Физическая химия

В методических указаниях приведены краткие теоретические основы по физической и коллоидной химии, описана методика проведения лабораторных работ, широко используемых в физико-химической практике, а также вопросы для самоконтроля знаний обучающихся.

В учебном пособии рассматриваются основные вопросы феноменологической химической кинетики в физической химии. Приведен кинетический анализ необратимых, обратимых, параллельных и цепных химических реакций. Рассмотрено влияние температуры на скорость химической реакции и способы определения энергии активации химического процесса. Особое внимание уделено физико-химическим методам определения констант скоростей реакций. В пособии глубоко рассматриваются способы определения порядка реакций с применением различных физико-химических методов (оптические, электрохимические и др.).

В пособии представлено практическое введение в работу с квантовомеханическими программными пакетами для моделирования физико-химических свойств кристаллических твердых тел. Подробно описаны способы расчета структурных, механических и электронных свойств кристаллов в коммерческих пакетах VASP и CRYSTAL. Подготовлено на кафедре общей и теоретической физики.

Практикум включает теоретические основы, описание лабораторных работ и задания к ним, а также вопросы и задачи для контроля усвоения материала по дисциплине «Физико-химические основы нанотехнологий». Подготовлен на кафедре химии.

В практикуме изложен теоретический материал и содержатся задачи по таким разделам физической химии как фазовое равновесие и химическое равновесие. Каждый раздел начинается с теоретического введения, за которым следуют примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения. Подготовлен на кафедре физической химии и хроматографии.

Изложен теоретический материал и содержатся задачи по таким разделам физической химии, как основы химической термодинамики и термодинамика растворов. Каждый раздел начинается с подробного теоретического введения, за которым следуют примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения. Подготовлено на кафедре физической химии и хроматографии.

Учебно-методическое пособие содержит основные рекомендации по выполнению практических работ и самостоятельной работы по дисциплине «Теория горения и взрыва».

Рецензируемый научный журнал, выпускаемым Уральским федеральным университетом на базе Химико-технологического института. Соучредителем издания выступает Институт высокотемпературной электрохимии УрО РАН, один из лидеров в области фундаментальных и прикладных электрохимических исследований среди академических институтов России. Журнал издается на английском языке, выходит четыре раз в год только в электронном виде. Основные тематики журналы: применение электрохимических методов и подходов для синтеза новых функциональных материалов; научные аспекты электрохимических технологий (электролиз, электрогидрометаллургия, переработка природного и техногенного, в том числе, радиоактивного сырья); строение, физико-химические свойства, термодинамика расплавленных и твердых электролитов; фундаментальные и прикладные аспекты электрохимической энергетики, включающие преобразование и хранение энергии, новые аккумуляторные системы, топливные элементы; электрохимические аспекты в распределенной энергетике.

Книга на основе постулатов квантовой механики объясняет сложную связь квантовой химии и квантовых вычислений. Показано, как можно использовать для этого Python и программные пакеты химических расчетов с открытым исходным кодом, такие как Qiskit. На примерах расчетов реальных атомов и молекул показано, как квантовая химия и квантовые вычисления помогают решать задачи химической науки и промышленности.

Пособие состоит из восьми разделов, раскрывающих наиболее важные аспекты коллоидной и физической химии. Каждый из разделов содержит теоретический материал, примеры решения задач, а также задачи для самостоятельного решения. Основная задача настоящего пособия состоит в закреплении теоретических знаний по разделу «Физическая и коллоидная химия», дисциплины – «Химия», освоении основных понятий, правил, законов и закономерностей термодинамически неустойчивых коллоидных систем, а также важнейших термодинамических и кинетических характеристик химических процессов.

Пособие является частью учебно-методического комплекса по дисциплине «Физическая химия» и включает в себя теоретические сведения и примеры решения типовых задач графическим методом. Разработано в соответствии с ФГОС ВО 3+ и рабочей программой по дисциплине «Физическая химия».

В учебном пособии рассматриваются основные вычислительные методы, применяемые в обработке, представлении экспериментальных данных и для прогнозирования результатов исследований. Особое внимание уделяется реализации программирования в среде MS Excel. Теоретический материал содержит контрольные вопросы, позволяющие оценить уровень усвоения по каждому разделу.

