- •2. Второе начало термодинамики. Энтропия изолированной, закрытой и открытой систем.
- •3.Первое начало термодинамики. Тепловые эффекты химических реакций. Закон Гесса.
- •Закон Гесса
- •4 Вопрос. Система и внешняя среда. Изолированная, закрытая, открытая системы. Внутренняя энергия системы.
- •7.Функция состояния
- •8 Вопрос. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения в зависимости от их концентрации.
- •9.Связь между энтальпией и внутренней энергией.
- •10. Электродные процессы. Возникновение потенциала на границе раздела фаз.
- •11.Окислительно-восстановительные электроды и цепи. Определитель окислительно-восстановительных потенциалов.
- •12. Осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа.
- •13. Ионная сила растворов, активность, коэффициент активность электролитов.
- •14. Потенциометрический метод определения рН. Электроды с водородной функцией.
- •16 .Электроды 1-го рода.
- •17. Электроды II-го рода.
- •18. Слабые электролиты. Константа электролитической диссоциации. Закон разведения.
- •19.Адсорбция на твёрдых поверхностях. Уравнение Фрейндлиха, уравнение Ленгмюра.
- •20.Определение концентрации ионов в растворе методом измерения эдс гальванических цепей.
- •21. Электролитическая диссоциация воды. Шкала кислотности по отношениюк воде. Ионное произведение воды. Понятие рН и использование егов агрономии.
- •22. Электроды первого и второго рода. Уравнение Нернста для этих электродов.
- •24. Концентрационные цепи.
- •24. Нормальные потенциалы и ряд напряжений
- •25.Буферные растворы, их состав и механизм действия.
- •26. Диффузионные потенциалы.
- •27.Закон независимости движения ионов.
- •28. Теория электролитической диссоциации.
- •29.Изменение давления насыщенного пара над растворителем и над раствором в зависимости от температуры. Первый закон Рауля.
- •30. Удельная электропроводность и электролитическая подвижность ионов.
- •31. Развитие понятий кислота и основание. Теория Брэнстеда.
- •32. Электрокинетические свойства коллоидных систем. Электрофорез и электроосмос. Электрокинетический потенциал.
- •33. Поверхностно-активные вещества. Смачивание и его мера. Значение смачивания при действии пестецидов для борьбы с сорняками, с/х вредителями и болезнями
- •34. Строение мицеллы лиофобных коллоидных растворов.
- •35. Методы получения и очистки коллоидных систем.
- •36.Молекулярн-кинетические свойства коллоидных систем: броуновское движение, диффузия. Осмос в коллоидных системах.
- •37.Тердинамический и электрокинетический потенциал.
- •38. Обменная адсорбция.
- •39. Кинетическая и агрегативная устойчивость коллоидных систем.
- •40. Нарушение устойчивости гидрофобных коллоидов. Правила значимости и валентности.
- •41. Вязкость коллоидных растворов. Зависимость вязкости растворов вмс от pH.
- •42. Коагуляция лиофобных коллоидных растворов электролитами.
- •43.Теория электролитической диссоциации
- •48.Основные особенности коллоидного состояния вещества.
- •49. Вязкость. Уравнение Эйнштейна н Думанского.
- •53.Гидрофильные и гидрофобные поверхности. Смачивание и его мера.
- •54. Ориентация молекул в поверхностном слое.
- •55. Поверхностное натяжение. Адсорбции на поверхности растворов. Уравнение Гиббса.
30. Удельная электропроводность и электролитическая подвижность ионов.
31. Развитие понятий кислота и основание. Теория Брэнстеда.
По Бренстеду, кислоты представляют собой вещества, способные отдавать протон, а основания - вещества, присоединяющие протон. Такой подход известен как бренстедовская кислотность и основность органических соединений или протонная теория кислот и оснований (протолитическая теория): кислота протон + основание.
Процесс отрыва протона и его присоединение другим партнером по взаимодействию проиллюстрируем простейшим примером. Рассмотрим химизм процесса растворения серной кислоты в воде. Серная кислота отдает протон основанию, роль которого выполняет вода, при этом образуются новая кислота (ион гидроксония H3О+) и новое основание (бисульфат-анион ). Последние еще называются соответственно сопряженной кислотой и сопряженным основанием. С переходом протона взаимодействующие соединения поменялись ролями - серная кислота превратилась в сопряженное основание , а вода (основание) - в сопряженную кислоту H3O+ :
При смешении серной и уксусной кислот последняя играет роль основания. Образующаяся протонированная уксусная кислота и бисульфат-анион соответственно являются сопряженными кислотой и основанием: то есть, по Бренстеду, кислотно-основное взаимодействие рассматривается как процесс передачи протона. Приведенные примеры показывают, что не может быть абсолютного деления веществ на кислоты и основания. Такое деление носит относительный характер. Вещества, потенциально способные быть кислотами, становятся таковыми только в присутствии основания, и наоборот.
32. Электрокинетические свойства коллоидных систем. Электрофорез и электроосмос. Электрокинетический потенциал.
К электрокинетическим явлениям относят эффекты, связанные либо с относительным движением двух фаз под действием постоянного электрического поля, либо с возникновением разности потенциалов при относительном смещении двух фаз, на границе между которыми существует двойной электрический слой.
