Лабораторная работа №4

1. Дайте определения понятиям: система, фаза, компонент, составные части системы, число термодинамических степеней свободы системы. Как определяется число независимых компонентов?

2. Фазовые переходы I и II рода. Примеры.

3. Фазовые переходы I рода. Характеристика агрегатных состояний вещества.

   1. Газ идеальный и реальный; распределение газа по скоростям и энергиям. Уравнения состояния идеальных и реальных газов, критические состояния. Сжижение газов.

   2. Жидкое состояние. Поверхностное натяжение, вязкость, испарение, затвердевание.

   3. Характеристика твердого состояния. Жидкие кристаллы. Полиморфизм и изоморфизм. Плавление, возгонка.

4. Вывести уравнение (правило) фаз Гиббса. Где и с какой целью применяется.

5. Фазовые равновесия. Условия равновесия между фазами гетерогенных систем. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона. Его применение к фазовым переходам I рода.

6. Общая характеристика однокомпонентных систем. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах. Диаграмма состояния чистого вещества.

7. Двухкомпонентные жидкие и твердые системы. Диаграмма состав – температура кристаллизации двухкомпонентных систем с простой эвтектикой и с образованием химического соединения, плавящегося без разложения (конгруэнтно) и с разложением (инконгруэнтно).

8. Методы изучения гетерогенных равновесий. Термический анализ.

1. Задачи

1. Определите число степеней свободы, которыми обладает система, состоящая из смеси NH₄Cl, NH₃ и HCl:

а) при температуре, когда все вещества находятся в твердом состоянии;

б) при комнатной температуре.

2. Определите максимально возможное число степеней свободы в однокомпонентной, двухкомпонентной и трехкомпонентной системах.

3. В водном растворе содержится смесь хлоридов натрия и кальция. Определите количество составных частей и компонентов в данной системе.

Лабораторная работа №5

1. Основные признаки растворов. Термодинамические и молекулярно-кинетические условия их образования. Способы выражения состава растворов.

2. Основные теории растворов. Классификация растворов по агрегатному состоянию, размеру частиц, способности к диссоциации. Термодинамическая классификация растворов. Идеальные растворы. Предельно разбавленные растворы. Законы Вант-Гоффа и Генри.

3. Реальные растворы. Растворы с положительным и отрицательным отклонением от закона Рауля. Причины отклонений.

4. Коллигативные свойства растворов неэлектролитов и электролитов. Криоскопия, эбуллиоскопия, их применение. Осмос, его роль в биологических процессах. Изотонические растворы. Изотонический коэффициент.

5. Химический потенциал и стандартные состояния компонентов раствора. Парциальные молярные величины. Уравнения Гиббса-Дюгема и Гиббса-Дюгема-Маргулеса.

6. Зависимость температуры кипения и давления пара бинарного раствора от его состава. Законы Коновалова. Азеотропные растворы. Законы Вревского. Методы разделения азеотропных смесей.

7. Основные положения теории электролитической диссоциации Аррениуса. Причины и механизм электролитической диссоциации (сольватации). Недостатки теории Аррениуса и ее развитие в работах Дж. Бренстеда, Т. Лоури, Г. Льюиса, Н.А. Измайлова.

8. Основные положения теории сильных электролитов Дебая-Хюккеля. Термодинамическая константа диссоциации. Активность, коэффициент активности, их определение. Ионная сила растворов. Основные понятия теории ассоциации ионов.

9. Роль растворов электролитов в жизнедеятельности организмов.

Задачи

1. Определите атмосферное давление, если раствор, содержащий глицерин массой 1,5 г в воде массой 90 г, кипит при 99С. Давление водяного пара при той же температуре равно 977,3 гПа.

2. При 75С давление пара воды равно 385 гПа. При растворении в воде массой 100 г хлорида аммония массой 2,2 г давление пара понизилось на 4,92 гПа. Вычислите кажущуюся степень диссоциации хлорида аммония в полученном растворе.

3. Раствор, содержащий глюкозу массой 7,252 г в воде массой 200 г, замерзает при –0,378С. Криоскопическая постоянная вода – 1,86. Определите относительную молекулярную массу глюкозы и относительную ошибку в процентах по сравнению с величиной, найденной в справочнике.