- •1) Основные законы химии: сохранения массы и энергии, постоянство состава, эквивалентов и Авогадро.
- •2) Закон постоянства состава с современной точки зрения. Соединения постоянного и переменного состава.
- •3) Закон эквивалентов. Эквивалент элементов и соединений.
- •4) Классы неорганических соединений.
- •5) Модель строения атома Резерфорда
- •6) Теория строения атома Бора. Недостатки теории строения.
- •7) Принципы квантов механики: дискретность энергии, корпускулярно-волновой дуализм, принципы неопределенности Гейзенберга.
- •8) Уравнение Шредингера. Смысл волновой функции.
- •9) Квантовые числа. Их значение и сущность.
- •10) Электронного уравнения, подуровня, орбитали.
- •11) Правила и принципы, определяющие последовательность формирования электронных уровня и подуровня.
- •13) Периодический закон д.И.Менделеева. Периодичность в изменении различных свойств элементов(потенциал ионизации, сродство к электрону, атомные радиусы)/
- •14) Сходство и различие химических свойств элементов главных и побочных подгрупп в связи с электронным строением атома/
- •15) Химическая связь. Виды химической связи. Энергетические и геометрические характеристики связи.
- •16) Природа химической связи. Энергетические эффекты в процессе образования химической связи.
- •17) Основные положения метода Валентных связей. Обменный и донорно-акцепторный механизма образования ковалентной связи.
- •18) Валентные возможности атомов в основном и в возбужденном состоянии.
- •20) Насыщаемость ковалентной связи. Понятие валентности.
- •21) Полярность ковалентной связи. Теория гибридизации. Виды гибридизации. Примеры.
- •22) Полярность ковалентной связи. Дипольный момент.
- •23) Достоинства и недостатки метода в.С.
- •24) Метод молекулярных орбиталей. Основные понятия.
- •25) Описать методы мо связи в биполярных и много центровых молекулах(b2 o2 BeH2 BeF2).
- •26) Ионная связь предельный случай ковалентно-полярной связи. Свойства ионной связи. Основные виды кристаллических решеток для соединения с ионной связью.
- •27) Металлическая связь. Особенности. Элементы зонной теории для объяснения особенностей металлической связи.
- •28) Межмолекулярное взаимодействие. Ориентационный, индукционный и дисперсионный эффекты.
- •Дисперсионные силы
- •29) Водородная связь.
- •30) Основные типы кристаллических решеток.
- •Простейшие кристаллические решетки. Плотнейшая кубическая упаковка. Плотнейшая гексагональная упаковка
- •31) Законы термохимии. Следствие из законов Гесса.
- •32) Понятие о внутренней энергии системы, энтальпии и энтропии.
- •33) Энергия Гиббса, её взаимодействие с энтальпией и энтропией. Изменение энергии Гиббса в самопроизвольно протекающих процессах.
- •34) Скорость химической реакции. Закон действия масс для гомогенных и гетерогенных реакций. Сущность константы скорости. Порядок и молекулярность реакции.
- •35) Факторы, влияющие на скорость химических реакций.
- •36) Влияние температуры на скорость химический реакций. Правило Вант-Гоффа. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.
- •37) Особенности протекания гетерогенных реакций. Влияние диффузии и степень дискретности вещества.
- •38) Влияние катализатора на скорость химических реакций. Причины влияния катализатора.
- •39) Обратимые процессы. Химическое равновесие. Константа равновесия.
- •40) Влияние различных факторов на смещение равновесия. Принцип Ле Шателье.
- •41) Определение раствора. Физико-химические процессы при образование растворов. Изменения энтальпии и энтропии при растворение.
- •42) Способы выражения концентрации растворов.
- •43) Закон Рауля.
- •44) Осмос. Осматическое давление. Закон Вант-Гоффа.
- •45) Растворы электролитов. Сильные и слабые электролиты. Степень электролитической диссоциации. Изотонический коэффициент.
