2) Различия между коллоидными растворами и растворами вмс:
– растворение полимеров процесс самопроизвольный (как у низкомолекулярных веществ), не требующий дополнительных затрат энергии извне;
– растворы ВМС при не очень высоких концентрациях образуют гомогенную систему, а не гетерогенную, как золи;
– растворы ВМС достаточно стойкие и не изменяются со временем (термодинамическая устойчивость), в то время как коллоидные растворы принципиально неустойчивы;
– образование раствора ВМС не требует наличия стабилизатора;
– растворы ВМС могут быть более концентрированными, чем золи, имеют большее осмотическое давление и их вязкость всегда выше вязкости растворителя.
Набухание- это проникновение раств-ля в полимер приводящ. К увелич. Массы и объема полимера. Вязкость- внутр. Сопротив. Движения.
Осмотическое давление (обозначается π) — избыточное гидростатическое давление на раствор, отделённый от чистого растворителя полупроницаемой мембраной, при котором прекращается диффузия растворителя через мембрану. Это давление стремится уравнять концентрации обоих растворов вследствие встречной диффузии молекул растворённого вещества и растворителя. Уравнение Галлера
,
Где
с – массовая концентрация ВМС в растворе
(г/л, кг/м3);
М – средняя молярная масса ВМС;
- коэффициент, учитывающий гибкость и
форму макромолелекул.
3)???
Билет 13
Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии длятермодинамических систем.
Энтальпия-это теплота , кот. Выдел. Или поглощ. При образ. 1 моль вещ-а из простых вещ. устойч. К стандарт. Условиям .
Под стандартной теплотой образования понимают тепловой эффект реакции образования одного моля вещества из простых веществ, его составляющих, находящихся в устойчивыхстандартных состояниях.Например, стандартная энтальпия образования 1 моль метана из углерода и водорода равна тепловому эффекту реакции:
С(тв) + 2H2(г) = CH4(г) + 76 кДж/моль.
Стандартная энтальпия сгорания — ΔHгоро, тепловой эффект реакции сгорания одного моля вещества в кислороде до образования оксидов в высшей степени окисления. Теплота сгорания негорючих веществ принимается равной нулю.
2)Поверхностные явления- процессы, происход. На границе раздела фаз в межфазном поверх. Слое и возникаю. В результ. Взаимод. Сопрокас. Фаз.
Поверхн. Натяжение это сигма (б), поверхн. Энергия, отнесенная к 1 S или работа затрачен. На образ-е един. S поверх. Раздела фаз.
Поверх. Натяж. Сигма есть величина, измеряема энергией гиббса,приходящ. На един. S поверх. Слоя.
Адсорбция-это самопроизв. Изменение концент. Раст-го вещ-а.
Способн. Раств. Вещ. Изменять поверх. Натяжение раствор-ля наз-я поверхн-й активно-ю.
Поверхностно-активные вещества (ПАВ), вещества, адсорбция которых из жидкости на поверхности раздела с другой фазой (жидкой, твердой или газообразной) приводит к значит. понижению поверхностного натяжения. При низких концентрациях поверхностно-активные вещества (ПАВ) образуют истинные растворы. При повышении концентрации ПАВ достигается ККМ, т. е. такая концентрация ПАВ, при которой возникают мицеллы, находящиеся в термодинамическом равновесии с неассоциированными молекулами ПАВ. При разбавлении раствора мицеллы распадаются, а при увеличении концентрации ПАВ вновь возникают. Выше ККМ весь избыток ПАВ находится в виде мицелл. При очень большом содержании ПАВ в системе образуются жидкие кристаллы или гели.
3)……
Билет №14
1) тепловой эффект реакции зависит от вида и состояния исходных веществ и конечных продуктов, но не зависит от пути перехода (из начального состояния в конечное).
Или иначе: тепловое эффект реакции равен алгебраической сумме тепловых эффектов всех его промежуточных стадий:
ΔН = ΔН1 + ΔН2.
2)г=-dQ/dc c/RT,,,,г=г(бескон)/альфа*с,,,,, г=г(бескон) с/альфа+с,,,,,
изотерма адсорбции (англ. adsorption isotherm) — зависимость количества адсорбированного вещества (величины адсорбции) от парциального давления этого вещества в газовой фазе (или концентрации раствора) при постоянной температуре.
