Физическая химия

Биобиблиография содержит данные о жизни и деятельности профессора, доктора химических наук, заслуженного деятеля науки и техники РТ и РФ, первого заведующего кафедрой технологии электрохимических производств КХТИ-КГТУ Николая Васильевича Гудина. Она включает в себя основные и наиболее важные этапы его жизненного пути, перечень научных и научно-методических публикаций, не опубликованную при жизни рукопись, в которой отражена история электрохимического образования в Казани и Казанском химико-технологическом институте.

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».

На основании данных, полученных масс-спектрометрическим эффузионным методом Кнудсена, определены значения активностей оксидов в стехиометрической шпинели MgAl2O4 в области температур 1851–2298 K. Установлено, что найденные величины энергии Гиббса образования шпинели из простых оксидов, а также энтальпии и энтропии образования шпинели из простых оксидов, равные –12.02 ± 1.14 кДж/моль и 5.03 ± 0.56 Дж/(моль K) соответственно, и энтальпия плавления шпинели, равная 55.81 ± 4.62 кДж/моль, удовлетворительно соответствуют имеющейся термодинамической информации

Высокотемпературным масс-спектрометрическим эффузионным методом Кнудсена изучено испарение шпинели MgAl2O4 в области температур 1850–2250 K. В газовой фазе над шпинелью идентифицированы молекулярные компоненты, как типичные для простых оксидов, образующих шпинель, так и в незначительном количестве сложный газообразный оксид MgAlO. Впервые определенные значения парциальных давлений пара молекулярных компонентов, содержащихся в газовой фазе над шпинелью, сопоставлены с таковыми, соответствующими простым оксидам

В статье рассмотрены процессы, способствующие деградации характеристик мембранно-электродных блоков (МЭБ) электролизеров воды с твердым полимерным электролитом (ТПЭ). В частности, показано, что в процессе ресурсных испытаний электролизной ячейки с ТПЭ имел место унос платины из катодного активного слоя и ее осаждение в прикатодной области мембраны. Помимо платины, в мембране был обнаружен ряд других элементов (Ti, Ir, Fe, Ni, Si), переносимых в нее водойреагентом из конструктивных элементов МЭБ, электролизной ячейки и ее внешней обвязки (анодного электрокаталитического слоя, полуячеек, трубопроводов, резервуара-сепаратора для воды и пр.). Наблюдаемая значительная потеря платины катодным каталитическим слоем ведет к снижению его активности (за счет снижения концентрации наночастиц платины и потери их связанности), а появление в мембране ионов платины и других элементов, имеющих более низкую подвижность, чем ионы водорода, вело к снижению проводимости и изменению структуры мембраны, в результате чего напряжение электролиза в процессе ресурсных испытаний росло

При исследовании разнообразных процессов и систем с учетом физических и химических взаимодействий между различными объектами реальной действительности приходится сталкиваться с многочисленными трудностями. Одна из них заключается в том, что для её преодоления требуется объединить знания в различных предметных областях из разных разделов естествознания, каждая из которых имеет свою методологию, свой аппарат и даже свою терминологию. Лишь использование междисциплинарного подхода может в этом случае обеспечить должное решение стоящих научных задач и развитие всевозможных приложений в практике.

В пособие включены лабораторные работы по наиболее важным разделам физической и коллоидной химии (химическая термодинамика, фазовые равновесия, электрохимия, физико химия дисперсных систем), выполняемые на учебно-лабораторном комплексе (УЛК) «Химия».

Для современного контроля безопасности продуктов питания используются методики, которые позволяют определять большое количество компонентов. Так для определения остаточных количеств пестицидов во фруктах и овощах часто применяются методики с использованием газовой и жидкостной хроматографии с массспектрометрическим детектированием. Подобные системы позволяют проводить количественное определение сразу нескольких сотен пестицидов и проводить их идентификацию по характеристическим фрагментам массспектра. Основной проблемой при использовании масс-спектрометрического детектирования является матричный эффект, который вызван влиянием компонентов матрицы экстрагируемыми вместе с пестицидами из проб. В данной работе были предприняты попытки уменьшить влияние матрицы при анализе остаточных количеств пестицидов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с времяпролетным масс-спектрометром (ВЭЖХ/ВПМС).