- •46) Теория элекролитической диссоциации. Физическая теория Аррениуса, химическая Менделеева и современный взгляд на диссоциацию.
- •47) Реакции в растворах электролитов, их направленность. Смещение ионных равновесий.
- •48) Ионное произведение воды. Водородный показатель как химическая характеристика.
- •49) Гетерогенные равновесия в растворах электролитов. Произведение растворимости.
- •50)Гидролиз солей.
- •51) Химическое равновесие на границе металл-раствор. Двойной электрический слой. Скачок потенциала. Водородный электрод сравнения. Ряд стандартных электродных потенциалов.
- •52) Зависимость электродного потенциала от природы веществ, температуры и концентрации раствора. Формула Нэриста.
- •53. 1)Гальванические элементы. 2)Процессы на электродах. 3)эдс гальванического элемента.
- •54. 1)Обратимые источники электрической энергии. 2)Кислотные и щелочные аккумуляторы.
- •55.Топливные элементы.
- •56.1)Электролиз растворов и расплавов. 2)Последовательность электродных процессов. 3)Перенапряжение и поляризация.
- •57.Взаимодействие металлов с кислотами и щелочами.
- •58. Коррозия металлов в растворах солей.
- •59. Применение электролиза в промышленности.
- •60. 1)Электрохимическая коррозия металлов. 2)Основные виды электрохимической коррозии. 3)Процессы на электродах.
- •61. Методы борьбы с коррозией.
- •Выбор одного из методов защиты основывается не только на технических соображениях, но и на экономических расчетах. Наиболее дешевым и распространенным методом являются лакокрасочные покрытия.
60. 1)Электрохимическая коррозия металлов. 2)Основные виды электрохимической коррозии. 3)Процессы на электродах.
Разрушение металла под воздействием возникающих в коррозионной среде гальванических элементов называют электрохимической коррозией. При электрохимической коррозии (наиболее частая форма коррозии) всегда требуется наличие электролита (Конденсат, дождевая вода и т. д.) как, например, при ржавлении железа во влажной атмосфере:
4Fe + 3O2 + 6H2O → 4FeO(OH)•H2O
Электроды образуют либо различные элементы структуры материала, либо два различных соприкасающихся материала. Если в воде растворены ионы солей, электропроводность ее повышается, и скорость процесса увеличивается. Особо сильно действуют хлорид-ионы (содержащиеся, например в морской воде или в воде, образовавшейся при таянии снега зимой, когда дороги посыпают солью), так как они катализируют процесс коррозии. С получающимися в процессе коррозии Fe3+ — ионами ионы хлора образуют растворимые комплексы, что способствует ускорению окисления металла.
При соприкосновении двух металлов с различными окислительно-восстановительными потенциалами и погружении их в раствор электролита, например, дождевой воды с растворенным углекислым газом CO2, образуется гальванический элемент, так называемый, коррозионный элемент. Он представляет собой ни что иное, как замкнутую гальваническую ячейку. В ней происходит медленное растворение металлического материала с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом. Этот вид коррозии особо присущ металлам с высокими отрицательными потенциалами. Так, совсем небольшого количества примеси на поверхности металла с большим редокспотенциалом уже достаточно для возникновения коррозионного элемента. Особо подвержены риску места соприкосновения металлов с различными потенциалами, например сварочные швы или заклепки
Водородная и кислородная коррозия
Если происходит восстановление ионов H30+ или молекул воды H2O, говорят о водородной коррозии или коррозии с водородной деполяризацией. Восстановление ионов происходит по следующей схеме:
2H3O+ + 2e- → 2H2O + H2или2H2O + 2e- → 2OH- + H2
Если водород не выделяется, что часто происходит в нейтральной или сильно щелочной среде, происходит восстановление кислорода и здесь говорят о кислородной коррозии или коррозии с кислородной деполяризацией:
O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
Коррозионный элемент может образовываться не только при соприкосновении двух различных металлов. Коррозионный элемент образуется и в случае одного металла, если, например, структура поверхности неоднородна.
