Физическая химия. Кинетика

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.

Присоединяйтесь к Telegram-каналу Онлайн-курсы НИТУ МИСИС или пишите на openedu@misis.ru. Мы ответим на все ваши вопросы.

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

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».

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

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.

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;

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