Тема 11. Растворы электролитов.

Отступление от законов Рауля и Вант-Гоффа в растворах электролитов. Основные положения теории электролитической диссоциации Аррениуса. Причины и механизм электролитической диссоциации. Гидратация (сольватация) ионов. Энергия сольватации. Связь степени диссоциации с изотоническим коэффициентом. Недостатки теории Аррениуса и ее развитие в работах Дж. Бренстеда, Т. Лоури, Н.А. Измайлова.

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

Электрическая проводимость растворов электролитов. Удельная и молярная (эквивалентная) электрические проводимости. Зависимость их от различных факторов. Закон Кольрауша. Теория электролитической проводимости растворов Дебая-Онзагера. Электрофоретический и релаксационный эффекты. Ионная атмосфера, время релаксации ионного облака. Подвижность ионов и числа переноса. Аномальная подвижность ионов H⁺ и OH^-.

Раздел 5. Электрохимия

Тема 12. Термодинамика электродных процессов.

Общая характеристика электродинамических процессов и систем. Термодинамика электрохимических процессов.

Равновесные электродные процессы и электродвижущие силы. Электрод. Электродный потенциал. Теории возникновения скачка потенциала на границе металл – раствор электролита. Строение двойного электрического слоя на границе электрод – раствор электролита. Стандартные (нормальные) электродные потенциалы. Формула Нернста. Электрохимический ряд напряжений.

Классификация электродов. Электроды первого и второго рода. Газовые электроды. Амальгамные электроды. Редокси-электроды. Электроды сравнения: каломельный, хлорсеребряный. Электрохимический метод измерения рН. Электроды для измерения рН: водородный, хингидронный, стеклянный. Использование окислительно-восстановительных потенциалов для определения направления реакции.

Электрохимические цепи (гальванические элементы): физические, химические и концентрационные. Изменение ЭДС гальванических элементов. Насыщенный элемент Вестона. Химические источники тока. Аккумуляторы.

Тема 13. Кинетика электродных процессов.

Неравновесные электродные процессы. Законы Фарадея. Электрохимические эквиваленты. Выход вещества по току. Кинетика электрохимических процессов. Скорость электрического тока. Перенапряжение электрохимической реакции, перенапряжение выделения водорода. Уравнение Тафеля.

Тема 14. Коррозия.

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

Раздел 6. Химическая кинетика и катализ

Тема 15. Химическая кинетика.

Феноменологическая (формальная) кинетика. Предмет, задачи и методы кинетики. Гомогенные и гетерогенные реакции, их скорость. Основной постулат химической кинетики. Кинетическая классификация химических реакций. Элементарные (простые) реакции. Молекулярность и порядок реакции. Типы сложных реакций. Кинетическое уравнение сложных химических реакций.

Кинетический анализ простых необратимых реакций. Реакции первого, второго, третьего, нулевого, n-ного порядка. Кинетический анализ сложных реакций. Обратимые реакции первого, второго порядка. Параллельные, последовательные реакции. Принцип независимости элементарных реакций.

Метод определения порядка и константы скорости реакции по экспериментальным данным. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Уравнение Аррениуса. Энергия активации. Энтальпия и энтропия активации.

Теория молекулярных столкновений и ее применение к бимолекулярным реакциям. Теория переходного состояния или активного комплекса.

Цепные реакции. Основные понятия. Классификация элементарных стадий. Разветвленные и неразветвленные цепные реакции. Ингибиторы цепных реакций. Реакции с выраженным разветвлением цепей.

Фотохимические реакции. Закон эквивалентности. Квантовый выход. Значение фотохимических реакций в природе и химической промышленности.