наверх

Физическая химия. Кинетика

 width=
  • 10 недель

    длительность курса

  • 4 зачётных единицы

    для зачета в своем вузе

Настоящая учебная дисциплина дает пользователям знания в области основных законов и понятий кинетики, знакомит с основными экспериментальными и теоретическими подходами к описанию кинетических процессов, позволяет освоить практические навыки использования физико-химических основ в нанотехнологиях и наноэлектронике.  Курс разработан НИТУ «МИСиС»

О курсе

Курс знакомит пользователей с основными кинетическими методами для анализа химических и фазовых превращений в макроскопических системах. На основе полученных знаний они осваивают возможность составлять кинетические модели процессов в многокомпонентных, многофазных системах и решать соответствующие задачи аналитическими и численными методами, распознавать особенности кинетики гетерогенных процессов, определять лимитирующие стадии.

Формат

Еженедельные занятия будут включать в себя просмотр тематических видео лекций и выполнение индивидуальных тестовых и расчетных заданий.

Требования

Курс лекций подходит для широкого круга слушателей с базовой подготовкой по математике в пределах курсов «Интегральное и дифференциальное исчисление», включая раздел о решениях дифференциальных уравнений. Для эффективного усвоения курса обязательно знакомство с курсами «Химическая термодинамика», «Химия» и «Физика».

Программа курса

Раздел 1 Формальная химическая кинетика.

  • Кинетика; химическая кинетика, скорость реакции

  • Кинетическое уравнение и порядок реакции

  • Порядок реакции; время полупревращения

  • Методы определения порядка реакции

Раздел 2 Кинетика вблизи равновесия. Зависимость скорости реакции от температуры

  • Кинетика и равновесие

  • Зависимость скорости реакции от температуры

  • Теория переходного состояния (теория абсолютных

  • скоростей реакций)

Раздел 3 Кинетика сложных реакций

  • Кинетика параллельных и последовательных реакций

  • Автокаталитические реакции в открытых системах

  • Цепные реакции

Раздел 4 Диффузия.

  • Диффузия – общее описание

  • 2-ое уравнение диффузии, основные решения

  • Основные результаты экспериментальных исследований диффузии в твердых телах

Раздел 5 Механизмы диффузии в твердых телах

  • Модель случайных блужданий

  • Механизмы диффузии в кристаллах

  • Диффузия в многофазных системах

Раздел 6 Кинетика гетерогенных процессов

  • Общие понятия гетерогенной кинетики
  • Процессы последовательного и параллельного массопереноса
  • Процессы последовательного и параллельного массопереноса и химической реакции

Раздел 7 Поверхностные явления

  • Поверхности раздела фаз, их характеристики
  • Теория Лангмюра
  • Эффективная поверхность. Полимолекулярная адсорбция
  • Адсорбция в растворах

Раздел 8  Кинетика фазовых превращений

  • Фазовые переходы 1-го рода
  • Критический размер зародышей
  • Скорость зарождения центров и линейная скорость роста
  • Гетерогенное образование зародышей. Уравнение Аврами.

Раздел 9 Фазовые превращения второго рода. Теория электролитов.

  • Фазовые превращения 2-го рода
  • Теория электролитов. Положения теории Аррениуса
  • Теория электролитов. Определение степени диссоциации
  • Теория электролитов.Степень диссоциации.Числа переноса

Раздел 10 Электродные процессы. Общее заключение

  • Электрохимия окислительно- восстановительных процессов
  • Термодинамика электродных процессов
  • Типы электродов

Результаты обучения

В результате обучения студент способен:

  • Применять методы формальной кинетики при анализе химических превращений веществ;
  • вычислять скорости химических реакций по экспериментальным данным и выполнять расчеты параметров кинетического уравнения;
  • вычислять энергию активации для химических реакций и находить температурную зависимость скорости химической реакции;
  • использовать законы диффузии для анализа процессов массопереноса вещества;
  • владеть методами описания гетерогенных химических реакций и определять лимитирующую стадию процесса;
  • владеть методами описания твердофазных химических реакций.

Формируемые компетенции

22.03.01 Материаловедение и технологии материалов), (11.03.04 Электроника и наноэлектроника), (28.03.01. Нанотехнологии и микросистемная техника)

  • Знать теоретические основы организации и планирования физических исследований, ОПК-1;

  • Знать основы химической кинетики, катализа и электрохимии, ОПК-1;

  • Уметь применять основы химической кинетики, катализа и электрохимии при описании полученных экспериментальных результатов, ОПК-1;

Направления подготовки

07.00.00 Архитектура
08.00.00 Техника и технологии строительства
09.00.00 Информатика и вычислительная техника
10.00.00 Информационная безопасность
11.00.00 Электроника, радиотехника и системы связи
12.00.00 Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии
13.00.00 Электро- и теплоэнергетика
14.00.00 Ядерная энергетика и технологии
15.00.00 Машиностроение
16.00.00 Физико-технические науки и технологии
17.00.00 Оружие и системы вооружения
18.00.00 Химические технологии
19.00.00 Промышленная экология и биотехнологии
20.00.00 Техносферная безопасность и природообустройство
21.00.00 Прикладная геология, горное дело, нефтегазовое дело и геодезия
22.00.00 Технологии материалов
23.00.00 Техника и технологии наземного транспорта
24.00.00 Авиационная и ракетно-космическая техника
25.00.00 Аэронавигация и эксплуатация авиационной и ракетно-космической техники
26.00.00 Техника и технологии кораблестроения и водного транспорта
27.00.00 Управление в технических системах
28.00.00 Нанотехнологии и наноматериалы
29.00.00 Технологии легкой промышленности

Петелин Александр Львович

Доктор физико-математических наук, профессор
Должность: Профессор каф.физической химии НИТУ «МИСиС»

сертификат об окончании курса

Сертификат

Сертификат участника выдается при достижении 75% от общего рейтинга при условии сдачи работ до жесткого дедлайна. Сертификат с отличием выдается при достижении 95% от общего рейтинга при условии сдачи работ до мягкого дедлайна.

Похожие курсы