- •1. Химические явления. Место химии в ряду естественных наук.
- •2.Основные понятия химии (химический элемент; атом; молекула и фаза; простое и сложное вещество; мономеры, олигомеры и полимеры).
- •3.Закон сохранения материи. Закон сохранения массы. Неорганические вещества с молекулярной структурой (дальтониды) и немолекулярной (бертоллиды)
- •4.Закон постоянства состава, закон постоянства свойств, закон кратных отношений, закон эквивалентов.
- •5.Закон Авогадро и его следствия.
- •18.Обменный и донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи.
- •6.Основные классы химических соединений. Кислотно-основные свойства веществ (оксиды, гидроксиды). Явление амфотерности.
- •Кислотно-основные свойства оксидов
- •Кислотно-основные свойства гидроксидов
- •7. Два принципа квантовой механики (корпускулярно-волновой дуализм и принцип неопределенности). Уравнение Шредингера.
- •8. Квантово-механическая модель строения атома водорода. Собственная функция уравнения Шредингера (орбиталь) и связанные с ней квантовые числа.
- •9. Электронное облако: форма и ориентация в пространстве. Энергетические состояния электрона в атоме водорода
- •10. Понятие энергетического уровня и подуровня. Спиновое квантовое число.
- •11. Энергетические состояния электронов в многоэлектронных атомах и принципы их заполнения: принцип Паули, правило Хунда, правило Клечковского.
- •13.Реакционная способность веществ: химия и Периодическая система д. И. Менделеева. Сущность закона периодичности.
- •14.Энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность и атомные радиусы. Изменение этих величин в Периодической системе.
- •15.Химическая связь. Понятие химической связи.
- •16. Метод валентных связей (метод Гайтлера-Лондона), его основные положения и выводы.
- •Основные понятия мвс
- •Недостатки мвс
- •20.Кратность связи. Ограниченность метода валентных связей.
- •17.Ковалентная связь, ее пространственная направленность и насыщенность. Валентные возможности атомов в нормальном и возбужденном состоянии.
- •19.Энергия связи и длина связи. Неполярная и полярная ковалентная химическая связь. Электроотрицательность элементов. Дипольный момент связи и молекулы.
- •21.Метод молекулярных орбиталей, его основные положения и выводы.
- •22.Типы молекулярных орбиталей. Рассмотрение одноатомных и разноатомных молекул.
- •24.Гибридизация атомных молекул, их геометрическое строение
- •50.Растворы электролитов. Изотонический коэффициент.
- •27.Первое начало термодинамики. Теплота и работа.
- •28.Энергетика химических процессов. Внутренняя энергия и энтальпия.
- •30.Тепловой эффект химических реакций. Стандартное состояние вещества.
- •29.Применение первого начала термодинамики к химическим явлениям.
- •31.Закон Гесса и его следствия. Термохимия.
- •32.Второе начало термодинамики. Термодинамический процесс и его конечный результат. Состояние термодинамического равновесия.
- •33. Самопроизвольные и несамопроизвольные, обратимые и необратимые процессы. Энтропия. Направленность термодинамического процесса
- •34.Критерий направленности процесса в закрытой системе. Энергия Гиббса.
- •36.Методы регулирования скорости реакции. Влияние концентрации реагирующих веществ на скорость реакции.
- •37. Закон действующих масс для гетерогенных реакций.
- •47.Растворы неэлектролитов. Идеальный раствор.
- •38.Зависимость скорости реакции от температуры. Уравнение Аррениуса. Правило Вант-Гоффа.
- •39. Энергия и энтропия активации реакции. Гомогенный и гетерогенный катализ. Активированный комплекс. Энергетическая диаграмма реакции.
- •40.Химически обратимые реакции. Химическое равновесие с точки зрения кинетики.
- •41.Константа химического равновесия и его смещение. Принцип ЛеШателье.
- •43.Цепные разветвленные и неразветвленные химические реакции. Колебательные реакции.
- •44.Растворы. Химические системы: растворы, дисперсные системы.
- •45.Определение и классификация растворов. Способы выражения концентрации растворов.
- •46.Растворимость. Насыщенные и пересыщенные растворы.
- •48.Закон Рауля и его следствия. Замерзание и кипение растворов.
- •49.Закон Вант-Гоффа. Осмос. Осмотическое давление.
- •51.Теория электролитической диссоциации.
- •58. Условие выпадения осадка в растворах.
- •59. Степень окисления элемента. Понятие окислительно-восстановительной реакции.
- •64.Скачок потенциала на границе раздела металл-раствор. Двойной электрический слой.
- •60. Окислительно-восстановительные свойства веществ. Окислитель и восстановитель как сопряженная система.
- •62.Методы электронного и ионно-электронного баланса.
- •63.Виды окислительно-восстановительных реакций (окислитель и восстановитель, разные вещества, диспропорционирование, внутримолекулярное окисление- восстановление.)
- •65.Электрохимическая система. Электродный и Окислительно-восстановительный потенциал электрохимической системы и его стандартное значение.