3)????
Билет 15
Второе начало термодинамики, устанавливает существование энтропии как ф-ции состояния макроскопич. системы и вводит понятие абс. термодинамич. температуры. Энтропия - это величина позволяющая установить в каком направлении "естественно" потечет процесс или реакция. В системе без внешних воздействий энтропия может только возрастать.
Специфичность адсорбции электролитов состоит в том, что на поверхности данного адсорбента адсорбируются преимущественно катионы или анионы. Правило Фаянса: на поверхности ядра лиофобной мицеллы адсорбируются преимущественно те ионы, которые имеют с ядром общие химические элементы или обладают изоморфизмом с кристаллической решеткой ядра. Лиотропные ряды (от греч. lуо — растворяю и trope — изменение) — ряды ионов, расположенные по степени влияния на свойства растворителя (главным образом воды). Таковы Л. р. ионов, расположенных по их закономерно возрастающему или убывающему влиянию на: 1) вязкость и поверхностное натяжение, 2) растворимость, 3) набухание высокомолекулярных веществ (белков, пектина, агара, крахмала и др.) и застудневание их водных растворов, 4) их высаливание и коацервацию, 5) устойчивость коллоидов к коагуляции.
Лиотропные ряды (от греч. lуо — растворяю и trope — изменение) — ряды ионов, расположенные по степени влияния на свойства растворителя (главным образом воды).
Субтрат- вещ-о, вступ. В реак. , в котор. Ц атомов элем. прОисх. разрывтстарой и образ. Нов. Связи., реагент-это вещ. Деств. На субтрат., ,,,реак. Цнетр- атом или группа атомов участв. В данн. Реакц.,,,,нуклеофилы-част.пред. эл. Пару для образ. Хим. Связей с субтратом.,,,,эектрофилы –это реаг. Приним. Эл. Пару от убтрата при образ. Хим. Связи……окисл.-принимает электр. Восст. –отдает.
Билет 16.
1) Свободная энергия Гиббса (или просто энергия Гиббса, или потенциал Гиббса, или термодинамический потенциал в узком смысле) — это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции и дающая таким образом ответ на вопрос о принципиальной возможности протекания химической реакции; это термодинамический потенциал следующего вида:
Спонтанно (самопроизвольно) протекающие процессы не обязательно производят работу - они только таят в себе эту возможность, которая при определенных условиях может быть реализована. Вода, реки, ветер или молния, возникающая вследствие разности электрических потенциалов, в общем не производят никакой полезной работы (их энергия рассеивается в форме тепла), но если вести процесс надлежащим образом, используя турбину, ветряной двигатель или электрический мотор, то полезную работу получить можно.,????
Если твердый адсорбент, несущий на своей поверхности двойной ионный слой, поместить в раствор электролита, то противоионы этого адсорбентабудут обмениваться на ионы того же знака из раствора. Такой процесс называют ионообменной адсорбцией, а твердые адсорбенты, способные кионному обмену – ионообменниками или ионитами. Химическая адсорбция (хемосорбция) осуществляется путем химического взаимодействия молекул адсорбента и адсорбата. Хемосорбция обычно необратима; химическая адсорбция, в отличие от физической, является локализованной, т.е. молекулы адсорбата не могут перемещаться по поверхности адсорбента.
Изомерия….
билет 17. Химическое равновесие это такое состояние реакционной системы, при котором концентрация реагирующих веществ и продуктов реакции не изменяется во времени, так как скорости прямой и обратной реакции равны и отличны от нуля Uпр=Uобрне равна 0
Состояние химического равновесия количественного характеризуют константой равновесия Кравн
Константа химического равновесия показывает, во сколько раз константа скорости прямой реакции К1 больше константы скорости обратной реакции К2 при одинаковой температуре.Она зависит от природы реагирующих веществ и температуры , но не зависит от катализатора и концентрации веществ.
