《清华大学类教材:基础物理化学(下册)》侧重于物理化学基本理论和基础知识的介绍。分为上下两册,共12章。上册包括第1章至第7章,内容有:绪论,气体,热力学第一定律,热力学第二定律,统计热力学基础及熵的统计意义,溶液热力学,相平衡,化学平衡。下册包括第8章至第12章,内容有:电解质溶液,电化学平衡,应用电化学,表面化学与胶体的基本知识,化学动力学基础。每册末均有附录,各章安排了丰富的例题和习题,并附有参考答案。
《清华大学类教材:基础物理化学(下册)》可用做高等学校化学、化工、生物、材料等专业的教材,以及研究生入学考试参考书,并供相关科技人员参考。
本书是在1995年编著的《物理化学》(上、下册)基础上改写而成的。《物理化学》已出版多年,经8次重印,受到读者欢迎。近些年来物理化学课程教学,从内容到形式都进行了许多改革,《物理化学》已不能完全满足当前的教学要求。部分读者和出版单位都希望作者将该书进行一些修改,于是特编写本书,以期本书能在相关专业人才培养方面发挥更好的作用。考虑到教材使用的连续性,本书保持了《物理化学》的内容结构和框架,对部分内容进行了修改。因此,本书实际上是《物理化学》的再版。就其知识内容而言,本书主要介绍物理化学的最基本知识,故将书名定为《基础物理化学》(上、下册)。
物理化学是一门重要的化学类专业基础课,对于学生理性思维和科研素养的培养训练尤其重要。由于理论性较强,难于自学,许多学生往往把它看作最难的一门化学课,甚至称之为“老虎课”。作者在清华大学从事物理化学课程教学多年,深知该课程中哪些基础知识对化学人才培养至关重要,同时了解学生在学习过程中的困难所在。努力为本科生打好坚实的物理化学基础,是作者多年组织教学内容的宗旨。因此,为学生编写一套突出基础知识且便于自学的物理化学教材是作者多年的夙愿,本书正是在这种背景下编写的,也是作者编写本书的初衷。
本书是在总结多年来本科物理化学教学工作的基础上编写的,适用于以物理化学为主干课程的化学、化工等各类专业。本书除绪论外,共分气体、热力学第一定律、热力学第二定律、统计热力学基础及熵的统计意义、溶液热力学、相平衡、化学平衡、电解质溶液、电化学平衡、应用电化学、表面化学与胶体的基本知识、化学动力学基础等12章。本书对内容的难点力争给出详尽的解释,以期降低读者的学习难度。
书中标注*的章节分为两类: 一类的内容难度较小,一般可以通过学生自学达到基本要求; 另一类的内容则超出教学要求,是为学有余力或对本学科极有兴趣的部分学生准备的。总之,以*标出的章节教师可根据学时情况和学生的具体条件进行较灵活的安排,或安排学生自学,或以讲座形式讲授。这对培养学生的自学能力和因材施教都是有帮助的。
书中的量和公式,一律采用国家法定计量单位及SI单位制。为了利于读者掌握基本内容,书中的基本公式均加阴影标出。对于这些公式,建议能在理解的基础上记忆,以便能够熟练地应用。考虑到查阅手册上标准数据的方便,书中的标准压力一律采用101325Pa的规定。
本书的出版得到清华大学出版社的鼎力支持,编者在此深致谢意。
由于编者水平有限,书中难免存在不当之处甚至错误,热切希望读者多提意见,以利进一步改进和提高。
朱文涛
2011年6月于清华园
第8章 电解质溶液
8.1 电化学系统
8.2 电解质溶液的导电机理与Faraday定律
8.2.1 电解质溶液的导电机理
8.2.2 物质的量的基本单元
8.2.3 Faraday电解定律
8.3 离子的电迁移
8.3.1 离子的电迁移率
8.3.2 离子的迁移数
8.3.3 离子迁移数的测定
8.4 电解质溶液的导电能力
8.4.1 电导与电导率
8.4.2 摩尔电导率
8.4.3 摩尔电导率的测定
8.4.4 摩尔电导率的决定因素
8.5 单个离子对电解质溶液导电能力的贡献
8.5.1 导电能力的加和性
8.5.2 无限稀薄条件下离子的摩尔电导率
8.6 电导法的应用
8.6.1 水质的检验
8.6.2 弱电解质电离常数的测定
8.6.3 难溶盐溶度积的测定
8.6.4 电导滴定
8.7 强电解质溶液的活度和活度系数
8.7.1 电解质的化学势
8.7.2 离子平均活度和平均活度系数
8.7.3 离子平均活度系数的计算
8.8 电解质溶液中离子的规定热力学性质
8.8.1 规定及其推论
8.8.2 水溶液中离子的热力学性质
8.9 带电粒子在相间的传质方向和限度
8.9.1 电化学势
8.9.2 带电粒子在相间传质方向和限度的判据
习题
第9章 电化学平衡
9.1 化学能与电能的相互转换
9.2 可逆电池及可逆电极的一般知识
9.2.1 电池的习惯表示方法
9.2.2 电极反应和电池反应
9.2.3 可逆电池的条件
9.2.4 可逆电极的分类
9.3 可逆电池电动势的测量与计算
9.3.1 电动势的测量
9.3.2 电动势的符号
9.3.3 电动势与电池中各物质状态的关系——Nernst公式
9.3.4 Nernst公式的理论推导
9.4 可逆电极电势
9.4.1 标准氢电极
9.4.2 任意电极的电极电势
9.4.3 由电极电势计算可逆电池的电动势
9.4.4 甘汞电极
9.5 浓差电池及液接电势
9.5.1 浓差电池
9.5.2 液接电势的产生与计算
9.5.3 盐桥的作用
9.6 根据反应设计电池
9.7 电动势法的应用
9.7.1 求取化学反应的Gibbs函数变和平衡常数
9.7.2 测定化学反应的熵变
9.7.3 测定化学反应的焓变
9.7.4 电解质溶液中平均活度系数的测定
9.7.5 标准电动势及标准电极电势的测定
9.7.6 pH的测定
9.7.7 电势滴定
9.7.8 电势pH图及其应用
9.8 膜平衡
9.8.1 膜平衡与膜电势
9.8.2 膜电势的计算
9.9 离子选择性电极和电化学传感器
习题
……
第10章 应用电化学
第11章 表化学与胶体的基本知识
第12章 化学动力学基础
习题参考答案
附录