- •Вопрос 1 «Предмет и задача химии. Значение химии»
- •Вопрос 2. Строение атома. Модели атома (Морозова, Резерфорда, Бора). Теория Бора. Уравнение Планка. Принцип неопределенности Гейзенберга. Волновая функция.
- •Строение атома по Бору:
- •Вопрос 3. Квантово-механическое представление о строении атома. Квантовые числа и их физический смысл.
- •Вопрос 4. Распределение электронов в многоэлектронном атоме. Принцип Паули. Правило Гунда. Порядок заполнения электронных подуровней.
- •Вопрос 6. Ковалентная связь. Свойства ковалентной связи: прочность, полярность, насыщаемость, направленность, гибридизация, кратность.
- •Вопрос 7. Обменный и донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи.
- •Вопрос 8. Σ-, π-, δ- связь.
- •Вопрос 9. Ионная связь и ее свойства.
- •Вопрос 10. Водородная связь и межмолекулярное взаимодействие.
- •Вопрос 11. Комплексные соединения: строение, характер связи, диссоциация.
- •Вопрос 12. Химичёская термодинамика, термодинамические параметры (т, р, V). Внутренняя энергия. Первый закон термодинамики.
- •Вопрос 13
- •Вопрос 13 Энтальпия образования вещества. Закон Гесса и его применение.
- •Вопрос 14. Свободная энергия Гиббса. Самопроизвольность протекания реакций. Свободная энергия Гиббса
- •Вопрос 16. Химическая кинетика. Закон действующих масс гомогенных и гетерогенных систем. Скорость прямой и обратной реакции. Константа скорости химической реакции. Порядок и молекулярность реакции.
- •Вопрос17. Влияние температуры на скорость реакции, правило Вант-Гоффа, энергия активации, уравнение Аррениуса
- •Вопрос 18. Гомогенный и гетерогенный катализ. Катализаторы и ингибиторы.
- •Вопрос 19
- •Вопрос 19. Химическое равновесие. Смещение химического равновесия при изменении условий протекания химических процессов. Принцип Ле-Шателье
- •Вопрос 20. Растворы Свойства растворов.
- •Вопрос 21. Способы выражения концентрации растворов(процентная, молярность, нормальность, моляльность, титр).
- •Вопрос 22. Закон Рауля. Осмос. Физический смысл эбуллиоскопической и криоскопической постоянной.
- •Вопрос 23. Растворы электролитов. Электролитическая диссоциация. Степень диссоциации. Константа диссоциации.
- •Вопрос 24 Ионное произведение воды. Водородный показатель (рН) растворов.
- •Вопрос 25. Гидролиз солей. Константа гидролиза.
- •Вопрос 26. Произведение растворимости.
- •Вопрос 27. Дисперсные системы. Коллоидные растворы, свойства.
- •Вопрос 28.Строение мицеллы коллоидов. Оптические и электрические свойства.
- •Вопрос 29. Окислительно-восстановительные реакции (овр). Ионно-электронный метод уравнивания овр. Термодинамическая вероятность протекания овр.
- •Вопрос 30. Электродный потенциал. Стандартный электродный потенциал. Водородный потенциал. Уравнение Нернста.
- •Вопрос 31. Гальванический элемент: устройства, протекающие процессы на аноде и катоде.
- •Вопрос 32. Эдс и энергия Гиббса гальванического элемента.
- •Вопрос 33. Электролиз. Законы Фарадея. Электрохимический эквивалент. Выход по току.
- •Вопрос 34. Поляризация, ее причины. Перенапряжение.
- •Вопрос 35. Электролиз расплавов и растворов на растворимых и нерастворимых электродах. Последовательность разряда ионов при электролизе на аноде и катоде.
Вопрос 32. Эдс и энергия Гиббса гальванического элемента.
ЭДС, Энергия Гиббса
Эдс-максимальная разность потенциалов электродов, кот.м.быть получена при работе гальв-го эл-та:
E = φk – φa. Е Всегда>0! и поэтому φk > φa
Важной характеристикой элемента служит удельная энергия, т. е. энергия, отнесенная к единице массы или объема элемента. Так как при увеличении тока напряжение элемента падает, то энергия и удельная энергия элемента также падают. Более высокую удельную энергию можно получить в элементах с большим значением ЭДС, малой поляризацией, малыми значениями электрохимических эквивалентов и высокими степенями превращения реагентов.
∆G=-nFE, F-пост.Фарадея=96500 Кл, n-число эл-в, принимающих участие в ОВР.
Влияние условий: 1.природа реагир-х ве-в. 2.концентрация. 3.температура. 4.хар-р среды
Вопрос 33. Электролиз. Законы Фарадея. Электрохимический эквивалент. Выход по току.
Электролиз – ОВ процесс, протекающий при прохождении тока через раствор или расплав электролита.
При электролизе происходит превращение эл. энергии в химическую.
На аноде(+) - процессы окисления, на катоде(-) - восстановления.
