- •Предмет химической термодинамики. Термодинамические системы, виды термодинамических систем, параметры состояния, параметры процесса
- •Первый закон термодинамики. Функции состояния системы и их свойства.
- •Закон Гесса. Следствия из закона Гесса. Тепловые эффекты химических процессов и методы их вычисления. Стандартные энтальпии образования и сгорания веществ.
- •4. Предмет химической кинетики. Скорость химических реакций и факторы ее определяющие. Закон действия масс.
- •5. Влияние температуры на скорость химической реакции:
- •10. Фазовое равновесие. Правило фаз.
- •6. Понятия о катализе, катализаторах и ингибиторах. Природа
- •7. Практическое использование гетерогенного катализа на примере производства аммиака или серной кислоты.
- •8. Биологические катализаторы и их особенности. Явление комплементарности.
- •9. Колебательные реакции. Реакция Белоусова-Жаботинского.
- •Уравнение Гиббса
- •11. Понятия об обратимых и необратимых химических процессах, химическом равновесии. Константа равновесия и ее вычисление.
- •12. Принцип Ле Шателье и его использование для управления химико-технологическими процессами.
- •13. Основные законы стехиометрии. Атомные и молекулярные массы, количество вещества, молярная масса и молярный объем, плотность одного газа по отношению к другому, парциальное давление газа.
- •1. Закон сохранения массы веществ:
- •14. Материальный баланс химического процесса. Понятие о выходе.
- •15. Химический эквивалент. Количество вещества эквивалентов, число эквивалентности для различных типов реакций. Закон эквивалентов.
- •16. Периодический закон Менделеева, историческая и современная формулировка. Физический смысл порядкового номера элемента. Явление периодичности и электронная структура атомов
- •17. Квантовые числа и порядок заполнения энергетических уровней и орбиталей в атомах. Правила Клечковского
- •1. Принцип Паули
- •3. Принцип минимума энергии (Правила в.М. Клечковского, 1954)
- •18. Методы моделирования химических связей: метод валентных связей и метод молекулярных орбиталей.
- •19. Количественная оценка полярности связи и полярности молекулы.
- •20. Растворы и их природа. Способы выражения состава растворов (молярная концентрация, массовая доля растворенного вещества).
- •21. Растворы неэлектролитов и их свойства. Закон Генри.
- •22. Законы Рауля. Вычисление температур кипения и замерзания растворов.
- •Повышение температуры кипения растворов
- •23. Осмос. Роль осмоса в природе и технике. Вычисление осмотического давления.
- •24. Теория электролитической диссоциации. Изотонический коэффициент, степень диссоциации, константа диссоциации электролита.
- •2 Ch3cooh ↔ (ch3cooh)2
- •25. Вода как растворитель. Использование воды в технологических процессах. Процесс водоподготовки.
- •26. Ионное произведение воды, водородный показатель. Регулирование водородного показателя в технологических процессах.
- •27. Произведение растворимости. Управление растворимостью веществ.
- •28. Дисперсные системы. Строение, классификация, молекулярно-кинетические и оптические свойства дисперсных систем.
- •29. Строение мицелл золя. Электрокинетические явления (электрофорез и электроосмос) и их практическое использование.
- •30. Агрегативная устойчивость и коагуляция дисперсных систем. Методы разрушения дисперсных систем.
- •31. Методы формообразования, основанные на использовании свойств дисперсных систем.
- •32. Виды адсорбции и их использование в технологических процессах. Использование адсорбции в водоподготовке.
- •33. Эффект адсорбционного понижения прочности и облегчения деформации твердых тел (эффект Ребиндера).
- •34. Электрохимические системы. Межфазный скачек потенциала. Стандартные электродные потенциалы и их измерение.
- •35. Электрохимический ряд напряжений. Уравнение Нернста.
- •36. Гальванические элементы. Вычисление эдс. Современные химические источники тока.
- •37. Электролиз. Количественные расчеты с использованием законов Фарадея.
- •38. Гальванопластика и гальваностегия как примеры технического использования электролиза.
- •39. Коррозия металлов и ее типы. Механизм электрохимической коррозии и методы борьбы с ней.