Кравн= продукт в квадрате/пройзведение реагир веществ
Уравнение изотермы и изобары химической реакции. Прогнозирование смещения химического равновесия.Хим равновесии-сост-е сис-мы при кот-ом все её св-ва остаю-ся неизмен во времени!Закон действ масс гласит: для обратим реак-и при пост внешн усл-ях(Т, Р_, в равновесии отношение произведений концентрац-й продук-ов к произв-ю конценрт-й реагентов с учетом стехиометрии есть величина постоя-ая: dG=dG0+RT ln*(ClLCmM:CaACbB)-При равновесии dG=0 получаем dG=-RTlnKc – это и есть урав-е ХИМ ИЗОТЕРМЫ!, Можно рассчитать Кс! Kc=exp(-dG:RT), R не завис от конц-ии!Зная Кс можно расчит-ть выход продук-ов реакции, опред-ть направлен процесса! Кс завис от Темпер: lnKt2:Kt1=-dH:R*(1/т2-1/т1)-УРАВН ИЗОБАРЫ Вант-Гоффа, где dH- тепл эффект реакции, R-газовая постоя-яСогласно принцпу ЛЕ-Шателье:если в равновесной системе изменить к-л фактор (Р,Т,С)то равновесие сместиться так.,чтобы уменьшить оказанное воздействие (С+СО<2CJ-172,5кДж)(2С+О2>2СО+221кДж)
1.Основные понятия термодинамики. Внутренняя энергия. Работа и теплота. Типы термодинамических систем и процессов.
Факторы влияющие на химическое равновесие:
1) температура
При увеличении температуры химическое равновесие смещается в сторону эндотермической (поглощение) реакции, а при понижении в сторону экзотермической (выделение) реакции.
CaCO3=CaO+CO2 -Q t↑ →, t↓ ←
N2+3H2↔2NH3 +Q t↑ ←, t↓ →
2) давление
При увеличении давления химическое равновесие смещается в сторону меньшего объёма веществ, а при понижении в сторону большего объёма. Этот принцип действует только на газы, т.е. если в реакции участвуют твердые вещества, то они в расчет не берутся.
CaCO3=CaO+CO2 P↑ ←, P↓ →
1моль=1моль+1моль
3) концентрация исходных веществ и продуктов реакции
При увеличении концентрации одного из исходных веществ химическое равновесие смещается в сторону продуктов реакции, а при понижении концентрации продуктов реакции-в сторону исходных веществ.
S2+2O2=2SO2 [S],[O]↑ →, [SO2]↑ ←
Катализаторы не влияют на смещение химического равновесия!
2) дисперсные системы – это гетерогенные системы, в которых одно или несколько веществ в виде мелких частиц аспределены в другом веществе. Вещество, в котором происходит распределение другого вещества называют дисперсионной средой А вещества которые распределяются дисперсной фазой.
Дисперсные системы бывают: высокодисперсные( коллоидные р-ры) размеры частиц от 1 до 100 нм. Раствор кремневой кислоты. Грубодисперсные( взвеси) размер частиц более 100 нм. Грубодисп делятся на суспензии( тверд частицы в жидк смесь воды с глиной) и Эмульсии( одна жидк в другой растительно масло в воде)
3) Все органические соединения подразделяют на следующие основные ряды:
I. Ациклические соединения — с открытой цепью углеродных атомов (их называют также алифатическими соединениями, или соединениями жирного ряда):
1. Предельные (насыщенные).
2. Непредельные (ненасыщенные).
II. Циклические соединения — с замкнутой в кольцо цепью атомов.
1. Карбоциклические (изоциклические),— в кольцевую систему которых входят только углеродные атомы:
а) алициклические (предельные и непредельные), б) ароматические.
2. Гетероциклические соединения — в их кольцевую систему, кроме углеродных атомов, входят атомы других элементов — гетероатомы (кислород, азот, сера и т. д.).
В рядах ациклических и карбоциклических соединений основными классами являются углеводороды.
В основе гетероциклических соединений лежат гетероциклы, в которых атомы, образующие кольцо, соединены только с атомами водорода.
Номенклатура:
1)тривиальная (истор сложив назв)
2)систематическая (по ИЮПАК)в основе заместительная номенклатура
Билет 18
Химическая кинетика или кинетика химических реакций — раздел физической химии, изучающий закономерности протекания химических реакций во времени, зависимости этих закономерностей от внешних условий, а также механизмы химических превращений.
