《物理化学与胶体化学》讲义.doc_大学文库

课程代码物理化学与胶体化学 physical chemistry and colloid chemistry 学分:3.5总学时:64理论学时:48实验:16 、课程目的物理化学和胶体化学是研究变化规律性的基础科学,本课程是农业院校主要的基础课程,是生命科学、土壤科学、食品科学、环境科学等专业本科生的必修课程。该课程科学地、系统地、严谨地阐明化学的基本理论,为学生深入学习有关专业课程打下坚实的基础、课程基本要求 (1)重点掌握化学热力学的基本理论和基本方法 (2)重点掌握判断变化发生方向和限度的判据。 (3)掌握研究变化机理的基本手段。 (4)掌握表面化学和胶体化学的基本内容。 (5)了解物理化学基本原理在实际体系中的应用,学会科学的思维方法,提高分析问题和解决问题的能力。三、教材《物理化学》董元彦,李宝华,路福绥主编,科学出版社主要参考教材: 《物理化学》(上、下册)天津大学物理化学教研室编,高等教育出版社四、课程内容第1章化学热力学基础主要内容:热力学的能量守恒原理.热力学第一定律.可逆过程与最大功.理想气体的热力学. 重点和难点:化学热力学的基本概念和基本公式.复习热化学. Kirchhoff公式.熵变的计算第2章自由能、化学势和溶液主要内容: Gibbs自由能判据、热力学第一、二定律联合公式、 Gibbs自由能及判据、 Helmholtz自由能. Gibbs自由能与温度、压力的关系.△G的计算、简单的P.V.T变化过程相变过程、化学反应.稀溶液的依数性. 重点和难点:自由能、偏摩尔数量.掌握理想气体、理想溶液的化学势. 第3章相平衡主要内容:相律基本概念。单组分体系、 Clapeyron方程、水的相图.二组分双液体系.理想完全互溶双液系.非理想完全互溶双液系.部分互溶双液系. 重点和难点:掌握相律的基本概念和 Clapeyron方程.掌握理想双液系相图,了解其它二元体系的相律第4章化学平衡主要内容:化学势与化学平衡,反应进度和反应限度的关系.化学反应定温方程式及化学反应的平衡常数.平衡常数的测定和计算重点和难点:化学势与化学平衡的关系.平衡常数的测定和计算.各种因素对化学平衡的影响第5章电解质溶液主要内容:电解质溶液的导电机理, Faraday定律、离子的电迁移.电导及其应用.强电解质溶液的活度及活度系数、影响离子平均活度系数的因素.强电解质溶液理论重点和难点:掌握离子电迁移;掌握电导、电导率及其计算和应用.电解质溶液的活度和活度系数.了解强电解质溶液理论

课程代码：物理化学与胶体化学 physical chemistry and colloid chemistry 学分：3.5 总学时：64 理论学时：48 实验：16 一、课程目的物理化学和胶体化学是研究变化规律性的基础科学，本课程是农业院校主要的基础课程，是生命科学、土壤科学、食品科学、环境科学等专业本科生的必修课程。该课程科学地、系统地、严谨地阐明化学的基本理论，为学生深入学习有关专业课程打下坚实的基础。二、课程基本要求 (1)重点掌握化学热力学的基本理论和基本方法。 (2)重点掌握判断变化发生方向和限度的判据。 (3)掌握研究变化机理的基本手段。 (4)掌握表面化学和胶体化学的基本内容。 (5)了解物理化学基本原理在实际体系中的应用,学会科学的思维方法，提高分析问题和解决问题的能力。三、教材《物理化学》董元彦，李宝华，路福绥主编，科学出版社主要参考教材：《物理化学》（上、下册）天津大学物理化学教研室编,高等教育出版社四、课程内容第 1 章化学热力学基础主要内容：热力学的能量守恒原理.热力学第一定律.可逆过程与最大功.理想气体的热力学. 重点和难点：化学热力学的基本概念和基本公式. 