- •66.Уравнение Нернста.
- •67. Нормальный водородный электрод.
- •68.Гальвонический элемент Даниэля-Якоби.
- •69.Критерий направленности Окислительно-восстановительной реакции на примере реакций коррозии металлов в растворах кислот, растворах щелочей и солей, воды.
- •71.Взаимодействие металлов с азотной кислотой
- •73.Методы защиты от коррозии
- •72.Взаимодействие металлов с разбавленной и концентрированной серной кислотой
- •74.Электролиз и его законы
- •75 .Электрохимические процессы в расплавах и растворах электролитов
- •78.Химическая идентификация. Химический, физико-химический, физический анализ.
- •79. Качественный химический анализ. Специфические реакции на ионы.
- •80.Объемный и весовой количественные анализы
- •77.Электролитическая коррозия металлов и защита от нее.
- •76 .Процессы на электродах. Перенапряжение
48.Закон Рауля и его следствия. Замерзание и кипение растворов.
Закон Рауля: относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно молярной доле растворенного в-ва: (р0-р)/ро=ХВ , где ХВ-молярная доля растворенного в-ва; ро-давление насыщенного пара растворителя над чистым растворителем; р-давление насыщенного пара растворителя над раствором. Закон Рауля справедлив для идеального раствора.
Следствие из закона Рауля:1) температура кипения раствора выше чем температура чистого растворителя; 2)температура замерзания (кристаллизации) раствора ниже чем температура замерзания чистого растворителя.
∆Ткип = кэ*m , ∆Тзам = кк*m m-моляльность, кэ-эбулеоскопическая постоянная , кк- криоскопическая постоянная (постоянные зависят от природы растворителя,но не от растворенного в-ва) .
49.Закон Вант-Гоффа. Осмос. Осмотическое давление.
Осмос- переход растворителя из менее концентрированного раствора в более концентрированный раствор в-ва.
В системе начинается самопроизвольный процесс выравнивания концентраций. Благодаря осмосу объем раствора сахара постепенно растет, что приводит к заполнению вертикальной трубки. По мере поднятия уровня раствора в трубке будет создаваться давление водяного столба (гидростатическое). На некой высоте Н гидростатическое давление достигнет определенной величины и осмос прекратится- наступит равновесие. Гидростатическое давление- давление, которое является количественной характеристикой осмоса (осмотическое давление).
Вант-Гофф установил : π=С*R*T .
51.Теория электролитической диссоциации.
При растворении в воде электролиты распадаются (диссоциируют ) на ионы. Этот процесс называется электролитической диссоциацией.
-
Электролиты в водном растворе распадаются на ионы (диссоциируют).
-
Диссоциация – обратимый процесс.
-
Электролиты – в-ва с ионной и ковалентной полярной связью.
-
В водном растворе диссоциация происходит под действием полярных молекул воды.
Все ионы гидротированы и перемещаются вместе со своей гидрарной оболочкой.
52.Степень и константа диссоциации.
Степень диссоциации электролита α - это отношение числа диссоциированных молекул к общему числу молекул растворенного вещ-ва.
α=Nдисс / Nобщ * 100%
Степень диссоциации зависит от природы растворителя, температуры и концентрации раствора: при повышении температуры и понижении концентрации Ст. диссоциации возрастает. Степень диссоциации электролитов изменяется в пределах 0< α ≤1( значение α=0 относится к неэлектролитам).
α→1 (100٪) – сильные электролиты (полностью распадаются на ионы) хорошо растворимые щёлочи, соли, кислоты
0,03<α<0,3(3-30 %) – средние электролиты
α < 0,03 (3٪ ) – слабые электролиты
Константа диссоциации – это константа равновесия распада слабого электролита.
Если электролит сильный, то концентрация недиссоциированных молекул вещества равно нулю и Кд не применима.
Чем меньше α и Кд, тем слабее электролит.
53.Закон разбавления Оствальда.
Многоосновные кислоты и основания двух и более валентных металлов диссоциируют ступенчато.
Протолиз – промежуточная стадия различных реакций. Первое равновесие- первая ступень протолиза- характеризуется константной кислотности, обозначаемой КК1, а второе- вторая ступень протолиза - константой кислотности КК2. Суммарная константа кислотности равна КК= КК1* КК2. Аналогично для ступенчатой диссоциации оснований.
Если обозначит концентрацию электролита, распавшегося на два иона через СВ, а степень его диссоциации через α, то уравнение константы протолиза имеет вид :
Кк.о= св*α2/(1- α)
Это уравнение выражает закон разбавления Оствальда. Оно дает возможность вычислять степень диссоциации при различных концентрациях электролита, если известна его константа диссоциации.
Для растворов, в котором диссоциация электролита очень мала уравнение Оствальда уп рощается. Т.к. α<< 1 ,то величиной α в знаменателе можно пренебречь. При этом уравнение принимает вид:
Кк.о= α2*св или α= √(Кк.о/св)
Это уравнение наглядно показывает связь, существующую между концентрацией слабого электролита и степенью его диссоциации: степень диссоциации возрастает при разбавлении раствора.
