Физическая химия (стр. 8 )

3.  Принципы и механизмы электролитической диссоциации. Изотонический коэффициент, его связь со степенью диссоциации. Закон Оствальда.

4.  Основные положения теории сильных электролитов. Коэффициент активности. Ионная сила раствора.

5.  Электропроводность растворов электролитов. Удельная и эквивалентная электропроводность. Закон Кольрауша.

6.  Теория возникновения скачка потенциала на границе металл – раствор. Уравнение Нернста. Стандартные электродные потенциалы. Электрохимический ряд напряжения.

7.  Гальванические элементы: химические и концентрированные. Измерение и вычисление ЭДС. Характеристика электрохимических цепей гальванических элементов.

8.  Классификация электродов. Электроды для измерения рН: водородный, стеклянный, хингидронный.

9.  Скорость химической реакции: средняя и истинная. Кинетический порядок. Молекулярные реакции. Метод определения порядка химической реакции.

10.  Задачи химической кинетики. Классификация химических реакций в кинетике. Закон действующих масс. Зависимость скорости химических реакций от температуры. Уравнение Аррениуса. Энергия активации.

11.  Цепные фотохимические реакции. Значение фотохимических реакций в природе. Законы Эйнштейна.

12.  Катализ. Особенности и классификация каталитических процессов. Гомогенный катализ.

Задания для проведения контрольной работы

Темы: «Термодинамика», «Химическая кинетика», «Электрохимия»

Вариант 1

1.  Температура замерзания бензола 5,5 ºС, а раствора, содержащего в бензоле массой 25,04 г неизвестное вещество массой 0,4678 г, 4,872 ºС. Криоскопическая постоянная бензола 5,12 К кг/моль. Вычислите относительную молекулярную массу неизвестного вещества.

2.  Вычислите стандартный потенциал йода, если ЭДС элемента при 25 ºС равна 0,894 В. Напишите уравнения реакций, протекающих в элементе: Pt, H2 (p=101.3 кPa) | HI а+=0,001) | I2(т), Pt

3.  Во сколько раз увеличится скорость химической реакции при повышении температуры от 200 до 500 ºС, если температурный коэффициент скорости реакции равен 2?

Вариант 2

1.  При 30 ºС давление пара этилового эфира равно 863,6 гПа. Насколько понизится давление пара при этой температуре, если в эфире массой 300 г растворить анилин массой 2,79 г?

2.  Удельная электрическая проводимость раствора соляной кислоты массовой долей 30% при 18 ºС равна 0,662 См/см, а плотность раствора 1,152 г/см3. Определите эквивалентную электрическую проводимость раствора.

3.  Определите порядок реакции и среднее значение константы скорости реакции гидролиза уксуснометилового эфира в щелочной среде, используя следующие опытные данные:

время, мин 0 30 60 120 150

с NaОН, моль/л 2,2 1,6 1,4 1,3 1,2

Вариант 3

1.  Давление пара воды при 50 ºС равно 123,3 гПа. Сколько граммов глюклзы нужно растворить в воде массой 270 г, чтобы давление пара над раствором понизилось на 0.7 гПа?

2.  ЭДС элемента равна 0,083 В при 25 ºС. Определите потенциал медного электрода. Напишите уравнения реакций, идущих в элементе: Hg | Hg2Cl2, KCl насыщ. || CuSO4 (a+=0,5) | Cu.

3.  Определите порядок реакции и среднюю константу скорости реакции разложения N2O5, растворенного в четыреххлористом углероде при 45ºС, используя следующие опытные данные:

Время, мин 0 5,7 16,9 35,51

СNaOH, моль/л 2,08 1,67 1,11 0,55

Вариант 4.

1.  Сколько бензойной кислоты (С7Н6О2) растворено в уксусной кислоте массой 100 г, если температура замерзания последней понизилось на 0,824 ºС? Криоскопическая постоянная уксусной кислоты 3,9 К кг/моль.

2.  Рассчитайте Кр и ΔGº при 20 ºС для реакции: CuSO4*4NH3 (т) = CuSO4*2NH3 (т) + 2 NH3 (г), если равновесное давление NH3 равно 0,082 атм.

3.  Постоянная сосуда для определения сопротивления раствора равна 4,264 см-1. вычислите сопротивление раствора нитрата калия молярной концентрации 0,2 моль/л, измеренное в этом сосуде при 18 ºС. Эквивалентная электрическая проводимость этого раствора равна 98,7 см см2/моль.

Вариант 5.

1.  Реакция между веществами А и В выражается уравнением: А+ 2В = С. Начальная концентрация (А) равна 0,3 моль/л, а концентрация (В) – 0,5 моль/л. Константа скорости реакции равна 0,4 л2моль-2мин-1. Чему будет равна скорость реакции в момент ее начала и по истечении некоторого времени, когда концентрация (А) уменьшится на 0,1 моль?

