Личная книжка студента III курса дневного отделения (стр. 2 )

КИНЕТИКА РЕАКЦИЙ В РАСТВОРАХ

Лекции 34-35. Быстрые и медленные реакции в растворах. Лимитирующая стадия процесса. Диффузионный предел константы скорости быстрой бимолекулярной реакции в растворах. Уравнение Смолуховского.  Электростатический фактор. Связь диффузионного предела с вязкостью среды и температурой. Кинетика медленных реакций в растворах. Влияние сольватационных эффектов на энергию активации процесса. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ в растворах электролитов и неэлектролитов. Уравнение  Бренстеда-Бьеррума. Влияние растворителя на скорость реакций с участием ионов.

Лекции 36-37. Фотохимические и радиационно-химические реакции. Механизм активации. Законы фотохимии. Квантовый выход. Фотофизические процессы при поглощении излучения. Кинетика процессов, происходящих с участием фотовозбужденных молекул. Фотодиссоциация и фотолиз. Фотосенсибилизация. Основные признаки различий реакций с тепловым и фотохимическим инициированием. Фотохимические процессы в атмосфере. Фотосинтез.

Лекции 38-39.  Кинетика  цепных  реакций.  Особенности  и  основные  стадии

цепных реакций. Механизм зарождения, развития и обрыва цепей. Кинетика неразветвлённых и разветвлённых цепных реакций. Роль радикалов в цепных реакциях. Предельные явления в разветвлённых реакциях. Цепной и тепловой

механизм воспламенения. Влияние температуры и давления на скорость цепных реакций.

КИНЕТИКА ГЕТЕРОГЕННЫХ ПРОЦЕССОВ

Лекции 40-44. Классификация гетерогенных процессов: твёрдое - газ, твёрдое - твердое,  твердое - жидкость, газ - жидкость, жидкость - жидкость. Общие закономерности протекания и характерные стадии реакций с участием твердых тел. Дефекты структуры на поверхности твердого тела. Особенности кинетического описания реакций с участием твердых тел. Зародышеобразование новой фазы на поверхности реагента. Принципы подхода к кинетическому  описанию процессов, протекающих без образования барьерного слоя продукта на поверхности реагента (стадии  роста зародышей без их перекрывания, этап перекрывания растущих зародышей и завершающая стадия процесса). Уравнения степенного типа,  Праута-Томпкинса,  Ерофеева-Аврами.

Гетерогенные реакции, скорость которых лимитируется диффузией через барьерный слой продукта реакции. Первый закон Фика. Коэффициент диффузии и его зависимость от природы вещества, агрегатного состояния и температуры. Кинетика реакций, сопровождающихся образованием плоского барьерного слоя. Параболический закон окисления металлов.

Особенности реакций типа “твердое тело-жидкость”.  Кинетические области протекания процесса  (внешнедиффузионная, кинетическая и переходная). Экспериментальные критерии для установления лимитирующей стадии процесса. Кинетика растворения твердых тел в жидкостях.  Диффузионный слой. Коэффициент массопереноса. Влияние температуры на  скорость растворения.

ОСНОВЫ УЧЕНИЯ О КАТАЛИЗЕ

Лекции 45. Каталитические реакции и их классификация. Общие понятия. Активность и селективность действия катализатора. Простейшие механизмы взаимодействия реагентов с катализатором. Порядок реакции по катализатору. Принципы подхода к кинетическому описанию.  Автокатализ.

Лекции 46-47. Гомогенный катализ. Общий и специфический кислотно-основной катализ. Кинетические закономерности. Гомогенный катализ комплексами переходных металлов. Основные стадии процесса. Лимитирующая стадия. Принципы подхода к кинетическому  описанию процесса.

Ферментативный катализ. Основные представления о строении ферментов. Причины их высокой активности и селективности.  Кинетика ферментативных реакций. Уравнение Михаэлиса-Ментен.

Лекции 48-50. Гетерогенный катализ. Классификация гетерогенных катализаторов. Особенности гетерогенно-каталитических реакций. Основные стадии гетерогенно-каталитического процесса. Роль адсорбции в гетерогенно-каталитических реакциях. Изотерма адсорбции Ленгмюра. Активные центры. Закон действующих поверхностей. Кинетическое описание гетерогенно-каталитической реакции. Анализ кинетического уравнения для различных лимитирующих стадий гетерогенно-каталитического процесса. Отравление  катализаторов. Понятие об основных теориях гетерогенного катализа. Мультиплетная теория . Теория активных ассамблей .

СЕМИНАРЫ

Библиографический список

Основной:

, Кудряшов примеров и задач по физической химии. М.: Высш. школа,1991. 572 с. Занятия по физической химии для самостоятельной работы студентов / Под ред. : МХТИ им. . М., 1986. 36 с. , , Старостенко -химический расчет на программируемых микрокалькуляторах / Под ред : МХТИ им. . М., 1987. 72 с. Краткий справочник физико-химических величин / Под ред. и . Л.: Химия, 1983. 234 с.; СПб: Химия, 1999. 232 с.

Дополнительный:

5. , , и др. Сборник вопросов и задач по физической химии для самоконтроля / Под ред. . М.:Высш. школа,1979.118 с.