Важным понятием химической кинетики является скорость химической реакции. Эта величина определяет, как изменяется концентрация компонентов реакции с течением времени. Скорость химической реакции — величина всегда положительная, поэтому если она определяется по исходному веществу (концентрация которого убывает в процессе реакции), то полученное значение домножается на −1. Например для реакции
скорость
можно выразить так:
В 1865 году Н. Н. Бекетовым и в 1867 году К. М. Гульдбергом и П. Вааге был сформулирован закон действующих масс, согласно которому скорость химической реакции в каждый момент времени пропорциональна концентрациям реагентов, возведённым в некоторые степени. Кроме концентрации на скорость химической реакции оказывают влияние следующие факторы: природа реагирующих веществ, наличие катализатора, температура (правило Вант-Гоффа) и площадь поверхности раздела фаз.
Порядок химической реакции
Порядок реакции по данному веществу — показатель степени при концентрации этого вещества в кинетическом уравнении реакции.
Молекулярность реакции
Молекулярность элементарной реакции — число частиц, которые, согласно экспериментально установленному механизму реакции, участвуют в элементарном акте химического взаимодействия.
Мономолекулярные реакции — реакции, в которых происходит химическое превращение одной молекулы (изомеризация, диссоциация и т. д.):
H2S → H2 + S
Бимолекулярные реакции — реакции, элементарный акт которых осуществляется при столкновении двух частиц (одинаковых или различных):
СН3Вr + КОН → СН3ОН + КВr
Тримолекулярные реакции — реакции, элементарный акт которых осуществляется при столкновении трех частиц:
О2 + NО + NО → 2NО2
. Строение коллоидной мицеллы.
Коллоидные частицы представляют собой образования со сложной структурой – мицеллы. М состоит из электорнейтрального агрегата и ионогенной части. Масса М сосредоточена в агрегате, кот состоит из множества атомов и молекул. Агрегат может иметь как аморфное так и кристалл-ое строение. Ионогенная часть М делиться на адсорбционный и диффузные слои. В рез-те избирательной адсорбции ионов или ионизации поверхностных молукул, агрегат приобретает заряд. Ионы, определяющие заряд агрегата, наз-ся потенциалопределяющими, и агрегат с этими потенциалопределяющими ионами образуют ядро! С заряженной поверхностью ядра связано некоторое кол-во ионов противоположного знака – противоионы. Потенциалопределяющие ионы и противоионы образуют адсорбционный слой. А агрегат с адсорбциооным слоем называют гранулой. Заряд гранулы равен сумме зарядов противо- и потенциалопределяющих ионов. Напр: золь AgCl, стабилизатор AgNO3: {m AgCl*nAg(+)*(n-x)NO3(-)}x(+)*xNO3(-) частица +,золь AgCl,стабилиз NaCl(избыток){mAgCl*nCl(n-x)Na(+)}(x+)*xNO3(-)слюна- кол. сист. сост. из мицелл фосфата кальция {mCa(PO4)(2)*nHPO4(2-)*(n-x)Ca(2+)}xCa(2+)Конц. Фосфата в слюне в 2 раза выше.,чем концентр кальция
сопряженные системы — это системы с чередующимися двойными и одинарными связями. Они могут быть открытыми и закрытыми. Открытая система имеется в диеновых углеводородах (УВ). Все атомы С находятся в состоянии sp-гибридиза-ции. Четыре негибридные р-орбитами, перекрываясь между собой, образуют единую электронную систему. Этот вид сопряжения называется p, p-сопряжением. Происходит сопряжение р-электронов с S-электро-нами. Этот вид сопряжения называется р, р-сопряже-нием. Закрытая система имеется в ароматических УВ. Сопряжение – процесс энергетически выгодный, энергия (Е) при этом выделяется. Энергия сопряжения бутадиена – 1,3 составляет 15 кДж/моль, энергия сопряжения бензола – 228 кДж/моль. 2. Ароматичность Это понятие, включающее различные свойства ароматических соединений. Условия ароматичности: 1) плоский замкнутый цикл; 2) все атомы С находятся в sp2-гибридизации; 3) образуется единая сопряженная система всех атомов цикла; 4) выполняется правило Хюккеля: в сопряжении участвуют 4n + 2 р-электронов, где n = 1, 2, 3… Простейший представитель ароматических углеводородов – бензол. Он соответствует всем четырем условиям ароматичности. Правило Хюккеля: 4n + 2 = 6, n = 1. Нафталин – ароматическое соединение 4n + 2 = 10, n = 2. Пиридин – ароматическое гетероциклическое соединение. Взаимное влияние атомов в молекуле