2.  Рассчитайте тепловой эффект реакции окисления газообразного фосфора парами воды Р4 + 10Н2О = Р2О5 = 10 Н2, если известно, что теплоты необходимых для расчета процессов равны (кДж/моль): а) сублимации твердого фосфора – 53,4; б) испарения воды – 44,0; в) образование жидкой воды - -286; г) сгорания фосфора – 1545,6.

3.  Потенциал кадмиевого электрода в растворе Cd(NO3)2\(H2O) = 0,1 моль/л при 25 ºС равен – 0,441 В. Средний коэффициент активности Cd2+ равен 0,516. Вычислите стандартный электродный потенциал кадмия и полученную величину сравните с табличной.

Вопросы к экзамену

1.  Предмет химической термодинамики. Основные понятия: тело, система, состояние, процесс. Формы существования материи. Уравнения состояния идеального газа Менделеева – Клапейрона.

2.  Первый закон термодинамики. Математическое выражение и частные случаи уравнения первого закона.

3.  Понятие о тепловом эффекте реакции. Закон Гесса и вытекающие из него следствия. Термохимические уравнения. Тепловой эффект при изобарном и изохорном процессах. Энтальпия.

4.  Формулировка второго закона термодинамики (Клаузиуса и Томсона). Энтропия. Статистический характер второго закона термодинамики. Уравнение Больцмана.

5.  Цикл Карно. Коэффициент полезного действия. Термодинамика обратимых и необратимых процессов.

6.  Термодинамические потенциалы Гиббса и Гельмгольца. Условия протекания самопроизвольных процессов. Максимальная работа процесса и химическое сродство.

7.  Теплоемкость: удельная и молярная, истинная и средняя. Зависимость теплоемкости от температуры.

8.  Понятие о химическом равновесии. Константы равновесия. Уравнения изотермы, изобары, изохоры химических реакции. Зависимость константы равновесия от температуры (уравнения Вант - Гоффа).

9.  Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса. Диаграммы одно - , двух-, трехкомпонентных систем.

10.  Понятие о растворах. Их классификация. Законы Рауля – Генри. Качественная и количественная характеристика растворов.

11.  Свойства разбавленных растворов: давление насыщенного пара растворителя над раствором, температуры замерзания и кипения (криоскопия и эбуллиоскопия), осмос и осмотическое давление (закон Вант – Гоффа).

12.  Принципы и механизмы электролитической диссоциации. Изотонический коэффициент, его связь со степенью диссоциации. Закон Оствальда.

13.  Основные положения теории сильных электролитов. Коэффициент активности. Ионная сила раствора.

14.  Электропроводность растворов электролитов. Удельная и эквивалентная электропроводность. Закон Кольрауша.

15.  Скорость химической реакции: средняя и истинная. Закон действующих масс Кинетический порядок. Молекулярные реакции. Метод определения порядка химической реакции.

16.  Задачи химической кинетики. Классификация химических реакций в кинетике.. Зависимость скорости химических реакций от температуры. Уравнение Вант-Гоффа. Уравнение Аррениуса. Энергия активации.

17.  Цепные фотохимические реакции. Значение фотохимических реакций в природе. Законы Эйнштейна.

18.  Катализ. Особенности и классификация каталитических процессов. Гомогенный катализ.

19.  Гетерогенный катализ. Роль адсорбции в катализе. Промотирование. Отравление катализаторов

20.  Теория возникновения скачка потенциала на границе металл – раствор. Уравнение Нернста. Стандартные электродные потенциалы. Электрохимический ряд напряжения.

21.  Гальванические элементы: химические и концентрированные. Измерение и вычисление ЭДС. Характеристика электрохимических цепей гальванических элементов.

22.  Классификация электродов. Электроды для измерения рН: водородный, стеклянный, хингидронный.

23.  Закон электролиза Фарадея. Выход вещества по току. Перенапряжение электрохимической реакции.

10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования компетенций.

Форма промежуточной аттестации –экзамен. Согласно модульно-рейтинговой системе оценивания знаний, все формы аудиторной и самостоятельной работы, выполняемые студентом в течение семестра, оцениваются в 100 баллов.

Студенты, набравшие по дисциплине в период проведения текущего контроля от 35 до 60 баллов, допускаются к экзамену. Если в период проведения текущей аттестации студент набрал 61 балл и более, то он автоматически получает экзаменационную оценку в соответствии со шкалой перевода, но в то же время он имеет право повысить оценку, полученную по итогам рейтинга (удовлетворительно, хорошо), путем сдачи экзамена.

11. Образовательные технологии.

Обязательными для данной основной образовательной программы являются следующие формы организации обучения: лекции, семинары, практические работы, самостоятельная аудиторная работа, самостоятельная внеаудиторная работа, тестовые задания, консультация.