В данном красочном издании собраны точные и удивительно красивые изображения структур разнообразных объектов наномира. Некоторые из них представляются очень простыми, другие же, напротив, весьма сложны. Однако во всех случаях мы видим странные и интересные объекты, иллюстрирующие строение веществ на атомарном уровне. Предлагаемые структуры позволяют читателю оценить неожиданные возможности «наноархитектуры» и уловить взаимосвязь между особенностями строения и известными физико-химическими свойствами веществ. Все иллюстрации снабжены короткими рассказами, написанными на высоком научном уровне.

Усиление техногенного воздействия на природную среду породило целый ряд экологических проблем, самая острая из которых связана с состоянием атмосферного воздуха. Поэтому раздел рабочей программы «Химико-экологические проблемы атмосферы» является узловым в изучении дисциплины «Химия окружающей среды».

Фундаментальные и прикладные исследования процессов термического разложения, горения, взрыва и детонации. Издается с 2008 года.

Журнал полностью посвящен вопросам радиационной безопасности и радиационного контроля. На сегодняшний день АНРИ является наиболее авторитетным изданием в данной области. Журнал регулярно публикует научные статьи, обзоры, проекты новых нормативных документов, практические рекомендации, методические, учебные и дискуссионные материалы, статьи о новых средствах измерений.

В методических указаниях представлены теоретические основы методов измерения скорости полимеризации и молекулярных масс полимеров, лабораторные работы, широко используемые в области высокомолекулярных соединений.

Методические указания содержат теоретические сведения о физических основах процессов ослабления, поглощения и рассеяния света дисперсными системами, примеры решения задач по определению характеристик дисперсных систем, задачи для самостоятельной работы и задания для лабораторно-практических работ.

Рассмотрены основные теоретические понятия и закономерности возникновения электродвижущих сил в гальваническом элементе. Содержит рекомендации и указания к лабораторной работе и индивидуальные задания для проведения коллоквиумов и практических работ по определению электродвижущих сил гальванических элементов и потенциалов электродов.

Рассмотрены основные свойства и области применения висмута, а также составы растворов, использующихся для осаждения висмутовых покрытий и пленок. Особое внимание уделено обобщению литературных данных и новых результатов экспериментальных исследований и квантово-химических расчетов авторов по комплексообразованию висмута (III) c рядом О-, N- и S-содержащих лигандов (этилендиаминтетраацетат-, тиоцианат-, тиосульфат- и сульфит-ионами и тиокар-бамидом) и электрохимическому поведению висмута в водных растворах, содержащих комплексы висмута (III) с вышеуказанными лигандами.

Биобиблиография посвящена профессору, доктору химических наук, заслуженному деятелю науки РТ Михаилу Самойловичу Шапнику. Она содержит основные даты жизни ученого, отражает наиболее важные результаты его научной и педагогической деятельности, вклад в развитие науки, хронологический указатель основных научных и научно-методических публикаций.

Рассмотрены особенности теоретических методов исследования в химии, основные квантово-химические подходы и методы. Приведены примеры квантово-химического моделирования молекулярного строения и некоторых физико-химических свойств химических соединений.

Содержит лабораторные работы по основным разделам дисциплины «Коллоидная химия», предваренные кратким теоретическим введением. Предложены контрольные вопросы для самостоятельной проработки теоретического материала, а также вопросы для самоконтроля знаний по основным разделам дисциплины.

Предложены вопросы, задания и тесты для контроля знаний и умений, полученных студентами при изучении курса «Инструментальные методы исследования в химической технологии».

Содержит лабораторные работы по курсу «Инструментальные методы исследования в химической технологии». Рассмотрены физические методы исследования фазового поведения и структуры фаз, жидких кристаллов, квантовых точек, квантово-механические подходы и теоретические методы исследования строения веществ, а также методология экспериментальных работ. Предложены задания для самостоятельной работы студентов.

Пособие знакомит с основами программирования в программном комплексе MatLab. С использованием большого числа примеров рассмотрены все базовые конструкции языка, необходимые для составления программ численного решения задач на основе несложных математических моделей. Приведены подробные описания примеров программ для решения некоторых задач, рассматриваемых в курсе физики взрыва и удара.

Изложены современные представления о строении атомов, химической связи, общих закономерностях химических процессов, растворах, электрохимических процессах. Рассмотрены вопросы химии металлов, понятие о полимерах.

Представлен современный курс общей и неорганической химии, охватывающий основные теоретические и практические разделы. Кратко изложены основные понятия и законы химии. Вопросы, посвященные строению вещества, химии элементов, химической термодинамике и кинетике, свойствам растворов, возникновению и особенностям коррозионных процессов, объединены в пять модулей. Особое внимание уделено влиянию различных веществ на окружающую среду.

