- •1.Уравнение Гиббса.Каким образом величина изменения энергии Гиббса характеризует возможность протекания данного процесса?
- •2.Что представляют собой стандартные значения термодинамических функций?Для каких условий они рассчитываются?
- •3.Какая величина называется «химическим потенциалом»?От каких факторов зависит его значение?
- •4.Что такое «стандартный химический потенциал»?От чего зависит его значение?
- •5. Общее свойство всех термодинамический функций.Закон Гесса
- •6. Зависимость изменения энтальпии от температуры.Уравнение Кирхгофа
- •10.Какая величина называется скоростью гомогенной химической реакции. Привидите математическое выражение!
- •11. Факторы, влияющие на скорость химической реакции:
- •12. Какое соотношение описывает зависимость скорости химической реакции от концентрации реагирующих веществ? Закон действующих масс
- •Закон действующих масс в химической кинетике
- •Закон действующих масс в химической термодинамике
- •13. Какие соотношения описывают зависимость скорости химической реакции от температуры?
- •14.Какие вещества называются катализаторами?Что такое ингибиторы?
- •16. Каков физический смысл константы скорости реакции? От каких факторов зависит значение этой величины?
- •17. Вывод кинетического уравнения реакции I-го порядка.
- •18. Вывод кинетического уравнения реакции II -го порядка.
- •19.В чём заключается сущность графического метода определения порядка реакции?
- •20.Какая величина называется энергией активации?Каков её физический смысл?
- •21.Каков механизм действия катализаторов?Энергетические схемы обычных и каталитических реакций.
- •25.Какое явление называется диффузией? Что такое скорость диффузии? Уравнение Фика.
- •26.Какие системы называются растворами? Классификация растворов по агрегатному состоянию.
- •27.Какой способ выражения концентрации называется массовой долей?
- •28.Какой способ выражения концентрации называется молярной концентрацией?
- •29.Какой способ выражения концентрации называется моляльной концентрацией?
- •30.Какой способ выраженияконцентрации называется моляльной долей?
- •31.Каким образом растворимость газов зависит от давления газа?Закон Генри
- •32. Каким образом растворимость газов зависит от температуры и от наличия в растворе других растворённых веществ?
- •33.Какой общий принцип определяет растворимость жидких и твёрдых веществ в жидкостях?
- •37. Какое уравнение описывает зависимость осмотического давления от концентрации растворённого вещества?
- •38.Какова роль осмоса в процессах жизнедеятельности растительных и животных организмов?
- •39. Каким образом температуры кипения растворов отличаются от температур кипения растворителя? Эбулиоскопическая постоянная
- •40.Каким образом температуры замерзания растворов отличаются от температур замерзания растворителя?Криоскопическая постоянная?
- •41.На какие группы делятся вещества по поведению в процессе растворения?в чём заключаются особенности поведения растворов электролитов и неэлектролитов?
- •42.Какая поправка вносится в законы,описывающие ависимость свойств растворов электролитов от их состава?
- •43. Произведение растворимости труднорастворимых электролитов.
- •44. Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды. РН раствора.
- •45. Какие свойства растворов называются коллигативными?
- •49.Какие величины используются для количественной оценки процесса набухания?
- •50.Для каких полимеров характерно явление неограниченного набухания? Кривые неограниченного набухания.
- •51.Для каких полимеров характерно явление ограниченного набухания? Ограниченное набухание линейных полимеров.Кривые ограниченного набухания.
6. Зависимость изменения энтальпии от температуры.Уравнение Кирхгофа
Чтобы рассчитать температурную зависимость энтальпии реакции, необходимо знать мольные теплоемкости веществ, участвующих в реакции. Изменение энтальпии реакции при увеличении температуры от Т1 до Т2 рассчитывают по закону Кирхгофа (предполагается, что в данном интервале температур мольные теплоемкости не зависят от температуры и нет фазовых превращений):
где ΔCp(T1,Tf) — изменение теплоемкости в интервале температур от Т1 до температуры фазового перехода; ΔCp(Tf,T2) — изменение теплоемкости в интервале температур от температуры фазового перехода до конечной температуры, и Tf — температура фазового перехода.
Закон Кирхгофа гласит, что температурный коэффициент теплового эффекта химической реакции равен изменению теплоёмкости системы в ходе реакции. Уравнение Кирхгофа, являющееся следствием этого закона используется для расчёта тепловых эффектов при разных температурах.
10.Какая величина называется скоростью гомогенной химической реакции. Привидите математическое выражение!
