关于一些热力学公式使用条件的讨论

物理化学中的热力学公式在不同条件下有不同的衍变形式,极易诱导学生产生错误理解。通过实例分析,对热力学能和焓变化计算公式、赫姆霍兹自由能和吉布斯自由能判据、热力学基本方程等的使用和理解中存在的一些问题予以讨论。     

化学动力学发展的前沿与展望

化学动力学作为物理化学学科的一个分支已有很久的历史,并概括为研究化学反应的机理与速率的科学。化学动力学的发展经历了从现象的观察到理论的分析,从宏观的测量到微观的探索,因而它又分为宏观化学动力学和微观反应动力学,后者又称分子反应动力学。1928年M. Polanyi研究Na_2+Cl_2反应的机理,相继建立了多维势能面来研究反应的进程,被誉为微观反应动力学诞生的里程碑。七十年代以来,分子束和激光技术的发展并在动力学研究中广泛应用,促使反应动力学的研究得到长足进步。1986年诺贝尔化等奖授予这个领域的三位著名化学家D. R. Herschbach,Y. T. Lee和J. C. Polanyi,标志着化学反应动力学的重要性,以及目前已经取得的进展和达到的水平。     

关于反应级数的确定方法

研究化学反应动力学 ,一般首先从实验数据确定其反应级数 ,这不仅是因为反应级数体现浓度对反应速率的影响程度 ,而且是推测反应机理的最重要依据。大多物理化学教材中 ,详细讨论了形式为 - ｄｃｄｔ=ｋｃｎ 类型速率方程的反应级数的确定方法 ,主要有 3种 :积分法 ,微分法和半衰期法。本文将从实用性和准确性的角度予以讨论 ,并提出一个合适的和方便的方法。　　 (1 )关于微分法。将速率方程取对数 :ｌｎ - ｄｃｄｔ =ｎｌｎｃ +ｌｎｋ ,则ｌｎ - ｄｃｄｔ ～ｌｎｃ为线性关系 ,其斜率为ｎ。求ｎ的具体步骤为 :作ｃ～ｔ曲线 ;在曲线上取若…     

开发一个简易可行的化学动力学实验

介绍如何用实验探究亚硝酸钠和氯化铵在弱酸催化条件下的化学反应级数、反应速率常数、活化能等化学动力学参数,并讨论了该反应作为普通化学和物理化学动力学教学实验的操作条件。     

次甲基硅SiH与HF反应的热力学及动力学性质研究

在量子化学对SiH与HF反应计算的基础上,运用统计热力学和Wigner校正的Eyring过渡态理论计算了该反应在200～2000K温度范围内的热力学函数、平衡常数、频率因子A和速率常数随温度的变化。计算结果表明该反应在低温下具有热力学优势,而在高温下具有动力学优势。该反应在研究的温度范围内是一放热、熵减少的反应,反应的速率常数随温度的升高而增大,且服从Arrhenius定律。     

新型储氢材料及其热力学与动力学问题

氢能作为一种理想的二次能源受到了国内外科研工作者的广泛关注,研制可以在室温和较低压力下方便、安全、高效地储存氢能的材料是氢能发展的瓶颈.到目前为止,固态储氢材料以能量密度高及安全性好等优势被认为极具应用前景,其中以轻质元素构成的氢化物(包括硼氢化物/铝氢化物(可用通式A(MH4)n表示,其中A是碱金属(Li,Na,K)或碱土金属(Be,Mg,Ca);M是硼或铝;n=1～4)、氨基氢化物(如LiNH2等))、氨硼烷(NH3BH3)、金属有机骨架材料(MOFs)是新型储氢材料研究领域的热点,本文将着重就目前这几类储氢材料的研究当中所涉及到的一些热力学及动力学问题进行总结探讨.     

介绍一种处理动力学数据的新方法

介绍一种处理动力学数据的新方法——反应进程动力学分析法（Reaction Progress Kinetic Analysis）。该方法通过反应速率除以一个反应物的浓度对另外一个反应物的浓度作图,结合不同超额浓度和相同超额浓度的3个实验,得到反应级数以及催化剂稳定性等信息。     

非平衡化学反应的热力学

化学现象是由反应速率表征的,只有在非平衡条件下化学反应过程才会呈现出非零的反应速率.因此化学现象本身是一种非平衡现象,化学热力学应属于非平衡态热力学(也称不可逆过程热力学)的范畴.但是传统的化学热力学主要限于研究平衡态和可逆过程,其主要原因是长期以来整个非平衡态热力学缺乏一个较为令人满意的理论.但在最近二、三十年间非平衡态热力学取得了巨大的进展.本文简要讨论与化学反应有关的非平衡态热力学的进展.     

关于化学反应初始速率测定的讨论

关于化学反应初始速率测定的讨论常照荣，冯光瑛（河南师范大学化学系４５３００２）在化学动力学的研究中，常常需要测量某一时刻或初始时刻的反应速率。常用的方法是：作出某一反应物或产物的浓度随时间变化的反应动力学曲线，然后借助于镜面法等方法测量出相应时刻曲线...     

甲基硅乙烯异构化反应的理论研究 用从头算结果讨论其热力学、动力学性质

The titled isomerizaton of methylsilene has been studied at ab initio level. Theharmonic vibrational frequencies of reactant, product and transition state, the barrier energy, reaction heat, equilibrium constant and rate constant are calculated. The results indicate that this reaction is exothermic, spontaneous and high temperature above 900 K is favourable for the isomerization. The prediction is in agreement with experiment.     