В учебном процессе широко используются активные и интерактивные формы проведения занятий: деловые и ролевые игры, анализ конкретных ситуаций, мастер-классы, экспертиза самостоятельных работ студентов. В сочетании с аудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков студентам предлагается выполнение самостоятельных работ (домашнее задание)

12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины (модуля).

12.1 Основная литература:

1.  Афанасьев, химия [Электронный ресурс]/ , .- М:Лань,2012.-416с. - Режим доступа.-http://e. /books/element. php? pl1_id=4312.- Загл. с экрана.

2.  Основы физической химии [Электронный ресурс] : учебное пособие : в 2 ч.: Теория / [и др.].—3-е изд. (эл.).—М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013.—(Учебник для высшей школы). ISBN 978-5-9963-2106-3 (Ч. 1) ISBN 978-5-9963-0377-9; http:///catalog. php? bookinfo=485700

3.  Кругляков, П. М.

Физическая и коллоидная химия : учеб. пособие / , . - 2-е изд., испр. - Москва : Высшая школа, 2007. - 319 с

4.  Салем, Р. Р.

Физическая химия. Термодинамика : учеб. пособ. / - Москва : ФИЗМАТЛИТ, 2004. - 352 с.

12.2 Дополнительная литература:

1.  Байрамов, В. М.

Основы электрохимии : учеб. пособие для студ. вузов / - Москва : Академия, 2005. - 240 с

2.  Гольфман, М. И.

Практикум по физической химии: учебное пособие / . Санкт – Петербург :- Лань, 2002.-256с.

3.  Еремин, В.В.

Основы физической химии. Теория и задачи: учебное пособие для вузов/ , , .- Москва: - Экзамен,2002.- 480с.

4.  Крылов, О. В.

Гетерогенный катализ : учеб. пособ. для вузов / - Москва : Академкнига, 2004. - 679 с.

5.  Мищенко, К. П.

Практические работы по физической химии. Учебное пособие для вузов/Под ред. , , . – 5-е изд. перераб.-СПб. Изд-во «Профессия», 2002.- 382с.

6.  Стромберг, А. Г.

Физическая химия: учеб. для хим. спец. вузов/ , . - 3-е изд. испр. и доп. - Москва: Высшая школа, 2002.- 527с.

12.3 Интернет-ресурсы:

1.  Портал для химиков [Электронный ресурс]: - Режим доступа: Ошибка! Недопустимый объект гиперссылки.. с экрана.

2.  Химики — Википедия [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://ru. wikipedia. org/wiki. - Загл. с экрана.

3.  ChemNet" - российская информационная сеть [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www. chem. . - Загл. с экрана.

4.  Словари и энциклопедии на Академике[Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://dic. academic. ru.-Загл. с экрана.

5.  Химик. Сайт о химии. [Электронный ресурс]: - Режим доступа: http://www. xumuk. ru. - Загл. с экрана.

13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).

1.ЭБС "Лань" http://e. /

2.ЭБС Библиоклуб http://biblioclub. ru/

3.ЭБС Знаниум http:///

4.ЭНБ http://elibrary. ru/ 

5.ЭБ МЭБ https://icdlib. nspu. ru/

Windows XP/7, Microsoft Office 2003/2007/2010

14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля).

Для обеспечения данной дисциплины необходимы:

1.  колориметр КФК-3;

2.  поляриметр круговой СМ-2;

3.  иономер универсальный;

4.  прибор для определение температуры плавления;

5.  кондуктометр анион -410 К, рН-метр/иономер анион 410К;

6.  рефрактометр ИРФ-23;

7.  спектрофотометр

8.  информационные стенды;

9.  реактивы, химическая посуда, в соответствии с выполняемой работой.

15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).

Для успешного освоения дисциплины «Физическая химия» в данный учебно-методический комплекс включены тематический план, необходимые понятия, описание тем лекций и занятий, задания для самостоятельной работы, вопросы для самоконтроля, тестовые задания с вариантами ответов, темы рефератов и рекомендации для их оформления.

Изучение дисциплины определяется федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования (ФГОС ВО). Он определяет государственные требования к минимуму содержания знаний и уровню подготовки выпускника по дисциплине. Стандарт включает самостоятельную работу, направленную на усвоение системы научных и знаний, формирование умений и навыков, приобретение опыта самостоятельной творческой деятельности. СРС следует рассматривать как средство обучения и как форму изыскания новых знаний, что способствует формированию культуры мышления студентов, расширяет познавательную деятельность обучающихся.

Курс завершается сдачей экзамена. Знание теории, наработка и умелое использование выше перечисленных навыков проявляется в самостоятельной работе студентов и является основанием допуска к экзамену.