Экзаменационные вопросы по курсу «Физическая и коллоидная химия»

  Утверждаю

Проректор по учебной

работе

Цыбусов

______________________ 

«___»_____________20__г. 

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО КУРСУ  «ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ»:

Первое начало термодинамики и его значение. Математическое выражение I начала для различных процессов. Закон Гесса и следствие из него. Зависимость теплового эффекта химической реакции от температуры. Закон Кирхгоффа, его решение. Стандартное состояние вещества и стандартная химическая реакция. Стандартные теплоты образования и сгорания веществ. Расчет теплот стандартных химических реакций по стандартным теплотам образования и сгорания веществ. Параметры состояния термодинамической системы. Функции состояния (U, H). Термодинамический процесс. Функции процесса (Q, W). Обратимый (равновесный) и необратимый процессы. Энтропия – функция состояния системы. Энтропийная формулировка второго начала термодинамики. Вычисление энтропии в различных процессах. Статистический характер второго начала термодинамики. Энтропия и ее связь с вероятностью состояния системы. Закон Больцмана. III начало термодинамики. Абсолютная энтропия. Объединенное  I и II начало термодинамики. Функции Гиббса и Гельмгольца как критерии направленности самопроизвольных процессов и критерии равновесия. Химический потенциал компонента в системе. Его определение. Критерии направленности и равновесия химических реакций. Зависимость химического потенциала компонента от температуры, давления и концентрации. Химический потенциал идеального и реального газа. Фугитивность и активность. Коэффициент активности. Критерий направленности и равновесия гомогенной идеально–газовой реакции. Закон действующих масс для гомогенной и гетерогенной химической реакции. Константа равновесия и способы ее выражения. Зависимость константы химического равновесия от температуры. Изобара Вант – Гоффа, анализ ее. Уравнения изобары и изохоры Вант–Гоффа и их решения. Следствия, вытекающие из этих уравнений. Принцип Ле – Шателье. Вычисление константы химического равновесия по стандартным термодинамическим величинам. Применение правила фаз Гиббса к однокомпонентным системам. Диаграмма состояния серы. Фазовое равновесие в однокомпонентной системе. Уравнение Клапейрона – Клаузиуса и его решение. Идеальные растворы. Растворимость. Зависимость растворимости от температуры и давления. Осмос и осмотическое давление. Закон Рауля. Закон Генри. Коллигативные свойства идеальных растворов: повышение температуры кипения растворов и понижение температуры замерзания растворов. Эбулиоскопическая и криоскопическая постоянные. Их физический смысл. Понятие о физико-химическом анализе. Термический анализ. Диаграммы плавкости двухкомпонентных систем нерастворимых в твердом состоянии и с неограниченной растворимостью в жидком и твердом состоянии. Значение фазовых диаграмм для фармации. Равновесие жидкость-пар в двухкомпонентных растворах. Первый и второй законы Коновалова-Гиббса. Основы дробной и непрерывной перегонок. Растворимость жидкостей в жидкостях. Влияние температуры на растворимость.  Ограниченно растворимые жидкости. Верхняя и нижняя критические температуры растворения. Закон распределения веществ между двумя несмешивающимися жидкостями. Коэффициент распределения. Принцип получения настоек, отваров. Экстракция. Коллигативные свойства растворов электролитов. Термодинамическая константа диссоциации. Активность, коэффициент активности. Особенности свойств сильных электролитов. Теория Дебая и Хюккеля. Расчет коэффициентов активности. Активность и коэффициент активности ионов. Ионная сила раствора. Правило ионной силы Г. Льюиса. Проводники второго рода. Удельная и молярная электропроводимости и их зависимость от концентраций. Молярная электропроводимость при бесконечном разведении. Закон Кольрауша. Электрическая проводимость растворов. Кондуктометрия как метод анализа. Буферные системы и растворы. Механизм их действия. Ацетатный, фосфатный, гемоглобиновый буферы. Буферная емкость и факторы влияющие на нее. Значение буферных систем для химии и биологии. Электрод, электродный потенциал. Теории