复习热化学. Kirchhoff 公式.熵变的计算. 第 2 章自由能、化学势和溶液主要内容：Gibbs 自由能判据、热力学第一、二定律联合公式、 Gibbs 自由能及判据、 Holmholtz 自由能.Gibbs 自由能与温度、压力的关系.△ G 的计算、简单的 P.V.T 变化过程、相变过程、化学反应.稀溶液的依数性. 重点和难点：自由能、偏摩尔数量.掌握理想气体、理想溶液的化学势. 第 3 章相平衡主要内容：相律基本概念。单组分体系、 Clapeyron 方程、水的相图.二组分双液体系.理想完全互溶双液系.非理想完全互溶双液系.部分互溶双液系. 重点和难点：掌握相律的基本概念和 Clapeyron 方程.掌握理想双液系相图,了解其它二元体系的相律. 第 4 章化学平衡主要内容：化学势与化学平衡,反应进度和反应限度的关系.化学反应定温方程式及化学反应的平衡常数.平衡常数的测定和计算. 重点和难点：化学势与化学平衡的关系.平衡常数的测定和计算.各种因素对化学平衡的影响. 第 5 章电解质溶液主要内容：电解质溶液的导电机理,Faraday 定律、离子的电迁移.电导及其应用.强电解质溶液的活度及活度系数、影响离子平均活度系数的因素.强电解质溶液理论. 重点和难点：掌握离子电迁移；掌握电导、电导率及其计算和应用.电解质溶液的活度和活度系数.了解强电解质溶液理论

第6章可逆电池电动势主要内容:可逆电池、电极的类型和电极反应、电池表示法电极电势.可逆电池热力学.电池电动势的测定及其应用.电子活度和p电势图. 重点和难点:掌握电池、电极、电动势、 Nernst公式及其应用.掌握可逆电池热力学.了解 pe、pH电势图和生化标准电极电势第7章不可逆电极过程主要内容:分解电压极化现象和超电势.极谱分析原理. 重点和难点:分解电压、极化现象和超电势.极谱分析的原理.金属腐蚀及防护;化学电源第8章化学动力学主要内容:化学反应速率、基元反应、反应级数、速率常数、反应分子数.一级反应、二级反应、三级反应和零级反应、应级数的确定.温度对反应速率的影响重点和难点:化学动力学的基本概念:简单级数反应的特点及其计算.掌握温度对反应速率的影响. Arrhenius公式及应用第9章光化学主要内容:光化学第一定律、光化学第二定律. 重点和难点:光化学反应及其基本规律第10章液体表面主要内容:表面 Gibbs自由能、表面张力.溶液表面吸附.表面活性物质结构特点、表面活性物质分类重点和难点:液体表面及弯曲液面的特性.溶液表面吸附.表面活性物质的结构特点膜、胶束和液晶. 第11章固体表面主要内容:固体表面特性.气固界面吸附、吸附作用、吸附理论、吸附作用的应用.液固界面吸附.润湿现象、润湿作用的应用重点和难点:固体表面及气固表面吸附.了解液固表面吸附第12章溶胶主要内容:分散体系.溶胶的制备与净化.溶胶的光学性质、 Tyndall效应的规律.溶胶的动力学性质、扩散与渗透压、沉降和沉降平衡.溶胶的电学性质、动现象、胶粒表面电荷的来源、双电层结构、溶胶胶团的结构重点和难点:分散体系.溶胶的制备和净化.溶胶的光学性质、动力学性质和电学性质第13章乳状液与泡沫主要内容:乳状液的类型.乳状液的稳定性与乳化.乳状液的转型与破坏.重点和难点:乳状液的特点及稳定性.乳状液的类型理论.乳状液的制备,转型与破坏.微乳状液.泡沫的特点及稳定性. 第14章高分子溶液主要内容:高分子溶液、分子溶液与小分子溶液、溶胶的异同点.高分子化合物的相对分子量溶液中高分子的柔性、溶液中高分子的形态、高分子化合物的溶解过程、分子溶解过程的热力学处理,高分子溶液的渗透压、高分子溶液的粘度、分子溶液的光散射、分子溶液的超速离心沉降高分子电解质溶液.高分子在固液界面上的吸附、高分子对溶胶的稳定作用.