54. Активность и коэффициент активности.
Для оценки состояния ионов в растворе пользуются величиной, называемой активностью.
Под активностью иона понимают ту эффективную, условную концентрацию его, соответственно которой он действует при химических реакциях.
Активность иона равна его концентрации, умноженной на коэффициент активности. Поскольку обычно для характеристики растворов электролита используется молярная доля(Хв), моляльная(См) и молярная(Св) концентрации вещества в растворе, то и используется 3 различных вида коэффициентов активности:
ав =f*xв aв=γ*См ав=y*Св
Где f, γ и y - соответственно рациональный, моляльный и молярный коэффициенты активности. Коэффициенты различных ионов. В концентрированных растворах коэффициент активности обычно меньше единицы, а с разбавлением раствора он приближается к единице. Если же коэффициент активности близок к единице, то это свидетельствует о слабом меж ионном взаимодействии.
55.Обменные реакции в растворах электролитов, полнота их протекания.
56.Гидролиз солей.
Гидролиз- взаимодействие вещества с водой, при котором составные части в-ва соединяются с составными частями воды.
Все соли делятся на:
1.соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой – гидролизу не подвергаются.
2.соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой (К2С03, Na2S — гидролиз по аниону); Na2CO3+H2O = NaHCO3+NaOH
2Na++CO32-+ H++OH-= Na++ OH-+ Na++ H+CO3-
CO32-+H2O = HCO3-+OH- Реакция среды - щелочная
3.соли, образованные слабым основанием и сильной кислотой— гидролиз по катиону); CuCl2+H2O˂—˃ HCl+CuOHCl
Образуется слабодиссоциируемый катион CuOH+.Cu2++ 2Cl-+H++OH- ˂—˃ H++ Cl-+ CuOH+ + Cl-
Cu2++HOH = CuOH++H+
в растворе накапливается H+ ионы => Среда кислая
4. соли, образованные слабым основанием и слабой кислотой - полный гидролиз : Al2S3+6H2O=2Al(OH)3↓+3H2S↑
Данная реакция гидролиза необратима, т.к. образуется осадок и выделяется сероводород
Гидролиз усиливается
а) при нагревании раствора ( гидролиз обычно эндотермический процесс )
б) при разбавлении раствора водой
57. Количественные характеристики ионных равновесий (произведение растворимости, ионное произведение воды и водородный показатель среды, константа нестойкости комплексных ионов, константа гидролиза).
Произведение растворимости (ПР ) - это произведение концентраций ионов в насыщенном растворе данного вещества записанное в соответствии с законом действующих масс. ПР - величина постоянная при данной Т.
CaCL2 →Ca2++2CL- CaCL2 ↔Ca2++2CL-
Тогда ПР=aca2+ * a2CL-Если активность в-ва мала, то его насыщенный раствор является разбавленным и тогда активности можно заменить на концентрации. ПР=[Ca2+][CL-]2
Ионное произведение воды.
Вода - слабый электролит, плохо диссоциирует на ионы.
H2O H++OH- KH2O=[H+][OH-]/[H2O]
При 25о с КН2О = 1.8*10-16[H2O]-молярная концентрация недиссоциирующей молекулы водыДля 1 л – 1000г[H2O]=1000/18*1л =55.56 моль/л
Тогда [H+]*[OH-]=1.8*10-16*55.56=1*10-14
Ионные произведение воды позволяет рассчитать концентрацию гидроксид-ионов Н+ при известной концентрации ОН - и наоборот. КН2О растет с ростом Т.
Водородный показатель среды.
рН-количественная характеристика реакции среды в растворе.
рН=-lg[H+] pH=0÷14
pH=7Нейтральная среда т.е. [H+]=[OH-]=10-7 моль/л
рН<7Кислая среда т.е. [H+]=[OH-]>10-7 моль/л
рН>7Щелочная среда т.е. [H+]=[OH-]<10-7 моль/л
Константа нестойкости комплексных ионов. Кнест
Относится к комплексам.
Диссоциация комплекса может быть представлена в виде двух ступеней.
Пример:[Ag(NH3)2]Cl ↔[Ag(NH3)2]++Cl- I ступень
→Равновесие
[Ag(NH3)2]+ ↔Ag++2NH30 II ступень
←равновесие
К равновесия этих процессов называется Кнест комплекса.Кнест=[Ag+]*[NH3]2/[Ag(NH3)2]+
Константа гидролиза. Кг.
М+А-+Н2О↔ МОН+НА(М-катион ; А-анион)
Кравн=[МОН]*[НА]/[МА][Н2О] Но т.к. концентрация воды в разбавленных растворах- величина постоянная, тогда
Кг = [MOH]*[HA]/[MA]. Константа гидролиза характеризует способность данной соли подвергаться гидролизу. Чем больше Кг тем в большей степени протекает гидролиз.