Nhiệt Động Hoá Học

HÓA LÝ (Physical Chemistry – Physicochemistry) là một ngành khoa học trung gian giữa hóa học và vật lý. Hóa lý nghiên cứu cơ sở lý thuyết và thực nghiệm của các quá trình hóa học, nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số vật lý, hóa học tới các hệ hóa học và quá trình hóa học.

Nhiệm vụ của hóa lý là tiên đoán sự diễn biến theo thời gian và kết quả của các quá trình hóa học dựa trên những hiểu biết vĩ mô như nhiệt độ, áp suất, nồng độ, khối lượng riêng… và các thông số vĩ mô như cấu tạo, tính chất nguyên tử, phân tử của các chất tham gia quá trình…

Hóa lý ra đời cách nay hơn một thế kỷ. Có thể đánh dấu sự ra đời của nó bằng việc thành lập bộ môn hóa lý đầu tiên ở trường đại học Leipzig (Đức) năm 1887, do Ostwall đứng đầu, mặc dầu trước đó, vào năm 1752 – 1754 ở viện Hàn lâm khoa học Nga, Lomonosov đã giảng giáo trình hóa lý lần đầu tiên và sau đó, năm 1865 Beketov dã giảng hóa lý cho sinh viên ở trường đại học Kharkov.

Ngày nay hóa lý đã phát triển thành một lĩnh vực rộng lớn gồm nhiều ngành như:

– Cấu tạo chất (hóa lượng tử).

– Nhiệt động hóa học.

– Động hóa học.

– Xúc tác.

– Điện hóa học.

– Hóa học bề mặt và các hệ phân tán cao.

Ngoài ra còn có thể kể đến cả hóa quang, hóa phóng xạ, hóa lý cao phân tử, hóa từ…

Phương pháp nghiên cứu của hóa lý rất đa dạng, nó sử dụng các phương pháp nghiên cứu của vật lý, hóa học và của riêng hóa lý. Có thể nêu ra các phương pháp chính là:

– Phương pháp nhiệt động.

– Phương pháp thống kê.

– Phương pháp lượng tử.

Hóa lý là cơ sở lý thuyết của nhiều ngành công nghiệp, nông nghiệp quan trọng như công nghiệp hóa học, công nghiệp lọc – hóa dầu, công nghiệp chế biến thực phẩm, công nghiệp luyện kim, công nghiệp vật liệu xây dựng, hóa nông…

NHIỆT ĐỘNG HÓA HỌC (Chemical Thermodynamic) là một ngành rất quan trọng của hóa lý, nó nghiên cứu các quá trình có liên quan đến hiện tượng truyền nhiệt. Nhiệt động hóa học chứng minh và thiết lập những định luật và hệ thức chính xác mộ là mối quan hệ giữa các dạng năng lượng và các tính chất của hệ mà không đòi hỏi những thông tin về cấu tạo phân tử hay cơ chế của quá trình.

Nhiệt động hóa học còn được chia thành nhiệt động hóa học cân bằng và nhiệt động hóa học không cân bằng. Nhiệt động hóa học cân bằng áp dụng cho những hệ cân bằng và chỉ xét đến trạng thái đầu và trạng thái cuối của quá trình nó không xét đến diễn biến theo thời gian của quá trình. Đây là chỗ mạnh song cũng lại là hạn chế của phương pháp và cần được bổ sung bằng các phương pháp khác như phương pháp nhiệt đóng học thống kê, phương pháp cơ học lượng tử.

Nhiệt động hóa học áp dụng các nguyên lý của nhiệt động lực học vào các hệ hóa học. Nhiệt động lực học sẽ trả lời câu hỏi “Một quá trình sẽ xảy ra theo chiều nào và khi nào thì đạt cân bằng ?”. Nhiệt động hóa học giải quyết các vấn dé:

– Hiệu ứng nhiệt của các quá trình hóa học.

– Cân bằng hóa học.

– Cân bằng pha và lý thuyết dung dịch.

Với những ưu điểm của mình, nhiệt động hóa học còn là cơ sở lý thuyết cho các chuyên ngành khác của
hóa lý.

Với cuốn giáo trình này chúng tôi hy vọng sẽ giúp cho sinh viên và những bạn đọc quan tâm nghiên cứu về nhiệt động hóa học có thêm tài liệu tham khảo. Mặc dù đã cố gắng trình bày các vấn để một cách rõ ràng, đầy đủ và cập nhất những kiến thức mới nhất nhưng chắc rằng cuốn sách không tránh khỏi những thiếu sót. Chúng tôi sẽ rất cảm ơn nếu nhận được những ý kiến đóng góp của bạn đọc.

TÁC GIẢ