Спектроскопические методы определения молекулярных постоянных

Элементы статистической термодинамики.

Семинар 1.  Определение момента инерции, колебательной постоянной, коэффициента ангармоничности, энергии диссоциации двухатомных молекул из экспериментальных данных. Колебательные спектры многоатомных молекул.

Таблицы: [4, № 000-110]

Домашнее задание:  [1,с.26, № 1; с.41, № 1 (кроме 7) или 2, № 2]

Семинар 2.  Расчет сумм состояний и распределения двухатомных молекул по вращательным, колебательным и электронным уровням при различных температурахс Статистический расчет термодинамических параметров двухатомных идеальных газов. Применение таблиц функций Эйнштейна для линейного гармонического осциллятора и таблиц молекулярных констант.

Таблицы: [4, № 000-110]

Домашнее задание:  [1,с.122, № 1 (Т=1000 К) или 2, № 4]

Семинар 3.  Итоговое занятие по теме: «Спектральные методы определения молекулярных постоянных. Элементы статистической термодинамики»

Электрохимия

Семинар 4-5.  Растворы электролитов. Расчет удельной (аε) и эквивалентной (λ) проводимостей, степени и констант равновесия электролитической диссоциации в растворах слабых электролитов, рН растворов. Расчет ионной силы, активностей (а +, а+, а), коэффициентов активности в растворах электролитов. Расчет термодинамических свойств ионов. Расчет растворимости малорастворимых солей.

Таблицы: [4, № 61-78]

Домашнее задание:  [1,с.309-311, № 1,3,4 или 2, № 16,17]

Семинар 6.  Итоговое занятие по теме «Растворы электролитов»

Семинар 7-8.  Электродвижущие силы и электродные потенциалы. Запись уравнения реакции, протекающей в гальваническом элементе, определение ее направления. Расчет ЭДС гальванических элементов (химических и концентрационных), расчет констант равновесия, термодинамических характеристик реакций, протекающих в гальванических элементах. Расчет рН, коэффициентов активности.

Таблицы: [4, № 79-84]

Домашнее задание:  [1,с.334-336, № 1,2,3 или 2, № 18,19]

Семинар 9.  Итоговое занятие по теме «Электродвижущие силы и электродные потенциалы»

Формальная кинетика.

Зависимость скорости химической реакции от температуры

Семинар 10. Кинетические уравнения необратимых реакций первого, второго и дробных  порядков. Расчет кинетических параметров. Методы определения порядка реакции. Таблицы: [4,  № 000,136, 137]

Домашнее задание: [1, с.366 (многовар.) или 2, № 20]

Семинар 11. Сложные реакции. Расчет констант скоростей и текущих концентраций для обратимых, параллельных и последовательных реакций первого порядка. Составление кинетических уравнений, построение кинетических кривых обратимых, последовательных и параллельных реакций первого порядка. 

Домашнее задание: [1, с.387(многовар.) или 2, № 21]

Семинар 12. Влияние температуры на скорость химических реакций. Расчеты по правилу Вант-Гоффа и уравнению Аррениуса. Расчет констант скорости и времени полупревращения при различных температурах. Вычисление энергии  активации и предэкспоненциального множителя.

Таблицы: [4, № 000,132,133]

Домашнее задание: [1, с.394 (многовар.) или 10, № 22]

Семинар 13. Итоговое занятие по теме “Формальная кинетика. Влияние температуры на скорость химических реакций”

Теории химической кинетики

Семинар 14. Теории химической кинетики. Расчет констант скорости, предэкспоненциального множителя, энергии активации и стерического фактора по уравнениям теории активных соударений.

Теория переходного состояния. Расчет константы скорости, энтальпий и энтропий активации для реакций первого и второго порядков.

Домашнее задание: [1, с.411, №1, с 413, № 3 или 2, № 23, 24]

Кинетика реакций в растворах. Фотохимические и цепные реакции

Семинар 15. Зависимость скорости реакций в растворах от природы растворителя и ионной силы раствора. Составление кинетических уравнений для неразветвленных цепных реакций. Вычисление длины цепи и констант скорости. Расчет квантового выхода в фотохимических реакциях. Таблицы: [4, № 000-142; 144-147]

Домашнее задание: [1, с.424 №2; с.425 №7; с.452 №9] 

Семинар 16. Итоговое занятие по теме: Теории кинетики, кинетика реакций в растворах, цепные и фотохимические реакции.

Кинетика гетерогенных реакций

Семинар 17. Расчет коэффициентов диффузии при различных температурах для сплошных сред различной плотности: газы, жидкости кристаллы. Стационарная диффузия. Диффузионная, кинетическая и переходная области протекания гетерогенных реакций. Расчет скорости растворения твердых тел в жидкостях. Расчет толщины диффузионного слоя.

Таблицы: [4, № 57-60]  Домашнее задание: [1с.444 (многовар.) или 2, №25]

ПЕРЕЧЕНЬ

ключевых вопросов, знание которых является обязательным

для студентов, сдающих экзамен по курсу физической химии

Спектроскопические исследования энергетического состояния молекул.

Методы определения молекулярных постоянных

1.Общая характеристика молекулярных спектров. Их классификация, природа, возникновение, области применения.