Комплексный экзамен по биологии и химии (стр. 5 )

Дисперсионные системы и растворы. Характеристика дисперсных систем и их классификация. Истинные растворы. Механизм процесса растворения. Особенности воды как растворителя. Растворимость твердых веществ в воде.  Коэффициент растворимости и его зависимость от температуры. Насыщенный раствор как динамическая равновесная система. Кристаллизация твердых веществ из растворов. Кристаллогидраты. Растворимость газов. Зависимость растворимости газов от температуры и их парциального давления. Концентрация растворов. Способы выражения концентрации растворов. Массовая и молярная (мольная) доля растворенного вещества. Массовая концентрация. Молярная концентрация. Моляльность. Коллигативные свойства растворов. Закон Генри, законы Рауля. Эбуллиоскопия и криоскопия. Осмос.

Химическая кинетика и катализ. Скорость химической реакции. Закон действия масс. Константа скорости реакции. Зависимость скорости реакции от температуры, температурный коэффициент. Уравнение Аррениуса. Энергетический профиль реакции. Молекулярность и порядок реакции. Механизм химических реакций. Лимитирующая (скоростьопределяющая) стадия. Свободные радикалы. Понятие о цепных реакциях. Семенова. Катализ. Влияние катализаторов на скорость реакции. Виды катализа: гомогенный, гетерогенный, ферментативный катализ, автокатализ. Механизм каталитического действия. Химическое равновесие. Термодинамика химических реакций. Необратимые и обратимые химические реакции. Химическое равновесие. Константа химического равновесия. Принцип Ле Шателье. Понятие о функции состояния. Изменение внутренней энергии системы. Энтальпия. Законы термодинамики. Изобарно-изотермический потенциал (энергия Гиббса). Связь константы равновесия с термодинамическими функциями состояния. Закон Гесса и следствия из него.

Окислительно-восстановительные реакции. Классификация окислительно-восстановительных реакций. Методы электронного баланса и электронно-ионный. Понятие о гальваническом элементе. Водородный электрод сравнения. Стандартные электродные потенциалы. Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы и их связь с изменением энергии Гиббса реакции. Уравнение Нернста и зависимость окислительно-восстановительного потенциала от рН. Электролиз как окислительно-восстановительный процесс. Электролиз расплавов. Электролиз водных растворов кислот, щелочей, солей и его - практическое значение. Количественные законы электролиза. Растворы электролитов. Основные положения теории электролитической диссоциации. ррениуса. Степень электролитической диссоциации. Коэффициент активности. Константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда. Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель. Расчет рН растворов слабых электролитов. Гидролиз. Гидролиз солей. Степень и константа гидролиза. Факторы, смещающие равновесие гидролиза. Произведение растворимости. Условия образования и растворения осадков. Реакции в растворах электролитов (ионные реакции).

Строение атома и периодическая система химических элементов . Теория атома водорода по Бору. Корпускулярно-волновой дуализм частиц. Принцип неопределенности Гейзенберга. Квантовомеханическая модель атома водорода. Главное, орбитальное, магнитное квантовые числа. Вид атомных орбиталей (s, p, d. f). Принцип наименьшей энергии, принцип (запрет) Паули, правило Гунда. Электронные формулы Радиоактивный распад ядер. Период полураспада. Ядерные реакции и превращения химических элементов. Периодический закон с позиций строения атома. Периоды, группы, подгруппы. Особенности электронных конфигураций атомов элементов главных и побочных подгрупп. Периодически и непериодически изменяющиеся свойства элементов.

Химическая связь и межмолекулярное взаимодействие. Основные типы химической связи. Ковалентная связь. Метод валентных связей (МВС). Свойства ковалентной связи: прочность, насыщаемость, направленность, полярность, поляризуемость и их количественные характеристики. Метод молекулярных орбиталей (ММО). Связывающие и разрыхляющие МО. Энергетические диаграммы и электронные формулы молекул. Типы кристаллических решеток, образованные веществами с ковалентной связью в молекулах. Ионная связь. Межмолекулярные взаимодействия. Диполь-диполь, диполь - индуцированный диполь, дисперсионные взаимодействия. Водородная связь. Межмолекулярная и внутримолекулярная водородные связи.

Введение в неорганическую химию. Водород. Особенности s и p-элементов Периодической системы. Закономерности изменения свойств простых и сложных веществ в группах и периодах s - и p - элементов. Характеристика молекулы водорода методом ВС и ММО; энергия, длинна и кратность связи. Физические и химические свойства водорода. Гидриды: соединения водорода с металлами  и неметаллами. Вода, как наиважнейшее соединение водорода.

Характеристика элементов 1-8 А групп. Общая характеристика атомов элементов и простых веществ. Закономерности изменения атомных радиусов, энергий ионизации, сродства к электрону. Типовые степени окислении. Характеристические соединения. Изменение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств оксидов и гидроксидов.

Общие свойства металлов. Металлическое состояние вещества: основные признаки, зонная теория строения, металлическая связь. Местоположение металлов в периодической системе. Типы кристаллических решеток металлов. Общие физические и химические свойства металлов. Коррозия  металлов и основные способы защиты от нее.

