Физическая химия

Novosibirsk State University via Coursera

Go to class Write review

This course may be unavailable.

Details

This course may be unavailable.

Go to class

Provider

Coursera
Pricing

Free Online Course (Audit)
Languages

Russian
Certificate

Paid Certificate Available
Duration & workload

5 weeks
Sessions

Finished
Level

Intermediate
Subtitles

Russian

Found in

Overview

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ПРЕПАРАТА
Физическая химия позволяет нам описывать все окружающее нас многообразие превращений веществ с помощью простых и элегантных подходов. Физическая химия не очередная лупа, с помощью которой можно подглядывать за кулисы природы, — это мощный и универсальный рычаг, с помощью которого мы можем изменять мир, окружающий нас. По итогам курса вы сможете не только предсказывать возможность протекания практически любой химической реакции, ограничиваясь лишь фантазией, но и получите ключевые инструменты для управления ее скоростью!
Надеюсь, что после прочтения первого абзаца все ринутся в материалы курса, потому что дальше начинается горькая правда. Физическая химия — сплошной обман: это и не химия, и, тем более, не физика. Физическая химия — жалкая попытка математики прорваться в ряд естественных наук! В курсе вы не найдете ничего, кроме боли арифметики и многоэтажных формул…
ДОЗИРОВКА
Курс состоит их пяти недельных терапий, которые предлагается принимать внутрь головы последовательно.
СОСТАВ
Начав с особенностей строения вещества (неделя 1), мы познакомимся с обширными возможностями химической термодинамики, включающей в себя не только тепловые превращения (неделя 2), но и химическое равновесие (неделя 3) наряду с электрохимией (неделя 4), подготовившись тем самым к разговору о химической кинетике (неделя 5).
ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ
Для оценки эффекта по итогам каждой недели и всего курса в целом будет проводиться базовый тест на мелкую моторику пальцев и когнитивные способности. Пациенты, показавшие свыше 70% правильных вопросов, вносятся в специальные списки и получают сертификат о прохождении курса. Пациенты, набравшие >90%, вносятся в список наиболее упорных и получают сертификаты с отличием.
ПОБОЧНЫЕ ЭФФЕКТЫ
Те же из вас, кто постигнет этот дзен, получат совершенно новые, другие глаза, которые покажут истинную природу Вселенной с ее холодной и фатальной предсказуемостью и последовательностью. Этот особый взгляд на мир.
ПЕРЕДОЗИРОВКА
Контрольные группы не показали каких-либо изменений в поведении при передозировке, сохранив прежний уровень сумасшествия.
ПАЦИЕНТЫ, КОТОРЫМ КУРС ПОКАЗАН В ОБЯЗАТЕЛЬНОМ ПОРЯДКЕ
Если вы:
Уже прошли органику и неорганику и не можете остановиться
Школьник, планирующий в скором времени поступать в университет на химическое отделение
Соискатель, штурмующий вершины олимпиадных конкурсов
Студент, чья судьба зависит от физической химии
Просто человек, дочитывающий длинные списки до конца,
— то добро пожаловать в самое занудное путешествие вашего времени!

Узнать об образовательных программах Новосибирского государственного университета: https://education.nsu.ru/bachelor/

Syllabus

Строение вещества

На этой неделе нам важно провести правильную сервировку стола, чтобы быть готовыми к основному блюду физической химии – химической термодинамике! Именно поэтому наш путь начнется со строения вещества, которое, как прочный фундамент, обеспечит устойчивость наших дальнейших построений. В ходе недели мы будем постепенно увеличивать уровень рассмотрения вещества: стартовав с атомов, мы перейдем к молекулам, затем к межмолекулярным связям, финишируя в итоге на рассмотрении отдельных фаз. В ходе первой недели курса Вы сможете: (1) повторить необходимые для наших задач основы строения вещества; (2) построить и проанализировать диаграммы молекулярных орбиталей простейших соединений; (3) предположить геометрическое строение некоторых соединений; (4) проанализировать фазовое состояние вещества.

