Вопросы для подготовки к экзамену

Первый закон термодинамики, математическое выражение его для изолированной, закрытой, адиабатной и открытой системы.

Общая характеристика электрохимических процессов и систем. Гальванический элемент, химический и концентрационный. Возникновение электродного потенциала. Уравнение Нернста.

Первый закон термодинамики. Функции состояния, их признаки. Внутренняя энергия. Энтальпия. Работа и теплота.

Растворы. Термодинамические и молекулярно-кинетические условия образования растворов. Классификация растворов по агрегатному состоянию, размеру частиц, способности к диссоциации. Особенности газообразных, жидких и твёрдых растворов. Природные растворы.

Теория теплоёмкости газов и твёрдых веществ. Теплоёмкость при постоянном давлении и объёме.

Термодинамическая классификация растворов. Идеальные растворы. Законы Вант-Гоффа и Рауля. Закон Генри и вытекающие из него следствия.

Основные положения электролитической диссоциации Аррениуса. Причины и механизм электролитической диссоциации. Сольватация ионов. Энергия сольватации. Недостатки теории Аррениуса и её развитие в работах Д. Бренстеда, Т. Лоури, Н.А. Измайлова.

Гетерогенный катализ. Теории гетерогенного катализа А.А. Баландина и Н. И. Кобозева.

Второй закон термодинамики. Обратимые и необратимые, самопроизвольные и не самопроизвольные процессы. Изменение энтропии при изменении V системы, Т, числа частиц при фазовых превращениях.

Реальные растворы. Растворы с положительными и отрицательными отклонениями от закона Рауля. Причины отклонений.

Энтропия как функция состояния. Доказательство существования энтропии. Уравнение Больцмана. Энтропия α- и β-.

Кинетическая классификация химических реакций. Кинетические уравнения сложных химических реакций. Молекулярность и порядок реакции.

Третий и нулевой законы термодинамики, их значение.

Зависимость скорости химической реакции от температуры. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Энтальпия и энтропия активации.

Электрохимическая коррозия металлов и методы защиты от неё. Ингибиторы коррозии. Пассивность металлов.

Фотохимические и радиационно-химические реакции. Закон эквивалентности. Квантовый выход. Значение фотохимических и радиационно-химических реакций в природе и химической промышленности.

Растворы электролитов. Основные положения теории сильных электролитов Дебая-Хюккеля. Термодинамическая константа диссоциации.

Цепные реакции. Классификация элементарных стадий. Ингибиторы цепных реакций. Разветвлённые и неразветвлённые цепные реакции.

Основные термодинамические функции. Термодинамические потенциалы, их физический смысл, применение. Условия самопроизвольного протекания процессов и достижения равновесия.

Сложные реакции. Кинетические закономерности последовательных реакций, слагающиеся из реакций первого порядка. Автокаталитические и самотормозящиеся реакции.

Теория электрической проводимости растворов Дебая-Онзагера. Электрофоретический и релаксационный эффекты. Ионная атмосфера, время релаксации ионного облака.

Методы определения порядка и константы скорости реакции по экспериментальным данным.

Константа химического равновесия. Способы выражения и зависимость от температуры. Уравнение изобары и изохоры химической реакции.

Электрохимическая кинетика. Законы Фарадея. Выход вещества по току.

Фазовое равновесие. Условия равновесия между фазами. Критические фазы. Характеристика агрегатных состояний вещества. Правило фаз Гиббса, его применение в производстве и для исследования биологических систем.

Электрохимические цепи, химические и концентрационные. Измерение ЭДС гальванических элементов.

Электрохимический метод определения рН: водородный, хингидронный, стеклянный.

Химическое равновесие. Принципы смещения химического равновесия. Уравнение изотермы химической реакции. Энергия Гиббса и Гельмгольца в стандартных условиях, способы их расчёта.

Предмет, задачи и методы химической кинетики. Гомогенные и гетерогенные реакции, их скорость. Основной постулат химической кинетики.

Теплоёмкость истинная, средняя, молярная, удельная. Зависимость теплоёмкости от температуры.

Максимальная работа процесса. Химическое сродство.

Приложение I закона термодинамики к химическим процессам. Термохимические уравнения. Закон Гесса и вытекающие из него следствия. Тепловые эффекты химических реакций при постоянном давлении и объёме. Закон Кирхгофа.

Энтальпия. Энтальпийные диаграммы. Энтальпия образования, сгорания, растворения, фазовых переходов. Энергия связи, кристаллической решётки, ионизации, гидратации.

Химическое равновесие. Термодинамический вывод для константы химического равновесия. Химическое равновесие в гетерогенных реакциях. Различные способы выражения констант равновесия, соотношения между ними.

Предмет и роль химической термодинамики в изучении химических и физико-химических процессов. Методы и ограничения термодинамики.

Историческая обусловленность возникновения физической химии и других смежных наук. Предмет, задачи и методы физической химии.

Двухкомпонентные жидкие и твёрдые системы. Диаграммы состав – температура кристаллизации бинарных неизоморфных смесей с простой эвтектикой и смесей, образующих устойчивое и неустойчивое химическое соединения. Применение фазовых диаграмм в производстве и для исследования биологических систем.

Коллигативные свойства разбавленных растворов. Криоскопия и эбуллиоскопия, их применение. Осмос и его роль в биологических процессах. Изотонические растворы.

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

Химические потенциалы и стандартные состояния компонентов раствора. Парциальные молярные величины. Уравнение Гиббса-Дюгема-Маргулеса.

Электрическая проводимость растворов электролитов. Удельная и молярная (эквивалентная) электрические проводимости, зависимость их от различных факторов. Закон Кольрауша. Подвижность ионов и числа переноса. Аномальная подвижность ионов Н⁺ и ОН^–.

Молекулярная кинетика. Теория молекулярных столкновений и её применение к биомолекулярным реакциям.

Молекулярная кинетика. Теория переходного состояния или активного комплекса.

Катализ. Влияние на механизм снижения энергетических барьеров. Селективность. Отравление, промотирование и модифицирование катализаторов.

Классификация каталитических процессов. Гомогенный катализ. Кислотно-основной катализ. Автокатализ.

Классификация обратимых электродов по типу электродных реакций. Характеристика электродов I и II рода, редокс-электродов. Использование редокс-электродов для определения направления реакции.

Гетерогенный катализ. Общая стадийная схема катализа. Электронная и цепная теории катализа.

Сложные реакции. Кинетические закономерности обратимых, параллельных и сопряжённых реакций, слагающихся из реакций первого порядка.

Поляризация электродов при прохождении электрического тока. Перенапряжение электрохимической реакции и перенапряжение концентрации. Перенапряжение восстановления.

Химические источники электрической энергии. Первичные сухие элементы. Элемент Лекланше. Характеристика топливных элементов на примере водородно-кислородного. Аккумуляторы кислотные и щелочные.