LiCl-KCl-CeCl3熔盐结构与热力学的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟的方法,研究了LiCl-KCl-CeCl₃熔盐中CeCl₃的结构性质和热力学,获得了LiCl-KCl-CeCl₃熔盐中密度与组成、密度与温度的关系数据;径向分布函数g_Ce-Cl(r)的第一个峰位置为0.259nm, Ce³⁺对应的第一个配位数约为6.9;混合熔盐中计算数据与纯熔盐中数据的差异可以解释为混合熔盐中Ce³⁺和Cl^-的相互作用比纯的CeCl₃更强; LiCl-KCl熔盐中Ce³⁺的自扩散活化能为22.5 kJ·mol^-1,从活化能的本质来说, Ce³⁺自扩散所需要克服的能垒要略低于U³⁺(25.8 kJ·mol^-1)。当Ce³⁺的摩尔分数从0.005增加到0.05时,其指前因子从31.9×10^-5 cm²·s^-1减少到21.8×10^-5 cm²·s^-1;随着Ce³⁺摩尔分数从0.005增长到0.05,单位体积内(忽略总体积的变化)Ce³⁺的增加意味着其扩散阻力增加,而自扩散的能力降低,导致了指前因子的减小。     

苦味酸在聚酰胺树脂上的吸附热力学及动力学

在静态下,考察了温度对聚酰胺树脂吸附水溶液中苦味酸的影响,探讨了吸附的热力学、动力学规律.结果表明:温度对吸附的影响较小,等温吸附规律可用Freundlich或Langmuir方程表示;吸附过程为熵驱动的吸热、熵增的自发过程;属物理吸附范畴;吸附动力学规律可用q=aeb/t吸附速率方程表示,属颗粒内扩散控制.     

两性聚电解质溶液的分子热力学模型和分子动力学模拟

从带电硬球混合物出发采用化学缔合理论建立了聚电解质和两性聚电解质溶液的分子热力学模型.用考虑溶剂的粘滞力和热浴随机力作用的分子动力学(MD)方法模拟了聚电解质和两性聚电解质溶液的渗透系数.对模型预测结果和MD模拟结果进行了比较,表明基于化学缔合理论的分子热力学模型可以用于聚电解质溶液和两性聚电解质溶液热力学性质的预测,对于均聚电解质溶液效果令人满意,对由直径不同的离子构成的聚电解质溶液,模型的预测效果变差,有待进一步改进.该模型对两性聚电解质溶液渗透系数的预测效果比对聚电解质溶液的预测效果更好.     

十六烷基氯化吡啶溶剂气浮的热力学及动力学研究

研究了表面活性剂十六烷基氯化吡啶(HPC)的溶剂气浮回收动力学及热力学规律。通过测定不同温度及浓度下HPC的表面张力, 得到了HPC在气-液界面的标准吸附表面自由能为-33.17 kJ/mol。HPC的溶剂气浮过程符合一级动力学方程,表观速率常数k的值随气体流速升高而增加,随温度升高而降低。     

含醇溶液的热力学研究Ⅱ.醇的水溶液的超额焓

提出了一个醇与水混和的热力学模型，它由三步组成，分别考虑了醇与水的物 理混合，醇和水的自缔合破坏以及它们间的交叉缔合．据此建立了一个超额焓方程 ．检验的结果表明，它能满意地描述含醇水溶液的超额焓随组成和温度的变化规律．     

The Study of Separation and Thermodynamics of Adsorption of the Enantiomers of Ethofumasate on a Modified Cellulose

Abstract

Cellulose and cellulose derivatives are biopolymers that are often used as stationary phases for the separation of enantiomers. Describing the mechanism of such separations is a difficult task due to the complexity of these phases. In the present study, direct enantiomeric resolution of ethofumesate has been achieved, using hexane as the mobile phase with various alcoholic modifiers on cellulose tri(3,5‐dimethylphenylcarbamate) chiral stationary phase (CDMPC CSP). The influence of the mobile phase composition and the column temperature on the chiral separation was studied. It was found that at a constant temperature and within a certain range of alcohol modifier concentration, the conformation of the polymeric phase, and the selective adsorption sites were not affected by alcohol modifier concentration. The type and the concentration of the alcoholic modifiers influenced the retention factor and the separation factor. Ethofumesate gained the best enantioseparation using sec‐butanol as alcoholic modifier at 25°C with α‐value 1.70. And the separation factor decreased with the increase of the column temperature. The van't Hoff plots were linear (R ²>0.96) for ethofumesate from 25°C to 50°C. That showed the enantioselective interactions do not change over the temperature range studied. Furthermore the values of ΔH° and ΔS° were both negative, which indicated an enthalpy‐driven separation. And the possible chiral recognition mechanism of the analyte and CDMPC was discussed. It was found that hydrogen bonding plays an important role on enantioseparation of CDMPC CSP. The inclusion and fitness of solute shape in the chiral cavity significantly contributed to the enantioseparation of solute.     

X-5大孔树脂吸附熊果酸的动力学与热力学特性研究

研究了熊果酸在X-5树脂上吸附的动力学和热力学特性,从物理化学的角度探讨了树脂吸附天然产物的机理。动力学结果表明,在pH=6.36时,熊果酸在X-5树脂上吸附量最大,吸附量为0.1016mmol/g。热力学结果表明,不同温度下熊果酸在X-5树脂上的等温吸附符合Langmuir方程和Freundlich方程,吸附热焓变?Hm=58.77kJ/mol,熵变?Sm=0.23kJ/mol·K,吉布斯自由能?Gm随温度升高向负方向增加。以上热力学参数表明,熊果酸在X-5树脂上的吸附属于自发的物理吸附过程,且在X-5大孔树脂吸附熊果酸过程中,液固界面间增加了随机性吸附。