Настоящее издание написано на основе лекционного курса по двум разделам физической химии: химической термодинамике и химической кинетике. К каждой главе приведен набор теоретических вопросов, которые охватывают основное содержание главы и предназначены для самостоятельной работы студента. Помимо данного печатного издания учебник также выходит в электронной версии, которая значительно расширена и дополнена. В электронный вариант добавлен набор задач к каждой главе с подробными решениями, контрольные вопросы (тесты) с компьютерной проверкой усвоения материала и компьютерные лабораторные тренажеры.
Методические указания предназначены студентам 2-го курса для подготовки к практическим занятиям по курсу «Физическая химия», раздел «Химическое равновесие». Оно содержит 15 задач с решениями.
Указания предназначены для выполнения домашних заданий по разделам курсов «Физическая химия», «Физика и химия твердого состояния» и «Кристаллохимия». Приведены многовариантные задачи, посвященные расчетам энергии и энтальпии решетки галогенидов, их теплот гидратации и энергии образования дефектов решетки, а также разбор некоторых типов задач. Методические указания составлены таким образом, что могуг быть использованы студентами всех факультетов при подготовке к практическим занятиям и при самостоятельной проработке материала по соответствующим разделам.
В учебном пособии в сжатой форме изложена теория капиллярных явлений, определяющих технологию пропитки пористых материалов и получения композиционных материалов, рассматриваются типовые задачи по этой тематике с примерами их решения. Из обширного материала по физикохимии поверхностных явлений выделена малая часть, относящаяся лишь к названной теме. Теория изложена в объеме, достаточном для понимания рассматриваемой проблемы и осознанного решения задач.
В последние годы отмечается быстрый рост научного, промышленного и коммерческого интереса к нанотехнологиям, связанным с новым классом материалов, которые называют наноструктурными или наноматериалами. Появление этого класса материалов отражает стремление к миниатюризации в практике различных объектов и возможность создания новых функциональных материалов с заданными свойствами.
Изложены теоретические основы кинетики твердофазных превращений, неизотермические методы кинетических исследований и обработки экспериментальных результатов. Приведены примеры расчетов термодинамических и кинетических параметров процессов с оценкой погрешностей измерений и расчетов. Изложены теоретические основы взаимодействия жидкого металла с газовой и оксидной фазами, поведения компонентов, растворенных в жидком железе. Рассмотрены примеры термодинамических расчетов окисления углерода и хрома при рафинировании хромсодержащей стали, пределов окисления углерода, марганца, кремния и хрома в расплавах сложного состава.
Представлены расчеты по теории жидкого состояния, термодинамике металлических и шлаковых расплавов, поверхностных явлений. Рассмотрены вопросы раскисления и рафинирования стали в различных металлургических агрегатах, кристаллизации и формирования слитка и непрерывнолитой заготовки.
Приведены основные методы физико-химических исследований флотационных систем. Рассмотрены методы измерения поверхностного натяжения, pH и окислительно-восстановительного потенциала жидкой фазы, концентраций некоторых ионов, электрокинетического потенциала, адсорбции. Описаны методы изучения физико-химических характеристик смачивания поверхности минералов и взаимодействия минеральных зерен с пузырьками воздуха.
Лабораторный практикум содержит лабораторные работы по дисциплине «Физико-химические методы исследований флотационных систем». При выполнении лабораторных работ студенты проводят исследования физикохимических характеристик смачивания минералов, кинетики закрепления минеральных зерен на пузырьке воздуха, электрохимических потенциалов жидкой фазы пульпы и кинетики флотации минералов.
Приведены описания лабораторных работ с использованием компьютерных моделей (разработанных фирмой «Физикон») по разделу «Электричество и магнетизм». Виртуальные лабораторные работы составлены таким образом, что соответствуют натурным экспериментам лабораторных работ, выполняемых на базе оборудования фирмы PHYWE. В каждой работе даны теоретическое введение и методика виртуального эксперимента, содержащая описание компьютерной модели, обработка результатов и вопросы для самоконтроля.