Abstract. LaNi4,3–xCoxMn0,4Al0,3 materials (x=0, 0.25, 0.5, 0.75, 1.0) were prepared and examined using XRD technique. Ingot electrodes were formed from these materials for electrochemical studies, namely cyclic voltammetry with different scanning rates n (mV/s). A determination of surface capacity QS of the ingot electrodes was carried out with an extrapolation to infinite scan rate, taking into account the polarisation direction as charging or discharging. The thickness of superficial active layer dS was calculated from QS values. Based on the variation of QS and dS according to variation of Co ratio x, it is found that there are two suitable Co ratios corresponding to two opposite processes: charging and discharging.

Ingot electrodes have been made of blocks of LaNi4.3–xCoxMn0.4Al0.3 (x = 0 ÷ 1) materials which were fabricated in an arc melting furnace and following by annealing at 1100 °C in argon atmosphere during 7 days. Surface and performance capacities of the ingot electrodes have been determined using cyclic voltammetry (CV), potentiostatic (PS) and galvanostatic (GS) techniques. Basing on the experimental data, the thicknesses of active layer (λa) and of performance layer (dp) on the electrodes have been calculated. Thickness of layers depend on Co ratio in the alloys. With x Co ratio in the range from 0.5 to 0.75, the highest surface capacity, λa = 0.4 nm, has been considered, corresponding to two atomic layers. The performance thickness of ingot electrodes in the range from 0.8 to 1.5 μm, the highest about 2 μm was found in sample with x = 0.75.

Существует масса нетрадиционных источников получения серы, которые в настоящее время, если и используются, то крайне мало, одним из таких источников, весьма перспективным с экологических, экономических и социальных позиций, являются топливно-энергетические ресурсы. В дальнейшем сера используется для получения серной кислоты – очень востребованного в промышленном производстве сырья

Рассмотрены различные электрохимические способы подготовки стали под нанесение однослойных эмалей. Исследованы основные свойства обработанных стальных образцов, а также нанесенных на них эмалевых покрытий. Сделан вывод о применимости исследованных способов

Журнал «Физика и химия стекла» учрежден в январе 1975 г. Российской академией наук и Институтом химии силикатов им. И.В. Гребенщикова РАН. Тематика журнала охватывает области неорганической и физической химии, неорганических материалов, стекла и керамики, высокотемпературных оксидов и покрытий, наночастиц, наноструктур и нанокомпозитов.

Публикация научных статей в области химии радиоактивных элементов, радиохимической технологии, химических проблем атомной энергетики, методов получения радиоактивных изотопов, использования изотопов в ядерной медицине.

Основан по инициативе академика А.Н. Фрумкина в 1965 г. Публикуются оригинальные статьи, обзоры, краткие сообщения, письма в редакцию, хроника и рецензии на книги по всем аспектам электрохимии. Журнал является рецензируемым и включен в Перечень ВАК для опубликования работ соискателей ученых степеней.

Публикуются оригинальные и обзорные статьи по молекулярной и супрамолекулярной фотохимии, радиационной химии, плазмохимии, химии наноразмерных систем, химии новых атомов, процессам и материалам для оптических информационных систем, научным основам соответствующих технологий, краткие сообщения, письма главному редактору, хроника и рецензии на новые книги в области химии высоких энергий.

Журнал «Расплавы» посвящен проблемам высокотемпературной физической химии и электрохимии металлических, оксидных и солевых расплавов. В нем публикуются результаты оригинальных теоретических и экспериментальных исследований структуры, физико-химических свойств, термодинамики расплавов, строения границ расплавов с твердой, жидкой и газообразной фазами, процессов, протекающих на этих границах при производстве черных, цветных и редких металлов; результаты физического и компьютерного моделирования структуры и свойств жидких, аморфных и наноматериалов. Журнал входит в перечень ведущих рецензируемых научных журналов, включённых в список изданий, рекомендуемых для опубликования основных научных результатов диссертации на соискание ученой степени. Редакционная коллегия проводит отбор статей для перевода на английский язык и опубликования во втором и восьмом выпусках журнала «Russian Metallurgy (Metally)».

