Главная страница ИД «Первого сентября»Главная страница газеты «Первое сентября»Содержание №9/2002

Вторая тетрадь. Школьное дело

УЧЕБНИКИ
 

Вячеслав ЗАГОРСКИЙ,
канд. хим. наук (специальность кинетика и катализ),
преподаватель кафедры общей химии МГУ

Популярная (для доцентов) физическая химия

Популярная физическая химия Зимон А.Д.
Популярная физическая химия
М.: “Радэкон”, 2000. – 176 с.

Чрезвычайно редко в книгах по химической термодинамике указываются сила и слабость этого направления физической химии. В данном учебном пособии “философия термодинамики” представлена великолепно: “Термодинамика оперирует усредненными характеристиками множества частиц, ответственных за поведение этого множества как единого целого, не учитывая движение каждой частицы (иона, атома, молекулы), в этом проявляется статистический характер термодинамики.
В основе термодинамики лежит ассоциативный подход к изучению процессов и явлений, который исключает рассмотрение молекулярной структуры объектов и предполагает использование только параметров, отражающих состояние изучаемого объекта.
Абстракция позволяет рассматривать процессы и явления независимо от состава системы – в этом сильная сторона термодинамики. В то же время игнорирование свойств реальных систем – определенная слабость термодинамического подхода. Только сочетание абстракции с конкретными свойствами реальных систем может дать полное представление о процессах и явлениях”.
Обычно в процессе преподавания химической термодинамики наиболее продвинутые студенты спрашивают: “Зачем нам изучать не существующие в реальном мире изолированные системы (они не обмениваются с окружающей средой ни веществом, ни энергией)?” В этом пособии ответ дан уже на стр. 8: “Если изолированных систем практически нет, то какая необходимость их рассматривать? Необходимость есть – отсутствие связи с окружающей средой позволяет изолированную систему представить как идеализированную модель, воспроизводящую реальные процессы, с тем, чтобы распространить их на неизолированные системы. В дальнейшем мы можем убедиться в правомерности подобного подхода”.
На стр. 44 представление о модельном характере химической термодинамики дополняется очень важным комментарием: “Любую химическую реакцию можно рассматривать как удаление из системы определенного количества исходных веществ и добавление в нее продуктов реакции”.
На стр. 11 четко разъяснен смысл стандартного “ступенчатого” графика РV-зависимости – неравновесные ступеньки сливаются в равновесную кривую.
Хорошо объяснен смысл рассмотрения изменений теплового эффекта при постоянной температуре на стр. 19; очень кстати напоминание про разницу между просто дифференциалом и полным дифференциалом на стр. 18.
Хотя автор и указывает в заключение на невозможность описать всю физическую химию в малом объеме текста, его можно дополнить: к задаче о ресторане “Седьмое небо” на стр. 20 (после пожара она вряд ли актуальна) нужна таблица энергетической ценности основных пищевых продуктов; следует дать значение энтальпии реакции спиртового брожения на стр. 21.
Мелкие неточности:
на стр. 25 не указано, на моль чего вычислена энтальпия реакции; в примере с самовытаскиванием Мюнхгаузена из болота (стр. 30–31) процесс вполне возможен “за счет самой системы” – нужны только точки опоры или веревка, закрепленная вне болота, а внешняя энергия не обязательна;
работа на стр. 37 обозначена той же буквой W, что и термодинамическая вероятность на стр. 34–35 – это запутывает студента;
в главе 6 (Строение вещества) очень не хватает живого примера – спектра и информации, получаемой на его основе (см., например, книгу В.Р.Полищука “Как исследуют вещества”, 1989, биб-ка “Кванта”). В определении на стр. 103: “...степень диссоциации... не может быть равна нулю” – нужно дополнение “для электролитов” – это не столь очевидно для студентов;
указание на связь размеров иона с его подвижностью на стр. 109 противоречит экспериментальным данным, приведенным на стр. 110;
в разделе 9 (Химические источники тока) есть подзаголовок “Автомобиль не роскошь...”, но так и не приведена схема работы свинцового аккумулятора – ведь многие студенты им пользуются в своих автомобилях, как, впрочем, и щелочными никелевыми аккумуляторами (тоже нет схемы) в сотовых телефонах. В том же разделе (стр. 121) – на самом деле в аккумуляторы (и кислотные, и щелочные) периодически доливают не электролит, а дистиллированную воду (если доливка предусмотрена вообще).
Обычно при знакомстве с новым учебником по физической химии (для школы или вуза – не важно) следует сразу смотреть раздел про кинетическое уравнение или закон действующих масс. Если концентрации реагирующих веществ даны в степенях, равных коэффициентам из уравнения реакции – учебник содержит грубую ошибку (к сожалению, это часто встречается). В данном пособии эти коэффициенты совпали (стр. 132), что подтверждено определением (стр. 133). И только при внимательном прочтении стало ясно, что автор не ошибся – имеется в виду не любая, а элементарная химическая реакция. Но методическая ошибка все-таки есть: в 1867 г. К.М.Гульдберг и П.Вааге установили, что скорость реакции пропорциональна “действующим массам” (так тогда называли концентрации) в некоторых степенях, без жесткой связи со стехиометрическими коэффициентами. А при заучивании формулы и определения студент может легко забыть, что речь идет об элементарной (одностадийной) химической реакции. Так что лучше не “осовременивать” определение.
В целом учебное пособие не оправдывает названия “Популярная” физическая химия – в нем очень много формул (интегралы со стр. 15 и далее) и сложных рассуждений. Но оно будет чрезвычайно полезно для преподавателей физической химии (прежде всего химической термодинамики), для студентов, уже прочитавших основной учебник того же автора (Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф. “Физическая химия”, М., 2000) и готовящихся к экзамену.


Ваше мнение

Мы будем благодарны, если Вы найдете время высказать свое мнение о данной статье, свое впечатление от нее. Спасибо.

"Первое сентября"



Рейтинг@Mail.ru