- •40. Полимеры и олигомеры. Зависимость свойств полимерных материалов от состава и структуры. Использование полимерных материалов в современных технологических процессах. Переработка полимеров.
- •41. Качественный и количественный анализ. Аналитический сигнал. Их роль в технологических процессах.
- •42. Физико-химический анализ. Физический анализ. Их роль в технологических процессах.
19. Количественная оценка полярности связи и полярности молекулы.
Неполярная и полярная ковалентная связь
Метод валентных связей позволяет объяснить полярность ковалентной связи. Если электроотрицательность атомов, образующих молекулу, одинакова или очень близка, то общая электронная пара располагается симметрично по отношению к обоим ядрам. Такая ковалентная связь называется неполярной, она существует в молекулах из двух одинаковых атомов, например, в молекуле Н2.
Если электроотрицательность атомов различная, то электронная пара смещается в сторону более электроотрицательного атома. В этом случае центры (+) и (-) зарядов не совпадают, и возникает система (электрический диполь) из двух равных по величине, но противоположных по знаку зарядов (d+ и d-), которые называются эффективными. Расстояние (l), между которыми называют длиной диполя. Подобные ковалентные связи называют полярными. Степень полярности такой связи оценивается значением электрического момента диполя- m, равного произведению эффективного заряда на длину диполя
m=q·l
В системе СИ размерность электрического момента диполя Кл∙м. Иногда его выражают в дебаях: 1D = 3,33 10-30 Кл∙м
Направлением электрического момента считают направление от отрицательного к положительному полюсу диполя.
Для неполярных молекул: m=q·l = 0
m(HCl)= 3,46* 10-30 Кл∙м
m(HBr)=2,63* 10-30 Кл∙м
m(HI)=1,67* 10-30 Кл∙м
Полярность молекулы находится как сумма векторов электрических моментов связей. Так, например, молекула CO2 не полярна, хотя полярна каждая связь C-O. Однако равные по величине электрические моменты диполя направлены в противоположные стороны и в итоге дают 0. Если разность электроотрицательностей (Dc) превышает 1,9, то образуется ионная связь – предельный случай ковалентной полярной связи. Её можно рассматривать как результат электростатического притяжения между разноименно заряженными ионами.
Ионная связь, в отличие от ковалентной, является ненаправленной, ненасыщенной, а координационные числа в ионных соединениях определяются соотношением радиусов взаимодействующих ионов. Например, в кристаллах NaCl связь является ионной.
20. Растворы и их природа. Способы выражения состава растворов (молярная концентрация, массовая доля растворенного вещества).
Растворы – это гомогенные (однофазные) химические системы переменного состава, образованные двумя или несколькими веществами. Жидкие растворы (в дальнейшем будем называть просто «растворы») состоят из жидкого растворителя (в неорганической химии чаще всего из воды) и одного или нескольких растворенных веществ, которые до смешения с растворителем могли быть твердыми, жидкими или газообразными. Далее будем рассматривать растворы с одним растворенным веществом.
Состав раствора определяется количествами растворенного вещества и растворителя. Различаютразбавленные и концентрированные растворы, которые содержат соответственно меньшее и большее количество растворенного вещества. Концентрированными растворами часто называют такие растворы, в которых количество растворенного вещества значительно превышает количество растворителя.
В неорганической химии для количественного выражения состава растворов используют массовую долю, молярную концентрацию и эквивалентную концентрацию. Все определения, приведенные ниже для водных растворов, легко распространить и на неводные растворы.
Массовая доля wB растворенного вещества В – это отношение его массы mв к сумме масс растворенного вещества и растворителя – воды (т.е. к массе раствора):
wB= mB / m(р)= mB / (mB + mводы) =
= mB / {V(p) ρ(р)} = mB / (mB +Vводы ρводы),
где ρ(р) – плотность раствора; V(p) объем раствора; Vводы – объем воды и ρводы плотность воды (можно принять, что при комнатной температуре ρводы равна 1 г/мл).
Раствор, в котором массовая доля растворенного вещества равна wB(%), характеризуется тем же значением процентного содержания. Например, раствор с массовой долей хлороводорода wHCl = 0,2 (т.е. 20%) может быть обозначен как 20%-ный раствор HCl (20-процентный раствор хлороводорода в воде).