Основан в 1961 г. Публикуются оригинальные статьи и обзоры теоретических и экспериментальных исследований, посвященных проблемам химии и геохимии нефти, переработке нефти и газа, включая глубокую переработку нефти, процессам и катализаторам нефтехимических процессов, вопросам получения новых нефтепродуктов, включая смазочные материалы и присадки, и охраны окружающей среды. Журнал является рецензируемым, включен в Перечень ВАК.

Основан в 1965 г. Междисциплинарный журнал, в котором публикуются оригинальные статьи и обзоры по результатам фундаментальных исследований синтеза, структуры и физико-химических свойств широкого спектра неорганических материалов, в том числе высокочистых веществ и материалов, обсуждаются проблемы теории фазовых равновесий, изучение фазовых диаграмм, термодинамические свойства твердых веществ, закономерности роста и свойства кристаллов, физикохимии и технологии функциональных нано- и керамических материалов, вопросы теории полупроводников, твердых растворов, стекла. Журнал является рецензируемым и входит в Перечень ВАК

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

В журнале публикуются теоретические и экспериментальные работы, посвященные вопросам химической термодинамики и термохимии, биофизической химии, фотохимии и магнетохимии, структуре материалов, квантовой химии, физической химии наноматериалов и растворов, поверхностным явлениям и адсорбции, методам и приборной базе физико-химических исследований.

Журнал "Высокомолекулярные соединения" – журнал Российской академии наук (основан в 1959 г.), публикующий оригинальные статьи и обзоры фундаментального характера по всем направлениям науки о полимерах, отличающиеся новизной и представляющие интерес для широкого круга читателей. Выходит в трех сериях – А, Б, С одновременно на русском и английском языках.

На основе приведенных терминов и определений рассмотрены физические основы взрывов сосудов, работающих под давлением, детонационных и дефлаграционных взрывов. Приведены расчетные формулы для различных типов взрывов в объеме, необходимом для составления прогнозов воздействия ударных волн на здания и сооружения и разработки мероприятий по снижению материального ущерба и предотвращения людских потерь. Приведены примеры расчета параметров указанных взрывов. Даны описания двух реальных тяжелейших взрывов: сосудов, работающих под давлением, и внешнего дефлаграционного взрыва.

Новый учебник химической термодинамики написан в соответствии с современными университетскими программами для химиков и химиков-технологов. Он содержит представительное описание основ термодинамической науки наряду с более сжатым изложением вопросов фазовых и химических равновесий, теории растворов, электрохимической термодинамики и начал термодинамики поверхностных явлений. В книге использован материал лекций, которые автор читал на протяжении ряда лет студентам 2-го и 3-го курсов РХТУ им. Д.И. Менделеева. Учебник отличают конкретность и краткость, точность формулировок, отсутствие общих слов и пространных рассуждений. Благодаря этому автору удалось в книге небольшого объема изложить бóльшую часть современного курса физической химии. В то же время книгу нельзя рассматривать как краткое пособие — это полноценный учебник. Приведены задачи с решениями.

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.

Учебное издание, написанное коллективом авторов из Швеции, посвящено чрезвычайно важной в научном и практическом отношении теме — сосуществованию поверхностно-активных веществ (ПАВ) и полимеров в водных растворах. Подробно рассмотрены различные типы ПАВ (в том числе полимерные), процесс мицеллообразования, фазовое поведение растворов ПАВ. Обсуждаются свойства растворов полимеров и смесей ПАВ—полимер. Отдельные главы посвящены таким сложным системам, как пены, эмульсии и микроэмульсии, их получению и практическому применению. Книга хорошо иллюстрирована, содержит обширные справочные данные и библиографию.

Книга представляет собой обзор исследований, посвященных вопросам применения наноструктурированных материалов в целях ранней диагностики опасных болезней, адресной доставки лекарств к пораженным тканям и органам, разработок принципиально новых методов терапии и хирургии, создания молекулярных инструментов и нанохирургии, протезирования, трансплантации и регенерации тканей и решения других биомедицинских задач. Авторский коллектив объединил ученых США, Великобритании, Индии и Кореи.