возникновения скачка потенциала на границе металл-раствор. Уравнение Нернста. Стандартные электродные потенциалы. Стандартный водородный электрод. Измерение электродных потенциалов. Хлорсеребряный и каломельный электроды. Окислительно – восстановительные электроды и потенциалы. Механизм возникновения. Стандартный окислительно – восстановительный потенциал. Стеклянный электрод. Применение его. Потенциометрическое титрование и потенциометрический метод измерения рН. Скорость и константа скорости реакции. Зависимость их от различных факторов. Молекулярность и порядок реакции. Кинетические закономерности необратимых реакций нулевого и первого порядков. Размерности констант скоростей реакций нулевого и первого порядков. Кинетические закономерности необратимых реакций второго порядка. Кинетическое уравнение и анализ его. Методы определения порядков реакции. Интегральные и дифференциальные методы. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Уравнение Аррениуса. Константы уравнения Аррениуса. Элементы теории переходного состояния. Истинная энергия активации и константа скорости элементарной реакции. Каталитичекие процессы. Общие свойства катализаторов: гомогенный, кислотно – основной, ферментативный катализ. Поверхностная энергия Гиббса. Поверхностное натяжение и зависимость его от Т и Р. Избыточная адсорбция Гиббса. Фундаментальное адсорбционное уравнение Гиббса для поверхностного слоя. Смачивание. Растекание. Когезия. Адгезия. Их количественная оценка. Теория адсорбции Ленгмюра. Границы ее применения. Уравнение Фрейндлиха. Адсорбция на границе раздела фаз. Поверхностно–активные, поверхностно–инактивные и поверхностно–неактивные вещества. Изотерма поверхностного натяжения. Поверхностная активность. Правило Дюкло – Траубе. Адсорбция на пористых телах. Капиллярная конденсация. Уравнение Кельвина-Томсона и его анализ. Полимолекулярная адсорбция. Применение уравнения БЭТ для определения удельной поверхности адсорбентов. Адсорбция электролитов. Избирательная адсорбция ионов. Правило Панета-Фаянса. Ионообменная адсорбция. Механизмы возникновения электрического заряда на границе раздела фаз. Строение двойного электрического слоя и его параметры. Мицелла и ее строение. Заряд и электрокинетический потенциал коллоидной частицы. Влияние электролитов на электрокинетический потенциал. Явление перезарядки коллоидных частиц. Молекулярно – кинетические свойства коллоидных систем. Броуновское движение, диффузия, осмотическое давление. Седиментация. Седиментационная устойчивость и седиментационно-диффузионное равновесие. Оптические свойства коллоидных систем. Рассеяние и поглощение света. Уравнение Рэлея. Ультрамикроскопия и электронная микроскопия коллоидных систем. Электрокинетические явления в коллоидных системах. Уравнение Гельмгольца – Смолуховского. Электрофоретические методы исследования в фармации. Ориентация молекул в поверхностном слое. Определение площади, занимаемой молекулой ПАВ в насыщенном монослое, и длины молекулы ПАВ. Коагуляция и факторы, ее вызывающие. Медленная и быстрая коагуляция. Порог коагуляции и его определение. Правило Шульца – Гарди. Коагуляция. Теория устойчивости и коагуляции Дерягина – Ландау – Фервея – Овербека (ДЛФО). Потенциальные кривые взаимодействия коллоидных частиц и их анализ. Эмульсии и их свойства. Получение. Типы эмульсий. Эмульгаторы и механизм их действия. Применение в фармации. Порошки и их свойства. Слеживаемость, гранулирование, распыляемость. Коллоидные системы, образованные ПАВ. Мыла, детергенты. Мицеллообразование в растворах ПАВ. ККМ. Солюбилизация. Свойства растворов ВМС. Набухание и растворение ВМС. Факторы устойчивости растворов полимеров. Полиэлектролиты. ИЭТ. Осмотическое давление растворов ВМС. Мембранное равновесие Доннана. Вязкость растворов ВМС. Отклонение вязкости от законов Ньютона и Пуазейля.  Уравнение Марка-Куна-Хаувинка. Факторы устойчивости растворов ВМС. Высаливание, пороги высаливания. Зависимости порогов высаливания от pH среды. Коацервация – и ее биологическое значение. Застудневание. Влияние различных факторов на скорость застудневания. Тиксотрония студней и гелей. Студни в фармации. Диффузия и периодические реакции в студнях и гелях.