Приведены задачи, которые включены в домашнее задание модуля II «Растворы. Электрохимические явления и процессы» курса «Общая химия». В каждом разделе пособия даны примеры решения типовых задач. В приложении представлен обширный справочный материал.

В издании изложены основы физико-химии поверхностных явлений и адсорбции, сведения о свойствах дисперсных систем и растворах высокомолекулярных соединений.

В пособии рассмотрены вопросы применения основных физических методов исследования структуры органических молекул: метод дипольных моментов методы ИК, УФ, масс‐ и ЯМР‐спектроскопии. Приведены способы решения типовых упражнений, задач повышенной сложности, а также контрольные задания для самостоятельного решения. Пособие содержит также задания, рассчитанные на комплексное применение нескольких методов и основанные на сочетании эмулированных и реальных экспериментальных данных.

В работе представлена модель, позволяющая рассчитывать форму сечения и скорость цилиндрического включения, мигрирующего в кристалле под действием градиента температуры в стационарных тепловых условиях. На основе предложенной модели, требующей в общем случае применения численных методов, получены аналитические выражения для расчета скорости включения в предельном случае относительно больших площадей сечений. Проведен анализ рассчитанных зависимостей скорости и формы сечений мигрирующих цилиндрических включений от площади их сечения, градиента температуры, степени затрудненности межфазных процессов, удельной межфазной энергии и степени ее анизотропии. Предложены методики определения степени анизотропии удельной межфазной энергии и относительной затрудненности межфазных процессов из анализа форм сечений мигрирующих цилиндрических включений.

В пособии изложены физико-химические основы процессов, протекающих в литейной форме при ее изготовлении, в металлических расплавах при плавке металлов и взаимодействии металла с формой. Описаны методы расчета равновесных систем при физико-химическом взаимодействии друг с другом.

Для понимания основных процессов, применяемых в нефтегазоперерабатывающей и нефтехимической отраслях, необходимо знать термодинамику. Представленный материал освещает вопросы, касающиеся в первую очередь массообменных процессов. Изложенные методики поясняют, как работают современные программы для технологических расчётов процессов.

Учебное пособие включает в себя теоретическую часть, в которой даны основные понятия теории окислительно-восстановительных процессов и описаны различные способы определения коэффициентов в уравнениях окислительно-восстановительных реакций, практическую часть, содержащую методики выполнения лабораторного практикума и варианты заданий контроля знаний с алгоритмами решения задач. Пособие предназначено для организации самостоятельной работы студентов при подготовке к лекционным, практическим и лабораторным занятиям, промежуточному контролю и выполнению домашних заданий по курсу «Общая химия». Печатается по решению редакционно-издательского совета ФГБОУ ВО «Казанский национальный исследовательский технологический университет».

Данное пособие является руководством для самостоятельной работы студентов, изучающих фазовое равновесие. Руководство включает основные теоретические вопросы, тестовые задания и расчетные задачи по диаграммам.

Курс физической и коллоидной химии должен также способствовать вооружению студента практическими умениями, навыками работы с электрическим током, умением ставить количественные практические работы, графически обрабатывать полученные результаты и производить необходимые расчеты.

Изложены краткие теоретические сведения по основам химической термодинамики, фазовых равновесий и растворов, химической кинетики, катализа и электрохимии.

The tutorial is dedicated to the 150th anniversary of the Mendeleev Periodic Table and the International Year of the Periodic Table of chemical elements. The study guide contains the facts from the history of the Periodic Table discovery, the modern information about the structure of the atom and periodic properties of chemical elements and their relation with the Periodic Law.

Рассмотрены основные приемы расчетов и методы решения задач по различным темам формальной химической кинетики: кинетика простых реакций, зависимость скорости реакции от температуры, сложные реакции. Приведены задачи для проведения практических занятий и самостоятельной работы студен тов при изучении раздела «Химическая кинетика».

Рассмотрена возможность применения теории размерностей для расчета теплового моделирования излучательной способности металлов и их сплавов в широком диапазоне температур, включая фазовый переход в системе «твердое тело – жидкость». Проанализировано использование температур Дебая металлов по отношению к периодическому закону Д.И. Менделеева.

Рассмотрены особенности молекулярного строения и физико-химического поведения координационных соединений лантаноидов, а также основные подходы и методы, используемые для квантово-химического моделирования их молекулярного строения и некоторых физико-химических свойств.