В учебнике, написанном преподавателями химического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, изложены современные теоретические основы химической термодинамики и химической кинетики, рассмотрены их практические приложения. По сравнению с предыдущим новое издание существенно переработано и дополнено. Книга состоит из двух частей: в первой— теория, во второй—вопросы и задачи, примеры контрольных работ, таблицы физико-химических данных, основные физико-химические формулы, а также необходимый математический минимум и другие полезные приложения. Ко всем задачам даны ответы или указания к решению.

В учебном пособии, написанном профессором РУДН, излагаются теоретические основы адсорбции - сложного явления на границе раздела фаз «газ-твердое тело», «газ-жидкость», «жидкость-твердое тело», «жидкость-жидкость». Адсорбция играет важную роль в природных процессах (обмен энергией между геологическими слоями, концентрирование веществ клетками живых организмов при метаболизме и т. д.), находит широкое применение в технике, медицине, фармакологии, лабораторной практике, при очистке промышленных газов и жидкостей от вредных примесей, очистке питьевой воды, изготовлении катализаторов для нефтепереработки, а также получении других полезных веществ. В качестве адсорбентов на практике чаще используются пористые материалы на основе различных активных углей, оксидов алюминия, алюмосиликатов и силикагелей.

Учебно-справочное пособие, содержащее сведения о важнейших проблемах электрохимии металлов и актуальных вопросах практической гальванотехники. Рассмотрены современное состояние теории электродных процессов, нуклеации и роста кристаллов, образования сплавов и включения примесей, влияния блескообразующих и выравнивающих добавок, вопросы распределения тока по поверхности, преимущества и недостатки разнообразных видов покрытий из металлов и сплавов, приведена рецептура современных электролитов. Читатель найдет детальные сведения о способах приготовления растворов, режимах работы, особенностях эксплуатации гальванических ванн, новых технологических процессах, а также о роли основных компонентов, примесей и добавок, методах контроля физических свойств и структуры гальванопокрытий.

Учебное пособие, написанное преподавателями кафедры радиохимии химического факультета МГУ, посвящено одной из актуальных проблем охраны окружающей среды. Рассматривается поступление естественных и техногенных радионуклидов в окружающую среду, особое внимание уделяется поведению радионуклидов в атмосфере и гидросфере. Обсуждаются проблемы определения радионуклидов в окружающей среде, в том числе пробоотбор, подготовка пробы, методы разделения и концентрирования и выбор метода измерения радиоактивности и идентификации радионуклидов. В качестве примеров описывается анализ различных объектов.

Книга, написанная нашим соотечественником, профессором Автономного национального университета Мехико, содержит описание взаимодействий между молекулами на больших, средних и малых расстояниях, а также в многоэлектронных системах. Некоторые теоретические построения опубликованы впервые. Дан сравнительный анализ модельных потенциалов, используемых в современных квантово-химических расчетах и при компьютерном моделировании в физике, химии и молекулярной биологии. Рассмотрены многочастичные системы, для которых характерна неаддитивность силовых эффектов. В приложении приведены сведения из теории групп, векторного и тензорного исчисления и обзор методов неэмпирического исследования многоэлектронных систем.

Монография всеобъемлюще отражает самые последние сведения в области изучения и применения нанотрубок за последние двадцать лет. Приведена информация о методах их получения, структуре, электронных, оптических, механических, магнитных и эмиссионных свойствах. Описаны во многом удивительные изобретения, полученные с помощью этих новых материалов: одноэлектронный, полевой и квантовый нанотранзисторы, химические сенсоры, источники оптического и рентгеновского излучения, логические элементы, ячейки памяти и даже радиоприемник на одной-единственной углеродной нанотрубке. Значительное внимание уделено расчетам электронного строения нанотрубок с помощью метода линеаризованных присоединенных цилиндрических волн. Один из разделов книги посвящен новому направлению в науке — наноэлектромагнетизму.