Общая характеристика d - и f-элементов. Особенности структур атомов элементов d - и f - семейств. Их местоположение в периодической системе. Сравнение свойств атомов, простых веществ и соединений элементов А и В групп. Лантаноидное и актиноидное сжатие. Сходство свойств элементов V и VI периода. Склонность d-элементов к комплексообразованию.

Характеристика элементов 1-8 В групп. Общая характеристика элементов, физические и химические свойства простых веществ. Характерные степени окисления и характеристические соединения. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства  соединений.

Элементы f-семейства (лантаниды и актиниды).Особенности электронных структур атомов элементов f - семейства. Возможные валентные состояния и степени окисления атомов. Лантаниды. Физические и химические свойства простых веществ. Оксиды. Характер изменения свойств гидроксидов. Общая характеристика солей. Актиниды. Краткая характеристика свойств простых веществ. Синтез новых элементов.

2. Аналитическая химия

Введение. Предмет аналитической химии, ее место среди других наук, связь с практикой. Основные этапы развития аналитической химии. Основные задачи и методы аналитической химии: снижение пределов обнаружения, повышение точности; обеспечение экспрессности, следовый анализ и анализ микрообъектов, анализ без разрушения, локально-распределительный анализ, дистанционный анализ. Химические, физико-химические, физические и биологические методы анализа. Макро-, микро - и ультрамикроанализ. Научная химико-аналитическая литература.

Пробоотбор и пробоподготовка. Представительность пробы, проба и объект анализа, проба и метод анализа. Факторы, обуславливающие размер и способ отбора представительной пробы. Отбор проб гомогенного и гетерогенного состава. Способы получения средней пробы твердых, жидких и газообразных веществ, устройства и приемы, используемые при этом, первичная обработка и хранение проб, дозирующие устройства. Основные способы перевода пробы в форму, необходимую для данного вида анализа: растворение в различных средах, спекание, сплавление, разложение под действием высоких температур, давления, высокочастотного разряда, комбинирование различных приемов, особенности разложения органических соединений. Способы устранения и учета загрязнений и потерь компонентов при пробоподготовке.

Качественный анализ. Методы выделения, разделения и концентрирования. Методы обнаружения и идентификации. Аналитические реакции, их чувствительность, специфичность. Дробный и систематический анализ. Обнаружение веществ с использованием реакций образования окрашенных соединений в растворах. Капельный анализ. Анализ растиранием порошков. Хроматографические методы обнаружения. Спектральные методы обнаружения и идентификации неорганических веществ. Экспрессный качественный анализ в заводских и полевых условиях.

Методы разделения и концентрирования. Основные методы разделения и концентрирования, их выбор и оценка, общие принципы. Групповое и индивидуальное концентрирование (разделение). Отделение матрицы, отделение микрокомпонентов. Разделение и концентрирование с использованием осаждения и соосаждения. Реагенты-осадители общего назначения: гидроксиды, карбонаты, сульфиды, фосфаты, галогениды, сульфаты, хроматы, оксалаты и другие. Реагенты групповые, избирательные, специфичные. Разделение катионов на группы сульфидным, кислотно-щелочным и аммиачно-фосфатным методами. Групповые реагенты для разделения и последующего обнаружения анионов. Осаждение как метод концентрирования. Концентрирование методом соосаждения на неорганических и органических коллекторах. Экстракция как метод разделения и концентрирования веществ. Абсолютное и относительное концентрирование. Хроматографические методы разделения. Бумажная и тонкослойная хроматография. Другие методы разделения: ректификация, зонная плавка, мембранные методы. Типы химических реакций и процессов в аналитической химии

Титриметрические методы анализа. Сущность титриметрического анализа, классификация методов. Требования, предъявляемые к реакциям в титриметрическом анализе. Определение неорганических и органических соединений. Виды титриметрических определений: прямое и обратное титрование, определение по замещению. Способы выражения концентраций в растворах в титриметрии. Эквивалент. Молярная концентрация. Первичные стандарты, требования к ним. Фиксаналы. Вторичные стандарты. Виды кривых титрования (S-образные, линейные). Точка стехиометричности (эквивалентности) и конечная точка титрования. Скачок титрования.

Кислотно-основное титрование. Построение кривых титрования. Влияние величины константы кислотности или основности, концентраций кислот или оснований, природы растворителя и температуры на форму кривых титрования. Кислотно-основное титрование в неводных средах. Кислотно-основные индикаторы. Теории индикаторов. Показатель титрования и интервал перехода индикаторов. Наиболее часто используемые кислотно-основные индикаторы. Погрешности титрования при определении сильных и слабых кислот и оснований, смесей кислот, оснований. Окислительно-восстановительное титрование Построение кривых титрования. Факторы, влияющие на форму кривых титрования: образование малорастворимых соединений, комплексообразование, концентрация ионов водорода, ионная сила раствора, температура. Характеристика отдельных методов: перманганато-, бихромато-, иодометрия и др. Методы предварительного окисления-восстановления. Окислительно-восстановительные индикаторы. Погрешности титрования и способы их устранения.