Личная книжка студента III курса дневного отделения (стр. 3 )

2. Законы поглощения света Ламберта-Бугера-Бера. Причины отклонения от законов поглощения.

3. Вывод уравнения для волнового числа перехода во вращательном и колебательном спектрах поглощения двухатомных молекул.

4. Вывод уравнения для волновых чисел Р - и R-ветвей в колебательно-вращательных спектрах поглощения двухатомных молекул.

5. Определение моментов инерции межъядерных расстояний, энергии диссоциации, колебательных постоянных, коэффициентов ангармоничности из спектральных данных.

6. Основные представления о колебаниях и колебательных спектрах поглощения многоатомных молекул. Число колебательных степеней свободы. Типы колебаний.

7. Характеристические колебания.

Элементы статистической термодинамики

Термодинамическая вероятность и ее свойства. Законы распределения молекул по квантовым состояниям для различных форм движения. Поступательная, вращательная, колебательная и электронная составляющая суммы состояний. Зависимость их от природы вещества и температуры для идеального газа. Вывод и анализ уравнения, связывающего внутреннюю энергию и теплоемкость газа с суммой состояний. Вывод уравнения, связывающего абсолютную энтропию газообразного вещества с молекулярными константами и молекулярной суммой состояний. Вывод и анализ уравнений, выражающих зависимость энергии Гиббса, энергии Гельмгольца, приведенной энергии Гиббса (ФТ = GT0 – HT0)/T) с молекулярными константами и суммой состояний газообразного вещества

Равновесия в растворах электролитов

1. Термодинамика растворов слабых электролитов. Электролитическая диссоциация. Закон разведения Оствальда. Вывод и анализ уравнения для расчета константы диссоциации.

2. Причины электролитической диссоциации. Влияние различных факторов. Экспериментальные методы определения степени диссоциации слабого электролита.

3. Удельная, эквивалентная и молярная электропроводимость растворов электролитов. Влияние различных факторов на электропроводимость.

4. Применение измерений электропроводимости для определения степени диссоциации, константы диссоциации, теплоты диссоциации слабого электролита.

Использование метода электропроводимости для определения растворимости  малорастворимых солей. Предельная эквивалентная электропроводимость растворов электролитов. Экспериментальные методы ее определения. Химический потенциал иона в растворе. Индивидуальные и средние коэффициенты активности. Основные положения теории сильных электролитов Дебая-Хюккеля. Зависимость коэффициентов активности ионов от ионной силы раствора.

Термодинамическая теория ЭДС

Современные представления о механизме возникновения двойного электрического слоя и электродных потенциалов Классификация электродов. Электроды первого, второго рода, окислительно-восстановительные электроды. Уравнение Нернста, выражающее зависимость электродных потенциалов от активностей компонентов электродных реакций для электродов различных типов. Классификация гальванических элементов: химические, концентрационные. Примеры различных типов гальванических элементов. Термодинамический вывод уравнения, выражающего зависимость ЭДС гальванического элемента от активностей участников реакции, протекающей в элементе. Влияние экспериментальных условий на ЭДС гальванических элементов – химических и концентрационных. Зависимость ЭДС от температуры. Анализ этой зависимости. Термодинамика гальванических элементов. Вывод и анализ электрохимической формы уравнения Гиббса-Гельмгольца. Применение измерений ЭДС для определения термодинамических характеристик реакций и констант равновесия.

Химическая кинетика и катализ

1. Основные понятия формальной кинетики: скорость реакции, константа скорости, молекулярность, порядок, кинетическое уравнение. Основной постулат химической кинетики.

2. Вывод уравнений, выражающих зависимость текущей концентрации от времени для реакций первого, второго и третьего порядков.

3. Аналитические и графические методы определения порядка реакции.

4. Сложные реакции: обратимые, параллельные и последовательные реакции первого порядка.

5. Основные принципы составления кинетических уравнений сложных реакций. Кинетические кривые для сложных реакций.

6. Методы определения констант скорости простых и сложных реакций.

