Лекции по "Физике"

Дәріс 1

КІРІСПЕ

Физикалық және коллоидтық химия пәні және маңызы.

Физикалық химия химиялық құбылыстарды физикалық принциптер мен заңдар негізінде түсіндіретін ғылым. Қазіргі кезде ол зерттеудің арнайы әдістері бар жеке сала ретінде қалыптасты. Физ. химияны химия мен физиканың арасынан шыққан ғылым деп санауға болады, өйткені ол материя қозғалысының физикалық және химиялық өзара айналуын зерттейді. Осыған байланысты физхимия химиялық өндірістің (органикалық синтезде, пластикалық масса мен химиялық талшық өндірісінде, құрылыс материалдары өндірісінде және т.б.)дамуында үлкен роль атқарады.

          Коллоидтық химия гетерогенді жоғары дисперсті жүйелердің қасиетін және оларда жүретін процесстерді зерттейтін ғылым (жоғары дисперсті – өте майдаланған, үгітілген). Коллоидты ерітнділер шын ерітінділерден арнайы қасиеттері арқылы ажыратылады: 1) жарықты шашаратады, яғни опаласцеция береді; 2) электр өрісінде бір электродтан екінші электродқа коллоидты заттарды тасымалдауды қамтитын электрофорез құбылысы көрінеді; 3) диализ құбылысына қабілеттілігі байқалады, яғни мембрана көмегімен коллоидты бөлшектер онда еріген төмен молекулалы заттардың қалдықтарынан бөлінуі мүмкін; 4) сыртқы факторлардың әсеріне тұрақсыз, яғни каогуляцияланады, және т.б.

Коллоидты жүйелерге тән процесс бұл – каогуляция, яғни молекула аралық күштердің әсерінен жеке агрегаттардың жабысуы. Физикалық адсорбция, электрофорез және т.б. физикалық процесстер болып табылады. Каогулятордың стабилизатормен өзара әсерінен, сонымен қатар коллоидты ерітінділер алуда химиялық реакциялар жүреді. Сондықтан, коллоидты химия физхимия сияқты екі ғылым физика мен химияның негізінде құрылады.

Физико – химиялық зерттеу әдістері.

Кванттық–механикалық әдіс материя құрысының корпускулалы–толқындық түсінігіне, энергияның дискреттілігіне негізделген және атом, молекула, химялық байланыс, заттардың реакцияға қабілеттілігін оқып үйренуде кеңінен қолданылады.

Стастикалық әдіс жеке молекулалардың қасиеттері туралы мәліметтер негізінде заттардың жалпы қасиетін есептеуге мүмкіндік береді. Бұл әдіс заттарды молекулалардың көптеген хаосты қозғалатын жинағы ретінде оған сәйкестік теориясын (теория вероятности) қолдана отырып қарастырады.  

Термодинамикалық әдіс заттардың әртүрлі жалпы (макроскопиялық) қасиеттерін сандық жағынан байланыстыруға және осылардың негізінде   эксперименталды шамаларына қарай есептеуге болады.

Физикалық және коллоидтық химияның негізгі бөлімдері.

        Заттардың құрылысы. Бұл бөлімде атомдар мен молекулалардың құрылысы, сонымен қатар заттардың агрегаттық күйлері оқылады. Молекула құрылысын эксперименталды зерттеуде молекулярлы спектроскопия әдісі кең қолданылады. Агрегаттық күйлерін қарастырғанда газдардағы, сұйықтықтағы, кристаллдардағы молекулалардың өзара әрекеттері қарастырылады.

Химиялық термодинамика. Термодинамиканың жалпы заңдарының негізінде химиялық тепе-теңдік заңдары оқытылады. Химиялық термодинамиканыңбөлімі термохимия, мұнда химиялық реакциялардың жылу эффектілері қарастырылады.

Ерітінділер.Бұл бөлімде ерітінділердің молекулалық құрылымы, әр түрлі қасиеттері, ерітінділердің түзілу процессі мен онда жүретін реакциялар, ерігіштік туралы сұрақтар қарастырылады.

Электрохимия. Материя қозғалысының электрлік және химиялық формаларының бір-біріне айналуының маңызды процесстерін, сонымен қатар электролит ерітінділерінің құрылысы мен қасиетін, электролиз процессін, гальваникалық элементтердің жұмысын, металлдардың электрохимиялық коррозиясын және т.б.  оқытады.  Электрохимиялық анализдеу әдістерінің фундаменті – кондуктометрия, потенциометрия, полярография, амперометрия.