61. Методы борьбы с коррозией.
Широко применяются следующие методы защиты металлических конструкций от коррозии:
Защитные покрытия.
Антикоррозионное легирование металла.
Электрохимическая защита.
Обработка коррозионной среды.
Разработка и производство новых металлических конструкционных материалов повышенной коррозионной устойчивости.
Выбор одного из методов защиты основывается не только на технических соображениях, но и на экономических расчетах. Наиболее дешевым и распространенным методом являются лакокрасочные покрытия.
Наличие пассивных пленок, образующихся в атмосфере на поверхности таких металлов, как алюминий, титан, хром, никель, значительно повышает их коррозионную стойкость. Защитная способность этих пленок зависит от плотности и электронной проводимости. Пассивные пленки наносят искусственно на такие металлы, как алюминий, железо воронение железа), медь, магний.
Такие искусственно созданные пленки имеют значительно большую толщину и обладают большей механической и противокоррозионной стойкостью. Широко используют жаростойкое легирование, т.е. введение в состав сплава компонентов, повышающих жаростойкость. Например, для повышения коррозионной стойкости стали в нее вводят легирующие элементы - хром, никель, титан, вольфрам, присутствие которых обеспечивает возникновение на поверхности сплошных пассивных пленок.
Для защиты от коррозии используют металлические покрытия. По характеру защитного действия различают анодные и катодные покрытия. К анодным покрытиям относятся такие покрытия, в которых покрывающий металл обладает в данной среде более отрицательным электродным потенциалом (оцинкованное железо). К катодным относятся покрытия из менее активных металлов (луженое железо, никелевое покрытие железа).
Пока слой, покрывающий основной металл, полностью изолирует его от воздействия окружающей среды, принципиального различия между этими двумя видами покрытий нет. При нарушении целостности покрытия создаются совершенно различные условия. В порах цинкового покрытия на железе при образовании микрогельваноэлемента цинк является анодом, а железо - катодом. Цинк растворяется в электролите, а железо не будет разрушаться до тех пор, пока сохраняется цинковое покрытие. Никелевое покрытие на железе - катодное. При образовании микрогальвоноэлемента железо выполняет роль анода и разрушается.
Для защиты от коррозии в коррозионную среду вводят небольшое количество добавок, или замедлителей коррозии (ингибиторов), которые в зависимости от среды разделяют на парофазные (или летучие) и жидкофазные. В качестве жидкофазных ингибиторов для нейтральных растворов применяют в основном неорганические ингибиторы анионного типа (нитриты, хроматы, фосфаты). Их тормозящее действие сводится к образованию или оксидных пленок, или пленок труднорастворимых соединений, в результате которого потенциал сдвигается в область более положительных значений. Ингибиторами кислотной коррозии, как правило, являются органические соединения, которые, абсорбируясь на поверхности металла, тормозят как анодный, так и катодный процесс.
В агрессивных средах (морская вода, почва) применяют электрохимический метод защиты. В промышленности часто применяют так называемую протекторную защиту. К стальной конструкции корпус судна, трубопровод) присоединяют пластины циника или цинка с алюминием. При этом образуется макрогальванический элемент, где роль анода выполняет цинк, а защищаемая конструкция становится катодом, коррозия конструкции вследствие сдвига потенциала уменьшается или вообще прекращается.
В других методах, называемых катодной защитой, аналогичный результат достигается присоединением защищаемого металла к отрицательному полюсу внешнего источника.
Сравнительно легкопассивирующие металлы, такие, как титан, никель, нержавеющая сталь, можно защитить от коррозии, присоединяя их к положительному полюсу генератора (так называемая анодная защита). Анодную плотность тока доводят до величины, которая приводит к полной пассивации, в результате чего металл перестает растворяться. Этот метод применяют для защиты конструкции от коррозии в сильно агрессивных средах.