химическая термодинамика

В данном модуле важно разобраться в базовых аспектах химической термодинамики! Основная цель недели - получить инструмент предсказания возможности протекания химического процесса. Для этого мы будем постадийно собирать свободную энергию Гиббса, рассмотрев такие конструкции, как энтальпия, энтропия и закон Гесса. Мы начинаем активно разбирать практические задачи, включающие в себя значительный объем расчетов. Основываясь на своем опыте взаимодействия с курсами с большим объемом математики, я призываю Вас не просто наблюдать, но «вести» решение с помощью листка и ручки. В ходе недели Вы сможете: (1) обсудить три начала термодинамики; (2) познакомиться с концептом энтальпии; (3) научиться применять закон Гесса на подопытных реакциях; (4) охватить беспорядочность мира с помощью энтропии; (5) проанализировать возможность протекания реакции с помощью концепции энергии Гиббса.

Химическое равновесие

В ходе третьей недели мы сосредоточимся на овладении инструментарием, полученным ранее. Расчет равновесного состава сложной системы, системы, состоящей из множества реакций, возможен с точки зрения математики всегда, поэтому мы в большей степени будем уделять внимание тому, какие данные используются, и как прийти к решению, затратив оптимальный объем времени. Также в ходе этой недели мы уделим особое внимание равновесию в растворе и способам его контроля. В ходе недели Вы сможете: (1) вычислить равновесный состав системы, исходя из табличных термодинамических данных; (2) рассчитывать равновесный состав любого набора химических реакций; (3) обоснованно пренебрегать превращениями, не оказывающими эффекта на окончательный расчет; (4) предположить направление изменения равновесного состава под действием внешних изменений; (5) доказать присутствие ионов в растворе

Электрохимия

IV неделя посвящена электрохимии, которая позволяет нам конвертировать энергию Гиббса в электричество и наоборот. Введение числа Фарадея, а также рассмотрение электронов аналогично химическим веществам позволит нам описывать окислительно-восстановительные процессы как источники потребители электричества. В рамках недели мы познакомимся с электродным потенциалом, гальваническим элементом, электролизом и электрохимическими источниками тока. Я надеюсь, что Вы заметите общность архитектур термодинамики и электрохимии – это позволит значительно упростить рассматриваемый материал.
В ходе недели Вы сможете: (1) обновить свои знания в области окислительно-восстановительных реакций; (2) рассчитать ЭДС любого гальванического элемента на основании табличных данных и уравнения Нернста; (3) использовать три основных правила электролиза; (4) обсуждать различные типы архитектуры электродов; (5) построить электрохимический источник тока.

Химическая кинетика

Обсудив все аспекты установления химического равновесия, мы приходим к вопросу его реального достижения. Впервые в курсе мы вводим понятие времени, а также потенциальных барьеров, препятствующих мгновенному превращению окружающего нас органического мира в углекислый газ и воду. Познакомившись с концептами скорости химической реакции и закона действующих масс, мы сможем расширить доступные нам границы формальной кинетики до сложных процессов, а также описать такие практически важные параметры как порядок реакции и энергия активации. Закрывать же блок мы будем обсуждением катализа, который позволяет перехитрить кинетику и ускорить процессы.Эта неделя будет самой насыщенной и, возможно, сложной. Хоть и использование дифференциально-интегрального исчисления в рамках данного курса будет сведено к необходимому минимуму, я призываю Вас обновить эти знания при необходимости. По итогам V недели Вы сможете: (1) выделить простые процессы и записать уравнения их скорости; (2)вывести зависимость концентрации химических веществ от времени для сложных процессов; (3) находить порядок реакции из экспериментальных данных; (4) обсуждать энергетические барьеры химических реакций, а также температурную зависимость их скорости; (5) узнать основные особенности катализа.