Физическая химия

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.

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.

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.

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

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.

Учебное пособие служит руководством для студентов при освоении и подготовке к защите модуля «Электрохимические процессы» по курсу общей химии и модуля «Химическая и электрохимическая коррозия» по курсу «Теория коррозии и методы защиты металлов» в соответствии с программами бакалавриата и специалитета технических направлений. Изложены теоретические представления о механизмах коррозии, рассмотрены классификация коррозионных процессов, их кинетические и термодинамические закономерности, методы защиты от коррозии. Приведены расчетные формулы, примеры решения типовых задач, контрольные вопросы и задачи для самостоятельного решения.

Представлены теоретические сведения и лабораторные работы, посвященные получению и исследованию свойств концентрированных суспензий и эмульсий, гелевых систем. Часть работ базируется на данных научных исследований, проводимых авторами на кафедре физической и коллоидной химии и кафедре технологии косметических средств.

Проведено систематическое исследование комплексом методов коллоидных свойств систем алкилполиэтоксифенолов с различной степенью этоксилирования и показано формирование ассоциатов неионное ПАВ–ПЭИ, и полимер-коллоидных комплексов. Определены форма и размеры мицелл. Показана возможность управления формой, объемом и числами агрегации ассоциатов при варьировании природы полимера, фосфорных субстратов (ЭКФ), формировании смешанных ассоциатов. Изучено влияние системы цетилтриметиламмоний бромид (ЦТАБ) – KF – вода на реакционную способность ЭКФ.

Рассмотрены основные понятия химической кинетики и катализа, кинетические закономерности протекания процессов в конденсированных системах и на границе раздела фаз. Приведены задания для самостоятельной работы студентов при изучении ими разделов «Химическая кинетика» и «Катализ».

Рассмотрены теоретические основы кинетики гомогенных и гетерогенных химических процессов для одностадийных и сложных реакций, химического и микрогетерогенного (ферментативного) катализа, приведены методические указания к выполнению лабораторных работ и решению типовых задач.

Подготовлено на кафедре физической химии химического факультета Воронежского государственного университета.

Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре высокомолекулярных соединений и коллоидной химии химического факультета Воронежского государственного университета.

Рассмотрены производственные стоки предприятий пищевой и легкой промышленности, которые представляют собой коллоидные системы с большим количеством примесей органической и неорганической природы. Реагентный метод относится к наиболее эффективным методам очистки сточных вод с применением коагулянтов, флокулянтов и их композиций. Наибольший интерес в исследовании вызывает устойчивость коллоидных систем, содержащих примеси белково-липидного характера, а также воздействие на системы различных факторов (температура, давление).

Содержит описание физико-химических свойств растворов, отражающих, наряду с конститутивными и аддитивными свойствами, еще и коллигативные, влияющие на целый ряд специфических особенностей растворов, а также методы определения различных характеристических величин. Даются основные положения об особенностях растворов, их концентрации и методах определения как для диссоциирующих, так и для недиссоциирующих молекул. Раскрывается сущность методов расчетов молекулярных масс растворителя и растворенного вещества, крио- и эбуллиоскопических констант, осмотических явлений и способов изготовления мембран для мембранных методов разделения смесей, коэффициента распределения и экстрагирования третьего компонента из растворов и др. Приведены примеры решения простых и многовариантных задач по данной тематике.

Рассмотрены основные понятия химической кинетики и кинетические закономерности протекания сложных реакций. Приведены задачи для самостоятельной работы студентов при изучении ими раздела «Химическая кинетика». Пособие рекомендуется всем, кто изучает дисциплины «Физическая химия», «Физическая и коллоидная химия», «Дополнительные главы физической химии», «Актуальные проблемы физической химии».

Основан в 1975 г. Публикуются оригинальные научные статьи и обзоры, освещающие все вопросы теоретической и экспериментальной координационной химии. Журнал является рецензируемым, включен в Перечень ВАК для опубликования работ соискателей ученых степеней.

Основан в 1935 г. Публикуются оригинальные экспериментальные и теоретические работы и обзорные статьи в области науки о коллоидах и поверхностных явлениях. Журнал является рецензируемым, входит в Перечень ВАК для опубликования работ соискателей ученых степеней

Основан в 1960 г. В настоящее время единственное специализированное российское периодическое издание, публикующее результаты теоретических и экспериментальных исследований в области гомогенной и гетерогенной кинетики и катализа. Тематика журнала охватывает механизмы и кинетику некаталитических процессов в газовой, жидкой и твердой фазах, фотокатализ, квантово-химические расчеты в области кинетики и катализа, приготовление катализаторов, проблемы их дезактивации макрокинетику и компьютерное моделирование в области катализа. Журнал «Кинетика и катализ» входит в Перечень ВАК

Монография обобщает научный и практический опыт, накопленный в области химии и технологии нанодисперсного кремнезема в нашей стране и в мировой практике. Внимание автора направлено на рассмотрение коллоидно-химических основ золь-гель технологий синтеза гибридных органо-неорганических наночастиц и пористых материалов, частиц с полой структурой, легированных оксидами элементов и металлами, покрытий, мембран, объемных непористых тел. Анализ различных вариантов проведения золь-гель процесса представлен с учетом реакционной способности кремнезема, современных теорий фазообразования и агрегативной устойчивости дисперсных систем. Приведены рецептуры и основные технологические параметры золь-гель синтеза функциональных наноматериалов с различными параметрами состава, дисперсности, пористости, структуры и морфологии.