Книга, написанная специалистом в области исследования гетерогенных процессов, посвящена проблеме, которая находится на стыке химии, физики, материаловедения и современных высоких технологий (в том числе нанотехнологии). Сформулирован основной эволюционный маршрут твердого вещества, проанализированы его отдельные стадии (зарождение, рост частиц, агломерация, упорядочение, отклик на внешние воздействия и т. д.). Рассмотрены теоретические модели эволюционного процесса на макро-, мезо- и микроуровне. Особое внимание уделено формированию диссипативных структур и характерным чертам эволюции нанодисперсного вещества. Книга хорошо иллюстрирована, содержит обширную библиографию.

В монографии изложены современные тенденции в наноструктурном материаловедении, сформулированы нерешенные проблемы. Систематизированы многочисленные данные о влиянии размерных эффектов и поверхностей раздела на физические, физико-химические и механические свойства наноматериалов, обобщены и проанализированы сведения о термической, радиационной, деформационной и коррозионной стабильности. Рассмотрены особенности наиболее характерных наноматериалов на основе соединений титана, кремния и их сплавов.

В учебнике изложены общие представления о нанотехнологии, ее концептуальные проблемы. Затронуты вопросы самоорганизации и синергетики в наномире, проанализированы возможности нанометрологии. Рассмотрены специфические особенности и проблемы наномира.

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.

В учебном издании, написанном специалистом из Венгрии, рассмотрены основные результаты и точные утверждения квантовой химии с выводами и доказательствами. Приведены примеры применения квантово-химических утверждений при анализе конкретных систем.

Систематизированы и обобщены данные о влиянии термических, радиационных, деформационных и коррозионных воздействий на структуру и свойства консолидированных наноматериалов на основе металлов, сплавов и тугоплавких соединений. Описаны основные теоретические подходы к моделированию стабильности наноструктур в экстремальных условиях. Приводятся сведения об использовании наноматериалов и перспективах их применения в установках атомной и авиационно-космической техники, общего и химического машиностроения, системах энергетики, устройствах электроники, а также в медицине и биологии.

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

Изучены свойства пенных пленок, стабилизированных твердыми частицами кремнезема различных размеров и степени гидрофобности. Исследованы свойства пен, полученных из суспензий аэросила и людокса с гексиламином. Показано, что толстые (до 200 мкм) пленки и очень устойчивые пены формируются из суспензий аэросила с массовым содержанием твердой фазы в исходных суспензиях 2-6% и степени гидрофобности частиц, соответствующей значениям краевого угла θ=52°. Изолированные пенные пленки, полученные из 20% золя людокс и гексиламина с концентрацией 11-44 ммоль/л, имеют бислойную структуру и быстро разрушаются. Гелеобразованию в изолированной пенной пленке при концентрациях гексиламина более 44 ммоль/л соответствует устойчивость тонких слоев пены.

По температурной зависимости растворимости изомерных 5-(нитрофенил)фуран-2-карбальдегидов рассчитаны термодинамические характеристики их растворения в бензоле, ацетонитриле, этилацетате, диметилкетоне, пропаноле-2. Термогравиметрическим методом определены энтальпии плавления исследованных альдегидов, проведен пересчет этих величин на 298 К и рассчитаны энтальпии и энтропии смешения альдегидов с упомянутыми органическими растворителями. Отмечена линейная зависимость растворимости изомерных 5-(нитрофенил)-фуран-2-карбальдегидов от энтальпии их смешения в различных растворителях.

В настоящем учебно-методическом пособии эти закономерности представлены двумя основными разделами – поверхностными явлениями в химии и в электрохимии.

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.

Методические указания разработаны в соответствии с программой по неорганической химии для студентов направления 020100.62 «Химия» и 020300.62 «Химия, физика и механика материалов». Включают теоретический обзор, лабораторный практикум и задания различной степени сложности для закрепления знаний.

Малоугловым рентгеновским рассеянием исследована система триацетат гадолиния— ундекан—вода при концентрациях гидротропа 0,05—0,5 М на линии насыщения унде-каном при 298 K. В тройной системе образуются совместные ламеллярные мицеллы гидротропа и ундекана с поперечными размерами гидрофильной и гидрофобной пла-стин по 0,4 нм. Показано, что энергия Гиббса гидрофобного взаимодействия и форма мицелл определяется совместным влиянием (кооперативным эффектом) гидротропа и углеводорода на воду.