- •1. Основные понятия химической термодинамики.
- •2. Первое начало термодинамики: формулировки, аналитическое выражение. Первое начало термодинамики в биологических системах.
- •3. Закон Гесса. Следствия из закона Гесса.
- •4. Закон Кирхгоффа.
- •5. Основные термодинамические процессы.
- •6. Калориметрические измерения.
- •7. Второе начало термодинамики: формулировки, математическое выражение. Второе начало термодинамики в живых организмах.
- •8. Энтропия, как функция состояния системы. Статистическая интерпретация энтропии.
- •9. Термодинамические потенциалы системы.
- •10. Тепловая теорема Нернста.
- •11. Абсолютная энтропия. Уравнение Больцмана.
- •12. Термодинамика растворов. Закон Рауля. Отклонения от закона Рауля.
- •13. Термодинамика растворов. Образование растворов, растворимость: газ/газ.
- •14. Термодинамика растворов. Образование растворов, растворимость: газ/жидкость.
- •15. Термодинамика растворов. Первый закон Коновалова, термодинамический вывод.
- •16. Термодинамика растворов. Второй закон Коновалова, термодинамический вывод.
- •17. Термодинамика растворов. Перегонка. Диаграмма перегонки жидкостей.
- •18. Термодинамика растворов. Криоскопическая и эбуллиоскопические постоянные.
- •19. Термодинамика растворов. Теория электролитической диссоциации.
- •20. Термодинамика растворов. Изотонический коэффициент.
- •21. Термодинамика растворов. Механизм разделения жидкостей методом перегонки.
- •22. Термодинамика растворов. Осмотическое давление разбавленных растворов.
- •23. Термодинамика растворов. Понятие активности растворенного вещества.
- •24. Химическое равновесие. Константа химического равновесия.
- •25. Химическое равновесие. Условия химического равновесия.
- •26. Химическое равновесие. Химический потенциал.
- •27. Химическое равновесие. Изотерма химической реакции.
- •28. Химическое равновесие. Влияние внешних условий на химическое равновесие: давление, концентрация, температура.
- •29. Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса. Диаграмма состояния воды.
- •30. Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса. Диаграмма состояния серы.
- •31. Фазовые равновесия. Уравнение Клаузиуса-Клайперона.
- •32. Буферные растворы. Механизм действия буферных растворов.
- •33. Буферные растворы. Буферная емкость.
- •34. Буферные растворы. Буферные системы организма.
- •35. Буферные растворы. Уравнение Гендерсона – Гассельбаха для определения рН и рОн протолитических буферных растворов.
- •36. Буферные растворы. Кислотно-основное равновесие. Основные причины и типы нарушений кислотно-основного равновесия организма и возможности коррекции.
- •37. Скорость химической реакции. Понятие о периоде полупревращения.
- •38. Скорость химической реакции. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.
- •39. Скорость химической реакции. Кинетическое уравнение химической реакции.
- •40. Скорость химической реакции. Порядок реакции. Методы определения порядка реакции.
- •41. Скорость химической реакции. Влияние температуры на скорость реакции.
- •42. Каталитические процессы. Основные характеристики катализатора. Факторы, влияющие на снижение активности катализатора.
- •47. Каталитические процессы. Теория мультиплетов.
- •48. Электрохимия. Гальванический элемент. Эдс Гальванического элемента.
- •49. Электрохимия. Электродный потенциал. Уравнение Нернста.
- •50. Электрохимия. Проводники I и II рода.
- •51. Электрохимия. Электроды сравнения.
- •52. Дисперсные системы. Классификация дисперсных систем.
- •53. Дисперсные системы. Суспензии.
- •54. Дисперсные системы. Эмульсии.
- •55. Дисперсные системы. Пены.
- •56. Дисперсные системы. Аэрозоли.
- •57. Дисперсные системы. Порошки.
- •58. Дисперсные системы. Диализация коллоидных растворов.
- •59. Дисперсные системы. Структурная единица лиофобных коллоидов.
- •60. Термодинамический анализ адсорбции. Теория мономолекулярной адсорбции Ленгмюра.
- •61. Термодинамический анализ адсорбции. Теория полимолекулярной адсорбции Поляни.
- •62. Термодинамический анализ адсорбции. Уравнение Фрейндлиха.
- •63. Термодинамический анализ адсорбции. Адсорбция из растворов электролитов.
- •64. Термодинамический анализ адсорбции. Ионная адсорбция. Факторы, влияющие на ионную адсорбцию.
- •65. Термодинамический анализ адсорбции. Изотерма адсорбции.
- •66. Термодинамика поверхностного слоя. Поверхностное натяжение.
- •67. Термодинамика поверхностного слоя. Изотермы поверхностного натяжения.
- •68. Термодинамика поверхностного слоя. Пав и пиав: строение молекул и их свойства.
- •69. Термодинамика поверхностного слоя. Изотерма адсорбции Гиббса. Правило Дюкло-Траубе.
- •70. Термодинамика поверхностного слоя. Методы определения поверхностного натяжения.
- •71. Термодинамика поверхностного слоя. Поверхностная энергия.
