंतरिक ऊर्जायह तापमान के तापमान और मात्रा का एक कार्य है। लत

तापमान से यू अणुओं के आंदोलन की गतिशील ऊर्जा की निर्भरता के कारण होता है। सिस्टम द्वारा कब्जे वाली मात्रा का प्रभाव इस तथ्य के कारण आंतरिक ऊर्जा की मात्रा के कारण है कि अणुओं की बातचीत की संभावित ऊर्जा उनके बीच की दूरी पर निर्भर करती है।

सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा का पूर्ण मूल्य वर्तमान में गणना या मापा नहीं गया है, क्योंकि आंतरिक ऊर्जा की परिमाण के बारे में कोई जानकारी नहीं है। हालांकि, विभिन्न प्रक्रियाओं में आंतरिक ऊर्जा में परिवर्तनों की गणना करना संभव है:

U \u003d u2 - u1।

धारा 2. प्रक्रियाओं के थर्मल प्रभावों की गणना के लिए थर्मोडायनामिक्स के पहले कानून का आवेदन

थर्मोडायनामिक्स का पहला कानून

यह कानून थर्मल घटनाओं के संबंध में ऊर्जा संरक्षण के समग्र कानून का एक विशेष मामला है। यह सैद्धांतिक रूप से साबित नहीं हुआ है, लेकिन अनुभवी तथ्यों के सामान्यीकरण का परिणाम है। न्याय इस तथ्य से पुष्टि की जाती है कि कानून के किसी भी परिणाम ने अनुभव का खंडन नहीं किया है। यह निम्नानुसार तैयार किया गया है।

पहला कानून: किसी भी प्रक्रिया में, सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि सूचित गर्मी प्रणाली की मात्रा के बराबर है जो सिस्टम द्वारा किए गए कार्यों की मात्रा को कम करती है।

थर्मोडायनामिक्स के पहले कानून का गणितीय रिकॉर्ड अभिव्यक्ति है

यदि सिस्टम द्वारा किया गया सिस्टम केवल इसके विस्तार के साथ जुड़ा हुआ है। सामान्य मामले में, जब काम न केवल बाहरी दबाव के खिलाफ किया जा सकता है, बल्कि बिजली, चुंबकीय और अन्य बलों के खिलाफ भी किया जा सकता है, आपको रिकॉर्ड करना चाहिए

डीयू \u003d δ क्यू - पीडीवी - δ ए ',

जहां δa को "उपयोगी" काम कहा जाता है। हम आगे δa 'पर विचार करेंगे जहां यह आवश्यक है।

विभिन्न प्रक्रियाओं को पहले कानून को लागू करने के उदाहरण

1 परिपत्र प्रक्रिया (U \u003d conts)। जाहिर है, इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, डीयू \u003d 0, इसका मतलब है कि δQ \u003d δA, या क्यू \u003d ए। एक परिपत्र प्रक्रिया में, सभी कार्यों को गर्मी को समेकित करने के कारण सिस्टम द्वारा किया जाता है।

2 आइसोथर्मल प्रक्रिया (टी \u003d कॉन्स)। आउटपुट को सरल बनाने के लिए, हम सही गैस में आगे बढ़ने की प्रक्रिया के लिए डीयू \u003d δQ टी - पीडीवी समीकरण के उपयोग पर विचार करते हैं। इस मामले में, सिस्टम की आंतरिक ऊर्जा मात्रा पर निर्भर नहीं है, इसलिए यू \u003d एफ (टी)। तापमान डु \u003d 0 की स्थिरता के साथ, नतीजतन, सिस्टम को आपूर्ति की गई सभी गर्मी काम के संचालन पर खर्च की जाती है:

Δ क्यू \u003d δ ए \u003d पीडीवी।

सभी काम, सही गैस पीवी \u003d एनआरटी की स्थिति के समीकरण को ध्यान में रखते हुए बराबर है

	ए \u003d वी 2	पीडीवी \u003d वी 2		dV \u003d NRT LN
	ए \u003d वी 2	पीडीवी \u003d वी 2		dV \u003d NRT LN




	Isochoric प्रक्रिया (v \u003d conts)। चूंकि DV \u003d 0, फिर
	डीयू \u003d δ क्यूवी -		Δ ए \u003d δ क्यूवी - पीडीवी \u003d δ क्यूवी,
		या du \u003d δ qv।
सिस्टम को आपूर्ति की गई सभी गर्मी आंतरिक ऊर्जा में वृद्धि के लिए जाती है: q v \u003d u।
	Adiabatic प्रक्रिया (Δ q \u003d 0)। समीकरण du \u003d δQ - δa को फॉर्म डु \u003d में परिवर्तित कर दिया गया है
	Δa, या δa \u003d - du। प्रणाली अपनी आंतरिक ऊर्जा के नुकसान के कारण काम करती है।
	आइसोबारिक प्रक्रिया (पी \u003d कॉन्स्ट)। पहले कानून du \u003d δQ पी - पीडीवी के समीकरण की कल्पना करें
		Δ QP \u003d DU + PDV,
		Δ QP \u003d DU + PDV,

जहां, अंतर के गुणों का उपयोग करके, हम निम्नलिखित परिवर्तन करेंगे:

Δ QP \u003d DU + D (PV) \u003d D (U + PV)।

ब्रैकेट यू + पीवी में परिमाण पत्र एच द्वारा अंकित किया जाता है और सिस्टम के उत्साह को बुलाया जाता है। फिर

Δ QP \u003d DH; क्यू \u003d एच \u003d एच 2 - एच 1।

इस प्रकार, आइसोबारिक प्रक्रिया में सिस्टम द्वारा प्राप्त गर्मी Enthalpy की वृद्धि पर खर्च किया जाता है। Enhatpia एक संपत्ति है, या सिस्टम की स्थिति का एक कार्य है, और इसका परिवर्तन प्रक्रिया पथ पर निर्भर नहीं है, क्योंकि सभी तीन मूल्यों में परिवर्तन यू, पी और वी को केवल सिस्टम के प्रारंभिक और अंतिम राज्यों द्वारा परिभाषित किया जाता है। Enthalpy के साथ-साथ आंतरिक ऊर्जा का पूर्ण मूल्य, निर्धारित नहीं किया जा सकता है। प्रयोगात्मक डेटा के आधार पर, विचाराधीन पदार्थ के उत्साही एन में केवल परिवर्तन निर्धारित किए जाते हैं जब बाहरी परिस्थितियों में परिवर्तन होता है या जब प्रक्रिया को आगे बढ़ाया जाता है तो सिस्टम को विचाराधीन किया जाता है।

हम देखते हैं कि दो विशेष मामलों में, अर्थात्, वी \u003d कॉन्स और पी \u003d कॉन्स के साथ, सिस्टम द्वारा प्राप्त गर्मी क्रमशः स्थिति कार्यों के मूल्यों में वृद्धि के लिए जाती है, यू

विश्लेषण के बारे में वेबसाइट। अपने स्वास्थ्य को कैसे नियंत्रित करना है