Электрокинетические явления подразделяют на две группы: прямые и обратные. К прямым относят те электрокинетические явления, которые возникают под действием внешнего электрического поля (электрофорез и электроосмос). Обратными называют электрокинетические явления, в которых при механическом перемещении одной фазы относительно другой возникает электрический потенциал (потенциал протекания и потенциал седиментации).
Электрофорез и электроосмос были открыты Ф. Рейссом (1808). Он обнаружил, что если во влажную глину погрузить две стеклянные трубки, заполнить их водой и поместить в них электроды, то при пропускании постоянного тока происходит движение частичек глины к одному из электродов.
Это явление перемещения частиц дисперсной фазы в постоянном электрическом поле было названо электрофорезом.
В другом опыте средняя часть U-образной трубки, содержащей воду, была заполнена толченым кварцем, в каждое колено трубки помещен электрод и пропущен постоянный ток. Через некоторое время в колене, где находился отрицательный электрод, наблюдалось поднятие уровня воды, в другом - опускание. После выключения электрического тока уровни воды в коленах трубки уравнивались.
Это явление перемещения дисперсионной среды относительно неподвижной дисперсной фазы в постоянном электрическом поле названо электроосмосом.
Позже Квинке (1859) обнаружил явление, обратное электроосмосу, названное потенциалом протекания. Оно состоит в том, что при течении жидкости под давлением через пористую диафрагму возникает разность потенциалов. В качестве материала диафрагм были испытаны глина, песок, дерево, графит.
Явление, обратное электрофорезу, и названное потенциалом седиментации, было открыто Дорном (1878). При оседании частиц суспензии кварца под действием силы тяжести возникала разность потенциалов между уровнями разной высоты в сосуде.
Все электрокинетические явления основаны на наличии двойного электрического слоя на границе твердой и жидкой фаз.
Из описанных явлений электрофорез имеет наиболее широкое практическое применение. При электрофорезе происходит направленное перемещение частиц дисперсной фазы в электрическом поле постоянного тока к электроду, знак которого противоположен знаку заряда частиц. Подвижность частиц в электрическом поле обусловлена тем, что при наложении внешней разности потенциалов происходит разрыв двойного электрического слоя по границе скольжения и частица получает заряд, соответствующий ее ξ-потенциалу. Противоионы диффузного слоя перемещаются при этом к противоположному электроду. Очевидно, что скорость движения частиц дисперсной фазы пропорциональна величине их ξпотенциала. Наблюдая электрофоретическое движение частиц, можно определить знак и величину ξпотенциала коллоидной частицы.
Величина ξпотенциала связана со скоростью электрофореза заряженных частиц зависимостью, названной уравнением Гельмгольца – Смолуховского:
, (1)
где k — коэффициент, зависящий от формы частиц (для сферических частиц k = 6, для цилиндрических k = 4); η – вязкость среды; υ – линейная скорость перемещения частиц (или границы золя); ε – относительная диэлектрическая проницаемость среды; Е – напряженность поля (градиент потенциала).
Линейная скорость υ изменяется пропорционально напряженности поля Е, поэтому не может служить характеристикой частиц. В связи с этим введено понятиеэлектрофоретической подвижности υэф., равной скорости движения частицы при единичном градиенте потенциала (Е = 1):
. (2)
Экспериментально найденные значения подвижностей часто оказываются меньше расчетных. Несовпадение этих величин объясняете в основном тем, что теория Гельмгольца - Смолуховского не учитывает два явления: релаксационный эффект и электрофоретическое торможение. Первый из этих эффектов вызывается нарушением симметрии диффузного слоя вокруг частиц. Второй эффект обусловлен добавочным трением электрической природы при движении частиц и противоионов в противоположные стороны.
Методы электрофореза имеют большое теоретическое и практическое значение. Знание величины ξ-потенциала позволяет судить об устойчивости коллоидного раствора, поскольку изменение его устойчивости, как правило, происходит пропоционально изменению электрокинетического потенциала.
Электроосмос, как и электрофорез, получил широкое применение. Механизм электроосмоса заключается в следующем. Нерастворимый материал мембраны при контакте с жидкостью (водой) диссоциирует с поверхности, отщепляя в жидкость те или другие ионы. Возникает двойной электрический слой, внутренняя обкладка которого входит в состав твердой фазы, а противоионы диффузно располагаются в жидкости. При включении постоянного электрического тока противоионы диффузного слоя перемещаются к электроду соответствующего знака. Так как ионы в воде всегда гидратированы, то при движении иона с ним увлекается определенный объем дисперсионнной среды за счет сил молекулярного трения (вязкости) между гидратной оболочкой иона и окружающей жидкостью. Очевидно, что чем больше толщина диффузного слоя и меньше площадь поперечного сечения капилляра или поры мембраны, тем сильнее проявляется электроосмотический перенос жидкости. Метод электроосмоса имеет большое практическое применение в процессах обезвоживания и сушки многих пористых материалов или весьма концентрированных коллоидных систем. Дли этой цели применяют, например, электрофильтр-прессы.