- •4.Равновесное состояние – нулевое начало термодинамики.
- •18. Растворы: классификация растворов.
- •19. Давление насыщенного пара над раствором, эбулиоскопия, криоскопия, осмос и осмотическое давление.
- •20. Неидеальные растворы, активность.
- •21. Законы Гиббса-Коновалова.
- •22. Термодинамическое обоснование законов Гиббса-Коновалова. Перегонка и ректификация.
- •23. Твердые растворы.
- •24. Растворы с эвтектикой.
- •25. Растворы газов в жидкостях.
- •26. Трехкомпонентные системы. Экстракция.
- •27. Особенности водных растворов электролитов.
- •29. Подвижность ионов и числа переноса.
- •30. Сильные и слабые электролиты.
- •31. Активность электролитов и ионная сила растворов.
- •32. Механизм возникновения электрического потенциала.
- •33. Термодинамическая теория эдс, уравнение Нернста.
- •34. Стандартные электродные потенциалы, электрохимические цепи и химические источники тока.
- •35. Формальная кинетика, основные представления. Скорость химической реакции.
- •36. Молекулярность и порядок химической реакции.
- •37. Кинетические уравнения реакции различного порядка, определение порядка реакции.
- •38. Механизм химических реакций: энергия активации и зависимость её от различных факторов.
- •39. Обратимые, последовательные параллельные и сопряженные реакции.
- •40. Цепные и фотохимические реакции.
- •42. Скорость каталитических реакций, основные положения теорий каталитических реакций, ферментативный катализ.
- •43. Коллоидная химия как наука. Признаки, классификация и значение коллоидных систем и коллоидных процессов в природе и технике.
- •45. Адгезия, смачивание и растекание жидкости.
- •46. Адсорбция, адсрбция на границе раствор-газ. Уравнение Гиббса.
- •47. Поверхностно-активные вещества. Поверхностная активность. Правило Дюкло-траубе. Строение монослоев пав.
- •48. Изотермы адсорбции Фрейндлиха и Лэнгмюра. Работа адсорбции
- •49. Адсорбция на границе жидкость-жидкость.
- •50. Адсорбция газов на поверхности твердых тел.
- •51. Адсорбция из растворов. Ионный обмен.
- •52. Методы получения и очистки дисперсных систем.
- •54. Электрокинетические свойства дисперсных систем.
- •55. Коагуляция дисперсных систем, свойства тонких пленок. Расклинивающее давление. Дальнодействующее межмолекулярное взаимодействие. Электростатическое составляющая расклинивающего давления.
- •56. Кинетика коагуляции. Коагуляция под действием электролитов. Теория устойчивости длфо.
- •57.Микрогетерогенные системы. Пены. Эмульсии. Суспензии.
- •58. Свойства мицеллярных пав. Мицеллообразование. Солюбилизация. Микроэмульсии.
- •59. Растворы высокомалекулярных соединений.
- •60. Аэрозоли.
- •61. Структурообразование в дисперсных системах. Способы описания структурно-механических свойств. Основы реологии.
- •62. Элементы управления структурно-миханическими свойствами дисперсных систем.
22. Термодинамическое обоснование законов Гиббса-Коновалова. Перегонка и ректификация.
Как уже отмечалось, эти законы были открыты Коноваловым экспериментальным путем, а Гиббс дал им теоретическое обоснование. Для идеальных жидких растворов из двух компонентов (А и В), пар которых также можно считать идеальным газом, согласно закону Рауля можно написать:
pA=p0ANЖА; pB=p0BN0B=p0B(1-NЖА)
К термодинамическому обоснованию законов Гиббса-Коновалова можно подойти, используя уравнение Дюрема-Маргулиса. nAdµA+nBdµB=0.
nA, nB – числа молей компонентов А и В;
µAµB – химические потенциалы этих компонентов.
Уравнение Дюрема-Маргулиса позволяет определить связь между изменением парциального давления компонентов (pA,pB) и составом раствора. С его помощью можно рассчитать давление пара одеого из компонентов раствора, если известны давление пара другого компонента и состав раствора.
Разделение жидких однородных смесей (растворов), состоящих из двух или большего числа летучих компонентов, производится перегонкой или ректификацией.
Разделение путем перегонки основано на различной температуре кипения отдельных веществ, входящих в состав смеси. Так, если смесь состоит из двух компонентов, то при испарении компонент с более низкой температурой кипения (низко- кипящий компонент) переходит в пары, а компонент с более высокой температурой кипения (высококипящий компонент) остается в жидком состоянии. Полученные пары конденсируются, образуя дистиллят или ректификат, а неиспаренная жидкость называется остатком.
В результате перегонки низкокипящий компонент переходит в дистиллят, а высококипящий – в остаток. Такой процесс называется простой перегонкой. При этом не достигается полного разделения смеси. Оба компонента являются летучими, оба переходят в пары, но в разной степени. Поэтому образующиеся при перегонке пары не представляют собой чистого низкокипящего компонента.
Из-за большой летучести низкокипящий компонент испаряется в большей степени, чем высококипящий компонент. Значит, в дистилляте содержание низкокипящего компонента выше, чем в исходной смеси, а в остатке наоборот: содержание низкокипящего компонента ниже, чем в исходной смеси. В этом и является отличие перегонки от выпаривания (при выпаривании растворенное вещество нелетучее, а в пары переходит только летучий компонент).
Простую перегонку применяют для грубого разделения смесей или для предварительной очистки продуктов от нежелательных примесей.
Для достижения наиболее полного разделения компонентов применяют достаточно сложный вид перегонки – ректификацию.
Ректификация заключается в многократном испарении исходной смеси и конденсации образующихся паров, в противо- точном воздействии паров, образующихся при перегонке, с жидкостью, получаемой при конденсации паров.
Способ разделения смеси на компоненты путем ректификации является основным в спиртовом и ликеро-водочном производствах, в производстве эфирных масел, при переработке нефтепродуктов и др.
23. Твердые растворы.
ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ, однородные (гомогенные) крис-таллич. фазы переменного состава; образуются в двойных или многокомпонентных системах. Если компоненты системы неограниченно р-римы друг в друге, они образуют непрерывный ряд твердых растворов. Чаще, однако, концентрация растворенного в-ва не может превышать нек-рое предельное значение и существование твердого раствора ограничено нек-рыми областями составов (области гомогенности). Твердыми растворами являются мн. металлич. сплавы и неметаллич. системы - минералы, стекла, полупроводники, ферриты.
Различают три вида твёрдых растворов:
твёрдые растворы замещения; (Твердый раствор, в котором замещающие и замещаемые атомы беспорядочно располагаются в кристаллической решетке.)
твёрдые растворы внедрения;( бразуются при внедрении чужеродных атомов растворяемого элемента (большей частью металлоидов с малым атомным радиусом) в междоузлия кристаллической решетки матрицы.)
твёрдые растворы вычитания.( Эти растворы образуются на основе некоторых промежуточных фаз и химических соединений и характеризуются дефектной решеткой, т.е. решеткой со свободными (или с незанятыми) узлами, которые должны были принадлежать атомам одного из компонентов. Эти свободные узлы могут возникать под влиянием изменения концентрации одного из компонентов. Такие твердые растворы вычитания могут возникать независимо от того, являются ли эти компоненты металлами или один из них металл, а другой - неметалл.).