Изложены теоретические основы квантово-химических методов расчета молекул, молекулярных систем и твердых тел, а также современные воззрения на химическую связь и межмолекулярные взаимодействия. Рассмотрены способы интерпретации результатов квантово-химических расчетов и методы расчета свойств химических веществ. Материал, необходимый как химику-исследователю, так и химику-технологу для практической работы в условиях современных наукоемких производств, представлен в доступной форме с широким привлечением иллюстраций.

Данные методические указания представляют собой базовый курс лекций по трем темам с учетом современных представлений и уточнений. Они включают важнейшие понятия, термины, а также содержат различные примеры по наиболее сложным моментам. Каждая тема оснащена контрольными вопросами и заданиями, а также содержит тестовые задания в формате ЕГЭ.

С использованием метода ЯМР 1H впервые изучена кинетика диффузии молекул H2O в волокнистом цеолите натролите [Na2Al2Si3O10]-2H2O. Обнаружено, что при ступенча-том нагреве цеолита на воздухе частота диффузионных прыжков молекул, увеличиваясь в первый момент, экспоненциально падает со временем. Проведение подобного эксперимента в водной среде приводит к обратному эффекту. Полученные результаты под-тверждают высказанное ранее предположение о существенной роли междоузельных де-фектов - сверхгидратированных локальных состояний в механизме молекулярной диффузии.

В краткой форме изложен материал по основным разделам коллоидной химии. Контрольные вопросы, тестовые задания имеют цель восстановить или закрепить основы, необходимые для усвоения курса коллоидной химии.

Приведены лабораторные работы по изучению механизмов химических реакций с использованием современных квантово-химических методов. Предназначено для студентов очной, очно-заочной форм обучения химико-технологических направлений, изучающих дисциплину «Катализ и механизмы химических реакций».

Кратко изложены современные представления о зарождении и росте кристаллов. В логической последовательности рассмотрены основные этапы кристаллизационных процессов. Обобщены результаты многолетних экспериментальных исследований закономерностей и особенностей роста кристаллов энергонасыщенных соединений из растворов. Дан анализ существующих методов выращивания кристаллов вообще и описаны методы и методики выращивания монокристаллов энергонасыщенных соединений из органических растворителей.

Методические указания содержат программу курса, рекомендации по изучению дисциплины, задания для самостоятельной работы, тесты по основным разделам курса, требования к уровню усвоения учебного материала, распределение часов по видам занятий, темы лабораторных работ, календарный график учебного процесса, рейтинговую систему оценки знаний.

В настоящее время перспективным направлением раз- вития процесса алкилирования изобутана является при- менение гетерогенного катализа. В статье представ- лены результаты исследования сульфатированных и хлорированных катализаторов алкилирования изобутана, на основе γ-Al2O3 и ZrO2, приготовленных методом пропитки. Проведён анализ структурно-прочностных и кислотно-основных свойств с применением методов пикнометрии, ИК-спектроскопии, термопрограммируемой десорбции аммиака и адсорбции кислотно-основных индикаторов. Показано, что сульфатирование генерирует кислотные центры Бренстеда средней силы на поверхности γ-Al2O3 и существенно активирует кислотные центры разной силы на ZrO2, а использование сульфатированных оксидов алюминия или циркония в синтезе Al-S-Zr-катализаторов обеспечивает 91–98 % степень конверсии изобутана при 44–50 % селективности. DOI:10.15217/issn1998984-9.2014.27.33

Учебное пособие посвящено изучению кинетических закономерностей простых гомогенных реакций. Изложен теоретический материал, приведены примеры решения задач, варианты заданий. Пособие является дополнением к имеющимся учебникам и лекциям и предназначено для самостоятельной работы студентов, обучающихся по направлению подготовки «Химическая технология», а также по другим направлениям, учебной программой которых предусмотрено изучение химической кинетики. Издание может быть использовано студентами как очной, так и заочной форм обучения.

В диссертационной работе рассмотрены вопросы конформационной динамики макромолекулярных цепей стеклообразных полимеров методом конформационных зондов в сочетании с квантово-химическими расчетами энергий и колебательных спектров различных конформации модельных низкомолекулярных соединений.

В диссертационной работе рассмотрены вопросы создания эффективных каталитических систем на основе поверхностно-активных веществ и полимеров для гидролитического разложения эфиров кислот фосфора, обладающих варьируемым эффектом и комплексным механизмом действия.

В диссертационной работе рассмотрены коллоидные и каталитические свойства систем на основе модифицированных полиэтилениминов.