The main data on issues of polymer aging caused by various factors are summarized. The characteristics of macromolecular reactions in addition to thermal, thermal-oxidative degradation, degradation caused by the aggressive environment, high-energy radiation, etc. are considered.

Рассмотрен спектр философских проблем (онтологических, методологических, гносеологических и социально-этических) наномира с выявлением его сущности с помощью различных подходов и категориального аппарата, выработанного в различных направлениях философии.

Рассмотрены основные понятия и законы статистической и неравновесной термодинамики. Приведены тестовые задания для контроля знаний студентов при изучении разделов «Статистическая термодинамика» и «Неравновесная термодинамика».

Цель работы – сравнительное экспериментальное исследование противовоспалительных эффектов таутомерных форм оротовой кислоты в коррекции лекарственно-обусловленного гепатита у крыс. Материалы и методы. Крысы (Rattus norvegicus Berk.) были разделены на 5 групп: интактные (n = 10); животные с лекарственно-обусловленным гепатитом (n = 15); животные, которым для коррекции лекарственно-обусловленного гепатита вводили таутомеры оротовой кислоты: исходную оксоформу (n = 5), гидроксиформу (n = 5) и дигидроксиформу (n = 5) – в дозе 0,5 г на 1 кг массы тела в сутки в течение 14 дней. Таутомеры оротовой кислоты были получены методом механоактивации в шаровой планетарной мельнице АГО-2С в течение 1 ч (гидроксиформа) и 6 ч (дигидроксиформа). В крови животных всех экспериментальных групп определяли содержание лейкоцитов, гранулоцитов, лимфоцитов, моноцитов. Срезы печени крыс окрашивали гематоксилином и эозином для оценки гисто- и цитоструктуры ткани и иммуногистохимически с помощью набора моноклональных антител – для выявления экспрессии маркера CD68+ макрофагов. Результаты. Установлено, что при коррекции лекарственно-обусловленного гепатита гидроксиформой оротовой кислоты в крови крыс снижалась выраженность лейко- и моноцитоза, восстанавливалось количество лимфоцитов. Количество CD68+ макрофагов, обладающих провоспалительным фенотипом, уменьшалось в печени крыс, получавших гидроксиформу оротовой кислоты (в 1,32 раза; р = 0,019), но не менялось при введении оксо- и дигидроксиформ. Интенсивность экспрессии продукта реакции снижалась в 1,5 раза в группе с введением исходного препарата и в 1,9 раза – у животных с введением механоактивированных препаратов (р = 0,0001). Таким образом, полученные данные указывают на выраженную противовоспалительную активность механоактивированной формы оротовой кислоты – гидрокситаутомера, что может послужить обоснованием для его клинической апробации в качестве гепатопротекторного средства.

Учебник содержит систематическое изложение теоретического материала по дисциплине «Строение атома и химическая связь», преподаваемой студентам 1 курса химического факультета Южного федерального университета, обучающимся по программе бакалавриата по направлению 04.03.01 – Химия. Последовательно изложены теории, формирующие у студентов современные представления о поведении электронов в одноэлектронных и многоэлектронных атомах, на основе чего обсуждается структура Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева и закономерности изменения свойств атомов по периодам и подгруппам; рассмотрены современные ключевые теории и модели, применимые для описания различных типов связи, в том числе обсуждены способы и даны алгоритмы их применения для анализа и прогноза строения, физических и химических свойств веществ. Особое внимание уделено описанию современных базовых принципов строения веществ с преимущественно ионным характером связи, чему в литературе, адресованной студентам первых курсов вузов, уделено необоснованно недостаточное внимание.

В пособии рассматриваются способы отбора и подготовки проб для аналитического определения содержания загрязнителей в составе объектов окружающей среды (воздуха, воды и почв, минералов и растительных объектов), а также инструментальные методы их определения. Основой для усвоения материала являются знания, полученные студентами в курсах «Аналитическая химия» и «Физико-химические методы анализа», которые здесь углубляются и расширяются применительно к анализу объектов окружающей среды. Отличительной особенностью пособия является комплексный подход к рассмотрению вопросов, связанных с анализом объектов окружающей среды – от стадии отбора пробы до обработки результатов анализа.

Рассмотрены теоретические основы супрамолекулярной химии, представлены лабораторные работы по применению биополимеров в супрамолекулярных системах. Часть работ базируется на научных исследованиях, проводимых на кафедре физической и коллоидной химии.

Изложены основы физикохимии полимеров, описаны теории растворов, термодинамические параметры совместимости полимеров, их поведение в растворах и деформационные свойства.