Хар-р протекания зависит от: 1. состав электролита. 2. материал электрода. 3. режим электролиза (t, напряжение, плотность тока)
Законы Фарадея:
1. при электролизе данного электролита кол-во в-ва, выделяющегося на электродах, прямо пропорционально кол-ву электричества, прошедшего через раствор и не зависит от его концентрации и температуры.
M=k*Q, m=k*I*t
2. массы прореагировавших на электродах веществ при пост. ко-век электричества относятся друг к другу как молярные массы их эквивалентов.
m1/m2=Э1/Э2
m=A*I*t/n*F,
плотность тока i=I/S
выход по току Вт=mпр/mтеор*100%-кол-во электричества, кот. пошло на восстановление Ме: m=A*I*t/nF *Вт
Электрохимическим эквивалентом называется реальная или условная частица вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим способом эквивалентна одному иону водорода в кислотно-основных или ионообменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях. Моль вещества эквивалента содержит 6,02-1023 эквивалентов.
Вопрос 34. Поляризация, ее причины. Перенапряжение.
Равновесные потенциалы электродов могут быть определены в условиях отсутствия в цепи тока. При прохождении электрического тока потенциалы электродов изменяются. Изменение потенциала электрода при прохождении тока называется поляризацией:
∆Е=Еi-ЕР
где ∆Е — поляризация; Еi — потенциал электрода при прохождении тока; Ер — равновесный потенциал.
Термин «поляризация» употребляется не только для обозначения величины изменения потенциала, но и самого явления изменения потенциала при прохождении тока.
Из закона Фарадея следует, что ток пропорционален количеству вещества, прореагировавшего на электроде в единицу времени, т. е. скорости электрохимической реакции. Поэтому значение тока может быть использовано для количественной оценки скорости электрохимической реакции. Так как электроды могут быть разными по площади, то в зависимости от площади электрода при одном и том же потенциале могут быть разные токи. Поэтому скорость реакции обычно относят к единице площади поверхности. Отношение тока I к площади электрода называют плотностью тока i:
i = I/S.
Величину поляризацию электрода можно определить по разности между потенциалом при прохождении тока Еi и равновесным потенциала Eр. Скорость электрохимической реакции может быть увеличена повышением поляризации; или поляризация одного и того же электрода тем выше, чем больше плотность тока.
Любая электрохимическая реакция протекает минимум в три стадии: а) подвод реагентов к электроду; б) собственно электрохимическая реакция, которая может включать в себя и химические реакции; в) отвод продуктов реакции от электрода. Если бы все эти стадии протекали мгновенно, то потенциал электрода при прохождении тока не изменялся бы и соответственно поляризация была бы равна нулю. Однако все три стадии протекают с конечными скоростями, причем одна из них лимитирует всю реакцию и для ее ускорения необходимо изменение потенциала электрода, т. е. поляризация. Следовательно, возникновение поляризации обусловлено замедленностью отдельных стадий электрохимического процесса. Соответственно в зависимости от характера замедленной стадии на электроде возникает или концентрационная, или электрохимическая поляризация.
Концентрационная поляризация. Изменение потенциала электрода вследствие изменения концентрации реагентов в приэлектродном слое при прохождении тока называется концентрационной поляризацией.
Электрохимическая поляризация (перенапряжение). Изменение потенциала, обусловленное замедленностью собственно электрохимических стадий реакций, называется электрохимической поляризацией (перенапряжением). Замедленность электрохимических стадий объясняется существенной перестройкой структуры реагирующих частиц в ходе реакции. Как и при химической реакции, электрохимические процессы происходят лишь тогда, когда реагирующие частицы обладают энергией, которая больше или равна энергии активации.
Скорость электрохимических реакций, как и химических, может быть увеличена повышением температуры и применением катализатора. При повышении температуры растет доля активных молекул, при применении катализатора снижается энергия активации. Энергия активации электрохимической реакции может быть также снижена при изменении потенциала электрода по сравнению с его равновесным потенциалом, т. е. при поляризации. А так как при уменьшении энергии активации растет скорость реакции, то увеличение поляризации приводит к ускорению электрохимической реакции, т. е. к повышению плотности тока. И чем больше энергия активации процесса, т. е. чем медленнее процесс протекает в прямом и обратном направлениях при равновесии, тем большая поляризация требуется для обеспечения определенной скорости электрохимического процесса, выражаемой через плотность тока. Связь между электрохимическим перенапряжением ∆ЕЭЛ и плотностью тока выражается уравнением Тафеля:
∆Еэд=±(а + b lgi)
Знак «+» относят к анодному перенапряжению, а знак «—» — к катодному.
Электрохимическое перенапряжение может быть снижено применением электродов-катализаторов. Электрохимическая поляризация уменьшается с увеличением температуры и концентрации реагента и не зависит от перемешивания раствора, так как плотность тока при одном и том же токе снижается с увеличением поверхности электрода, то перенапряжение может быть снижено увеличением площади электродов.