В диссертационной работе рассмотрены коллоидные свойства реакционных сред на основе неонолов и цетилтриметиламмоний бромида для гидролиза эфиров кислот фосфора.

Представленная диссертационная работа посвящена коллоидно-химические основам технологии интенсификации нефтеизвлечения из пластов посредством полисиликатов натрия.

В представленной диссертационной работе рассмотрены коаксиальный электролизер с осевым узкоцилиндрическим электродом и его применение для очистки воды от соединений железа. В работе предпринята попытка решения новой научной задачи в области прикладной электрохимии, которая заключается в создании и использовании бездиафрагменного электролизера, позволяющего проводить электрохимическую коррекцию рН воды и, одновременно, электрокоагуляцию мешающих примесей, например, соединений железа.

Представленная диссертационная работа посвящена установлению состава тартратных и цитратных комплексов сурьмы(III) в зависимости от pH среды и способов координации указанных лигандов, выявлению электрохимически активной формы комплекса и обоснование элементарного акта переноса заряда на молекулярном уровне.

Представленная диссертационная работа посвящена выявлению закономерностей кинетики и термодинамики гетерогенной реакции электрофильного замещения (ионного обмена) Ag(I)→Pb(II) в тонких поликристаллических пленках PbS в присутствии комплексообразующих агентов и создание на их базе математической модели адекватно описывающей процессы сорбции ионов металлов в этих системах.

Представленная диссертационная работа посвящена вопросам каталитической дегидратации и дегидрирования 2-фенилэтанола.

Рассмотрены основные теоретические аспекты химической термодинамики. Приведены методические указания к лабораторным работам по определению тепловых эффектов химических реакций и физико-химических процессов.

Рассмотрены основные понятия и законы химической кинетики. Приведены методические указания к лабораторной работе, выполняемой с использованием компьютерного комплекса «Химия».

В сборник вошло более 600 задач по основным разделам дисциплин «Коллоидная химия» и «Поверхностные явления и дисперсные системы». Каждый раздел включает в себя краткую теоретическую часть, примеры решения типовых задач и задачи для самостоятельного решения. Наличие большого числа задач по каждой теме позволит преподавателям организовать самостоятельную, аудиторную и внеаудиторную работу студентов. Второе издание дополнено большим количеством новых заданий по разделам «термодинамика поверхностных явлений», «адсорбция и свойства дисперсных систем».

Рассмотрены результаты исследования кинетики окислительной полимеризации анилина в водной фазе на основании экспериментальных зависимостей рН реакционной системы от времени, полученных для трех различных температур. Рассчитаны константы скорости прямого одноэлектролитного переноса с молекулы анилина на окислитель и активационные параметры этого процесса.

Рассмотрено катодное осаждение в условиях выделения металла при плотности тока выше предельной. Получены железосодержащие порошки, состоящие из агломерированных нано- и микро-размерных частиц. При переходе от водного раствора сульфата железа к водноизопропанольному средний размер частиц уменьшается, и доля наноразмерных частиц увеличивается от -10 до -50 %.

Целью работы явилось квантово-химическое исследование некаталитического и каталитического механизмов раскрытия окиси циклогексена спиртами и алкоголятом натрия для оценки возможности стереоселективного получения вицинальных спиртов на примере нуклеофила - метилового спирта.

Обнаружено, что при изменении состава растворителя изменяются порядок реакции по 4-нитрозодифениламину и скорость реакции. Предложены наиболее вероятные стадии протекания процесса восстановления в растворителях различного состава. Показано, что при содержании диметилсульфоксида в бинарном растворителе выше 0, 3 мольных доли, кинетику изучаемой реакции можно описать в рамках метода квазистационарных приближений.

Работа посвящена синтезу и исследованию физико-химических и каталитических свойств наночастиц платины и палладия, стабилизированных в матрице сверхсшитого полистирола. Показано, что использование полимерного носителя позволяет создавать активные стабильные хемо- и энантиоселективные катализаторы гидрирования.

Работа посвящена исследованию кинетики растворения галенита в азотной кислоте в условиях равнодоступной поверхности вращающегося диска и использованию полученных результатов для построения и анализа кинетических моделей, описывающих зависимость удельной скорости процесса от влияющих факторов в широком диапазоне их изменения.

Определена лимитирующая стадия процесса электровосстановления молекулярного кислорода на графитовом электроде, активированном тетракис (4'-метоксифенил) порфином и его кобальтовыми комплексами, и оценена каталитическая активность исследованных соединений.

Исследована кинетика разложения водного раствора формальдегида и основного продукта его распада (СО[2]) в проточном реакторе диэлектрического барьерного разряда атмосферного давления в кислороде. На основе этих данных предложена схема процессов, расчеты по которой описывают экспериментальные данные по кинетике разложения формальдегида и образования продуктов.

Неэмпирическими методами квантово-химического моделирования для изолированного молекулярного комплекса и с учетом влияния растворителя была исследована стадия циклизации - образования 2, 1-бензизоксазольного цикла в процессе взаимодействия пара-нитрохлорбензола с фенилацетонитрилом.