Применение методов стационарных концентраций и лимитирующей стадии для кинетического анализа сложных реакций. Зависимость скорости реакции от температуры. Уравнение Аррениуса. Предэкспоненциальный множитель и энергия активации. Методы их нахождения из экспериментальных данных. Основные положения теории активных соударений. Истолкование энергии активации и предэкспоненциального множителя. Основные положения теории переходного состояния. Квазитермодинамический и квантово-статистический варианты теории переходного состояния. Физический смысл энергии активации и предэкспоненциального множителя в терминах теории переходного состояния. Вычисление энергии активации, предэкспоненциального множителя, энтальпии и энтропии активации из опытных данных о кинетике процесса. Особенности реакций в растворах. Диффузионный предел константы скорости быстрой бимолекулярной реакции в растворах. Уравнение Смолуховского. Ионные реакции в растворах. Вывод и анализ уравнения Бренстеда-Бьеррума. Особенности кинетики фотохимических реакций. Основные законы фотохимии, квантовый выход. Особенности кинетики цепных реакций. Неразветвленные и разветвленные цепные реакции. Механизм возникновения, развития и обрыва цепи. Роль радикалов в цепных реакциях. Кинетические уравнения для цепных реакций. Влияние давления и температуры на скорость цепной реакции. Кинетические особенности гетерогенных реакций, протекающих без образования барьерного слоя на поверхности реагента. Кинетические особенности гетерогенных реакций, протекающих с образованием барьерного слоя на поверхности реагента. Параболический закон окисления металлов. Роль диффузии в гетерогенных реакциях. Первый закон Фика и его анализ. Стационарное и нестационарное состояние диффузионного потока. Второй закон Фика. Диффузионная, кинетическая и переходная области протекания гетерогенных реакций. Кинетика растворения твердых тел в жидкостях. Влияние температуры на скорость гетерогенных реакций. Катализ. Основные понятия и общие особенности протекания каталитических реакций. Физико-химическое обоснование действия катализатора. Влияние его на величины энергии активации и предэкспоненциального множителя. Гомогенно-каталитические реакции и их особенности. Общий и специфический кислотно-основной катализ. Металлокомплексный катализ. Ферментативный катализ. Уравнение Михаэлиса-Ментен. Гетерогенно-каталитические реакции. Их особенности. Механизм гетерогенно-каталитических реакций. Основные положения теории .

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ И ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

(Коллоидная химия)

Библиографическй список:

Основной:

Фролов коллоидной химии. М.: «Альянс», 2004, 464 с. Практикум и задачник по коллоидной химии / Под ред. и . М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. 374 с.

Дополнительный:

,  , Амелина химия. М.: Высшая школа, 2007, 444 с. Фридрихсберг коллоидной химии. Санкт-Петербург: Химия, 1995. 400 с. Расчеты и задачи по коллоидной химии / Под ред. . М.: Высш. школа, 1989. 288 с.

ЛЕКЦИИ

I. ВВЕДЕНИЕ. СОДЕРЖАНИЕ И ЗАДАЧИ КУРСА

Лекция 1. Коллоидная химия - наука о поверхностных явлениях и дисперсных системах. Связь коллоидной химии со смежными науками. Поверхностные явления - результат межфазного взаимодействия. Основные поверхност­ные явления: адгезия и смачивание, капиллярность, адсорб­ция, электрические явления на поверхностях и т. д.

Основные признаки дисперсных систем - гетерогенность и дисперсность. Количественные характеристики дисперснос­ти. Классификация дисперсных систем по агрегатному состоянию дис­персной фазы и дисперсионной среды. Классификация свободнодисперсных систем по размерам частиц. Лиофильные и лиофобные дисперсные систе­мы. Роль поверхностных явлений и дисперсных систем в природе и химической технологии. Коллоидная хи­мия и защита окружающей среды.

[1]. гл. I, с. 10-21; гл. II, с. 21-25.

II. ТЕРМОДИНАМИКА ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ

Лекция 2. Общая характеристика поверхностной энергии. Поверхностная энер­гия в общем уравнении 1-го и 2-го начал термодинамики. Поверхностное натяжение как мера энергии Гиббса межфазной поверхности. Поверхност­ное натяжение - характеристика природы соприкасающихся фаз и их вза­имодействия. Свойства поверхностей жидких и твердых тел. Внутренняя (полная) удельная поверхностная энергия (уравнение Гиббса-Гельмгольца). Зависимость энергетических параметров поверхности от температуры. Процессы самопроизвольного уменьшения поверхностной энергии.

Лекция 3. Адсорбция и поверхностное натяжение. Связь величины адсорбции с парамет­рами системы: изотерма, изопикна и изостера адсорбции. Метод избыт­ков Гиббса. Фундаментальное адсорбционное уравнение Гиббса. Гибб­совская адсорбция. Частное выражение уравнения Гиббса. Поверхност­но-активные и поверхностно-инактивные вещества.

Лекция 4. Адгезия, смачивание и растекание жидкостей. Адгезия и когезия. Природа сил межфазного взаимодействия. Уравнение Дюпре для работы адгезии. Смачивание и краевой угол. Закон Юнга. Связь работы адгезии с краевым углом (уравнение Дюпре-Юнга). Лиофильные и лиофобные по­верхности. Методы определения краевых углов. Влияние ПАВ на смачивание.  Растекание жидкостей. Коэффициент растекания по Гаркинсу. Зна­чение адгезии, смачивания и растекания в химической технологии.

Лекция 5. Дисперсность и термодинамические свойства тел. Влияние кривизны поверхности на внутреннее давление тел (уравнение Лапласа). Капиллярные явле­ния (уравнение Жюрена), их роль в природе и технологии. Зависимость термодинамической реакционной способнос­ти от дисперсности. Уравнение Кельвина. Вли­яние дисперсности на растворимость, константу равновесия химической реакции, температуру фазового перехода. Правило фаз Гиббса и дисперсность.

Получение дисперсных систем. Методы диспергирования. Уравнение Ребиндера для работы диспергирования. Адсорбционное понижение проч­ности (эффект Ребиндера).