高分子物质的降解. 重点和难点:高分子溶液与溶胶、小分子真溶液的异同点.高分子化合物的相对分子量.溶液中高分子的特点.高分子溶液的性质第15章凝胶及膜平衡主要内容:凝胶的类型、凝胶的结构及稳定性.胶凝作用.凝胶的性质、凝胶的溶胀、胶液收缩、凝胶中的扩散与化学反应、胶溶作用.凝胶在科学研究中的应用、凝胶色谱、凝胶电泳、凝胶膜重点和难点凝胶及其结构特点.各种因素对胶凝作用的影响,凝胶的性质. Donnan平衡及对膜内外离子分布的影响五、习题根据教学需要,布置50道习题,作业完成情况作为评定课程成绩的一部分

第 6 章可逆电池电动势主要内容：可逆电池、电极的类型和电极反应、电池表示法.电极电势.可逆电池热力学.电池电动势的测定及其应用.电子活度和 pH 电势图. 重点和难点：掌握电池、电极、电动势、 Nernst 公式及其应用. 掌握可逆电池热力学.了解 pe 、 pH 电势图和生化标准电极电势第 7 章不可逆电极过程主要内容：分解电压.极化现象和超电势.极谱分析原理. 重点和难点：分解电压、极化现象和超电势.极谱分析的原理.金属腐蚀及防护；化学电源. 第 8 章化学动力学主要内容：化学反应速率、基元反应、反应级数、速率常数、反应分子数.一级反应、二级反应、三级反应和零级反应、应级数的确定.温度对反应速率的影响. 重点和难点：化学动力学的基本概念；简单级数反应的特点及其计算.掌握温度对反应速率的影响. Arrhenius 公式及应用. 第 9 章光化学主要内容：光化学第一定律、光化学第二定律. 重点和难点：光化学反应及其基本规律. 第 10 章液体表面主要内容：表面 Gibbs 自由能、表面张力.溶液表面吸附.表面活性物质结构特点、表面活性物质分类. 重点和难点：液体表面及弯曲液面的特性.溶液表面吸附.表面活性物质的结构特点. 膜、胶束和液晶. 第 11 章固体表面主要内容：固体表面特性.气固界面吸附、吸附作用、吸附理论、吸附作用的应用.液固界面吸附.润湿现象、润湿作用的应用. 重点和难点:固体表面及气固表面吸附.了解液固表面吸附. 第 12 章溶胶主要内容：分散体系.溶胶的制备与净化.溶胶的光学性质、Tyndall 效应的规律.溶胶的动力学性质、扩散与渗透压、沉降和沉降平衡.溶胶的电学性质、动现象、胶粒表面电荷的来源、双电层结构、溶胶胶团的结构. 重点和难点：分散体系.溶胶的制备和净化.溶胶的光学性质、动力学性质和电学性质. 第 13 章乳状液与泡沫主要内容：乳状液的类型.乳状液的稳定性与乳化.乳状液的转型与破坏.重点和难点：乳状液的特点及稳定性.乳状液的类型理论.乳状液的制备，转型与破坏.微乳状液.泡沫的特点及稳定性. 第 14 章高分子溶液主要内容：高分子溶液、分子溶液与小分子溶液、溶胶的异同点.高分子化合物的相对分子量. 溶液中高分子的柔性、溶液中高分子的形态、高分子化合物的溶解过程、分子溶解过程的热力学处理.高分子溶液的渗透压、高分子溶液的粘度、分子溶液的光散射、分子溶液的超速离心沉降高分子电解质溶液.高分子在固液界面上的吸附、高分子对溶胶的稳定作用.高分子物质的降解. 重点和难点：高分子溶液与溶胶、小分子真溶液的异同点.高分子化合物的相对分子量.溶液中高分子的特点.高分子溶液的性质. 第 15 章凝胶及膜平衡主要内容：凝胶的类型、凝胶的结构及稳定性.胶凝作用.凝胶的性质、凝胶的溶胀、胶液收缩、凝胶中的扩散与化学反应、胶溶作用.凝胶在科学研究中的应用、凝胶色谱、凝胶电泳、凝胶膜. 重点和难点凝胶及其结构特点.各种因素对胶凝作用的影响，凝胶的性质. Donnan 平衡及对膜内外离子分布的影响. 五、习题根据教学需要，布置 50 道习题，作业完成情况作为评定课程成绩的一部分