Скорость химической реакции величина, характеризующая интенсивность реакции химической (См. Реакции химические). Скоростью образования продукта реакции называется количество этого продукта, возникающее в результате реакции за единицу времени в единице объёма (если реакция гомогенна) или на единице площади поверхности (если реакция гетерогенна). Для исходных веществ аналогичным образом определяется скорость их расходования. Количества веществ выражают в молях (См. Моль). Тогда скорости образования продуктов и расходования исходных веществ относятся как стехиометрия, коэффициенты этих веществ в уравнении реакции. Например, в случае реакции N2 + ЗН2 = 2NH3 скорость расходования водорода в 3 раза, а скорость образования аммиака в 2 раза больше скорости расходования азота. Отношение скорости образования продукта реакции, или скорости расходования исходного вещества, к соответствующему стехиометрическому коэффициенту называется С. х. р. В случае гомогенной реакции, происходящей в закрытой системе постоянного объёма, С. х. р. ci — концентрация продукта реакции, т. е. число молей его в единице объёма, bi — стехиометрический коэффициент этого вещества, t — время. Это уравнение применимо и к исходному веществу, если, как принято, стехиометрические коэффициенты исходных веществ считать отрицательными.
Для технических целей скорости гетерогенно-каталитических реакций обычно рассчитывают не на единицу поверхности катализатора, а на единицу массы катализатора или на единицу объёма слоя гранул катализатора.
С. х. р. может варьировать в чрезвычайно широких пределах — от очень малой (в случае геологического процессов, длящихся миллионы лет) до очень большой (в случае ионных реакций, завершающихся за миллионные доли секунды). О теории С. х. р. см. Кинетика химическая.
Для измерения С. х. р. служат разнообразные методы. Выбор метода определяется характером реакции и её скоростью. Не затрагивая реакций специальных типов (электродные, фотохимические, радиационно-химические), охарактеризуем основные методы измерения скоростей обычных реакций, обусловленных энергией теплового движения. При использовании статического метода реакцию проводят в замкнутом сосуде. О её скорости судят по изменению состава реагирующей смеси на основании анализа проб или по какому-либо свойству реагирующей смеси, зависящему от состава. В случае газовых реакций, сопровождаемых изменением числа молекул, часто следят за реакцией по изменению давления. Проточный метод заключается в том. что реагирующую смесь пропускают с постоянной скоростью сквозь зону реакции: для гетерогенной реакции — это обычно объём, заполненный гранулами катализатора; в случае гомогенной реакции — область повышенной температуры. Степень превращения исходных веществ в продукты определяют по составу смеси, выходящей из зоны реакции.
Оба указанных метода просты для осуществления, но не дают непосредственно значения С. х. р. В статической системе состав реагирующей смеси, а следовательно и С. х. р., изменяется во времени; поэтому требуется дифференцирование измеренной величины концентрации по времени для определения скорости реакции или интегрирование по времени теоретические выражения скорости реакции для сопоставления его с опытными данными. В случае проточного метода состав реагирующей смеси не зависит от времени, но различен в разных участках зоны реакции; поэтому сопоставление теоретического выражения для С. х. р. с результатами опыта требует предварительного интегрирования этого выражения по объёму зоны реакции.
Прямое измерение скорости гомогенной реакции достигается с помощью проточного перемешиваемого реактора. В сосуд, снабженный мощной мешалкой, с постоянной скоростью вводят исходные вещества и выводят реагирующую смесь так, чтобы её количество в реакционном сосуде было постоянно. При установившемся стационарном состоянии анализ отбираемой смеси показывает состав реагирующей смеси. Зная, кроме того, скорость отбора этой смеси, определяют количество вещества, образовавшегося в результате реакции за единицу времени, а отсюда — С. х. р. Для гетерогенно-каталитических процессов с неподвижным катализатором эквивалентом описанного метода является проточно-циркуляционный метод: однородность состава реагирующей смеси в зоне реакции достигается с помощью создаваемой насосом интенсивной циркуляции реагирующей смеси. Проточные перемешиваемые реакторы и проточно-циркуляционные системы принадлежат к классу безградиентных реакторов, называемых так потому, что в них практически отсутствуют градиенты (перепады) концентраций, а также температуры в зоне реакции.
Особые трудности возникают при изучении очень быстрых реакций в растворах. Если реакция успевает пройти в значительной степени за время, которое требуется для смешения растворов исходных веществ, то обычные методы непригодны. Задача измерения скоростей таких реакций решается с помощью релаксационных методов, разработанных М. Эйгеном. Система, в которой может происходить обратимая реакция, вначале находится в состоянии равновесия химического (См. Равновесие химическое). Затем весьма быстро изменяют параметр, влияющий на значение константы равновесия: температуру, давление или электрическое поле. Система переходит к новому состоянию равновесия в течение некоторого времени; этот процесс называется релаксацией (См. Релаксация). Следя за изменением состава каким-либо безынерционным методом (например, по электропроводности), определяют С. х. р. Удаётся наблюдать время релаксации до 10-6 сек: таким путём была измерена, например, скорость реакции Н++ OH- = H2O в воде.
Математическое выраение-