- •72. Процесс диспергирования. Самопроизвольное и несамопроизвольное диспергирование.
- •73. Адгезия и когезия.
- •74. Критерий Ребиндера – Щукина, границы его применения.
- •75. Пептизация, виды пептизации.
- •77. Влияние электролита на процесс мицелообразования.
- •78. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем, их характеристика.
- •79. Броуновское движение. Факторы, влияющие на броуновское движение. Уравнение Эйнштейна – Смолуховского.
- •80. Диффузия. Уравнение Фика. Факторы, влияющие на диффузию.
- •81. Осмос. Определение величины осмотического давления.
- •82. Седиментация. Определение скорости седиментации.
- •83. Седиментационная и кинетическая устойчивость коллоидной системы.
- •84. Оптические свойства коллоидных систем. Эффект Тиндаля. Уравнение Рэлея.
- •85. Оптические свойства коллоидных систем. Нефелометрия и турбидиметрия.
- •86. Электро-кинетические явления в коллоидных системах, их характеристика.
- •87. Электрофорез. Количественные характеристики.
- •88. Электроосмос. Факторы, влияющие на электроосмос.
- •89. Эффект седиментации. Потенциал седиментации.
- •90. Потенциал протекания и потенциал течения: сходство и различие.
- •91. Двойной электрический слой. Основные теории образования дэс.
- •92. Устойчивость коллоидных систем. Виды устойчивости.
- •93. Коагуляция, основные стадии. Порог коагуляции.
- •94. Коагуляция под действием электролита. Правило Шульце-Гарди.
- •95. Методы очистки коллоидных систем.
- •96. Высокомолекулярные соединения. Понятие о растворах вмс. Классификация вмс.
- •97. Высокомолекулярные соединения. Свойства растворов вмс.
- •98. Вязкость, основные характеристики. Факторы, влияющие на вязкость. Уравнение Эйнштейна.
- •99. Вязкость крови.
- •100. Набухание. Механизм процесса. Факторы, влияющие на процесс.
- •101. Студни и гели, основные характеристики.
- •102. Застудневание, механизм процесса.
- •103. Тиксотропия, основные характеристики.
- •104. Механизм образования заряда на вмс.
- •105. Устойчивость растворов вмс. Высаливание и коацервация.
25. Химическое равновесие. Условия химического равновесия.
В общем случае направление и предел самопроизвольного протекания процесса в любых системах определяет принцип минимума свободной энергии:
Самопроизвольно могут протекать только те процессы, которые приводят к понижению свободной энергии системы; система приходит в состояние равновесия, когда свободная энергия достигает минимального значения.
Для закрытых систем, находящихся в изобарно-изотермических либо изохорно-изотермических условиях свободная энергия принимает вид изобарно-изотермического либо изохорно-изотермического потенциалов (т.н. свободная энергия Гиббса и Гельмгольца соответственно). Данные функции называют иногда просто термодинамическими потенциалами, что не вполне строго, поскольку термодинамическими потенциалами являются также внутренняя энергия (изохорно-изэнтропный) и энтальпия (изобарно-изэнтропный потенциал).
Протекание самопроизвольного процесса в закрытой системе сопровождается уменьшением свободной энергии системы (dG < 0, dF < 0). Очевидно, что рано или поздно (напомним, что понятие "время" в термодинамике отсутствует) система достигнет минимума свободной энергии. Условием минимума некоторой функции Y = f(x) является равенство нулю первой производной и положительный знак второй производной: dY = 0; d2Y > 0.
Состояние системы с минимальной свободной энергией есть состояние термодинамического равновесия:
Термодинамическим равновесием называется такое термодинамическое состояние системы, которое при постоянстве внешних условий не изменяется во времени, причем эта неизменяемость не обусловлена каким-либо внешним процессом.
Учение о равновесных состояниях – один из разделов термодинамики. Необходимо отметить, что достижение системой состояния равновесия не означает прекращения процесса; химическое равновесие является динамическим, т.е. соответствует одновременному протеканию процесса в противоположных направлениях с одинаковой скоростью.
Химическое равновесие является подвижным – всякое бесконечно малое внешнее воздействие на равновесную систему вызывает бесконечно малое изменение состояния системы; по прекращении внешнего воздействия система возвращается в исходное состояние. Ещё одним важным свойством химического равновесия является то, что система может самопроизвольно прийти в состояние равновесия с двух противоположных сторон. Иначе говоря, любое состояние, смежное с равновесным, является менее устойчивым, и переход в него из состояния равновесия всегда связан с необходимостью затраты работы извне.
26. Химическое равновесие. Химический потенциал.
Хими́ческий потенциа́л (μ) — один из термодинамических параметров системы, а именно энергия добавления одной частицы в систему без совершения работы. Определение химического потенциала можно записать в виде:
где Е — энергия системы, S — её энтропия, N — количество частиц в системе.
Эта формула определяет, кроме химического потенциала μ, также давление P и температуру T.
,
где G — потенциал Гиббса.
Если энергия системы зависит не от объёма, а от других термодинамических параметров A1,A2..., исходная формула принимает вид