634
.pdf10.Какие факторы влияют на устойчивость коллоидных систем? Агрегативная и седиментационная устойчивость золей.
11.Что называется коагуляцией? Какие факторы способствуют коагуляции коллоидов?
12.Каков механизм коагуляции коллоидов под действием электролитов? Правило Шульце - Гарди. Порог коагуляции. Коагулирующая сила электролитов.
13.Что такое защитное действие?
14.Сравните явления коагуляции и пептизации. За счет каких явлений происходит пептизация почвы и последующее вымывание плодородного слоя?
15.Что такое старение коллоида? Назовите приемы стабилизации коллоидных систем.
121
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ
1.Предмет – физическая и колллоидная химия, ее значение в биологических и сельскохозяйственных науках. Роль физической и коллоидной химии в мероприятиях по защите окружающей среды.
2.Агрегатные состояния вещества: плазма, газообразное, жидкое и твердое состояние. Уравнение состояния идеального газа. Жидкие кристаллы.
3.Первое начало термодинамики и его применение к химическим процессам. Закон Гесса и следствие из него. Расчет теплового эффекта реакции. Энтальпия. Экзо- и эндотермические реакции.
4.Второе начало термодинамики. Энтропия. Энергия Гиббса, энергия Геймгольца. Свободная энергия и направление химических реакций.
5.Скорость химических реакций. Основной закон кинетики – закон действующих масс. Константа скорости химической реакции. Порядок и молекулярность реакций. Влияние концентрации на скорость процесса. Понятия о колебательных реакциях.
6.Влияние температуры на скорость химической реакции. Правило Вант-Гоффа. Температурный коэффициент реакции. Энергия активации. Уравнение Аррениуса.
7.Катализ. Катализаторы. Гомогенный и гетерогенный
катализ. |
Принципы |
катализа. |
Особенности |
ферментативного катализа. |
|
|
8.Криоскопия. Понижение температуры замерзания растворов неэлектролитов и электролитов. Криоскопическая константа растворителя. Применение криоскопии в агрономии.
9.Эбулиоскопия. Повышение температуры кипения
растворов |
неэлектролитов |
и |
электролитов. |
122
Эбулиоскопическая константа растворителей. Применение эбулиоскопии в агрономии.
10.Осмос и осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа. Биологические процессы и осмос.
11.Определение кислотности водных растворов. Понятие рН. Расчет рН кислых и щелочных растворов.
12.Буферные системы, их состав и механизм действия. Расчет рН буферных систем. Биологическое значение буферных систем.
13.Электропроводность растворов электролитов. Удельная электропроводимость, зависимость от разбавления и температуры. Практическое применение в агрономии.
14.Эквивалентная электропроводимость растворов электролитов. Ее связь с удельной электропроводностью. Закон разбавления Освальда. Закон Кольрауша. Практическое применение эквивалентной электропроводимости.
15.Двойной электрический слой и его строение. Уравнение Нернста. Электродные потенциалы. Устройство и работа гальванического элемента.
16.Электроды. Индикаторные (измерительные) электроды. Вспомогательные электроды (электроды сравнения). Устройство и работа водородного, стеклянного, хингидронного, хлорсеребряного и каломельного электродов.
17.Окислительно-восстановительные электроды и цепи. Окислительно-восстановительный потенциал, его измерение. Определение окислительно-восстановительных потенциалов почв.
18.Потенциометрический метод определения рН: стеклянно-хлорсеребряная и хингидронно-хлорсеребряные цепи.
123
19.Адсорбция Физическая и химическая адсорбция. Адсорбция электролитов. Ионнообменная адсорбция, ее применение.
20.Характеристика коллоидных систем. Методы получения. Строение мицеллы.
21.Оптические свойства коллоидных систем.
Светорассеивание. |
Эффект |
Тиндаля. |
Ультрамикроскопическое |
и |
нефелометрическое |
исследования. |
|
|
22.Электрические свойства коллоидных систем. Термодинамический и изокинетический потенциалы Электрофорез, электроосмос, их практическое применение.
23.Устойчивость коллоидных систем. Коагуляция. Правило Шульца-Гарди. Пептизация. Коллоидная защита.
24.Микрогетерогенные системы: суспензии, эмульсии, пены, аэрозоли Применение.
25.Растворы высокомолекулярных соединений (ВМС). Сопоставление свойств лиофобных коллоидов и растворов ВМС. Растворы белков. Заряд частицы. Изоэлектрическая точка. Вязкость. Высаливание. Коацервация.
26.Гели. Хрупкие гели и студни. Способы получения и свойства. Тексотропия. Синерезис.
27.Полуколлоиды. Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Строение мицелл. Критическая концентрация мицеллообразования (ККМ). Солюбизация. Моющее дейстствие коллоидных ПАВ.
28.Фотохимические реакции. Взаимодействие излучения с веществом. Закон фотохимической эквивалентности Эйнштейна и квантовый выход. Скорость фотохимических процессов. Фотосинтез.
124
Библиографический список
1.Хмельницкий Р.А. Физическая и коллоидная химия: [Текст]: учеб. для с.-х. спец. вузов. / Р.А. Хмельницкий. - М.: ООО «Издательский дом Альянс», 2009. – 400 с.
2.Болдырев А.И. Физическая и коллоидная химия [Текст]: учебное пособие для с.-х. вузов / А.И. Болдырев. – М.: Высшая школа, 1974. – 504 с.
3.Кругляков П.М. Физическая и коллоидная химия [Текст]: учебное пособие / П.М. Кругляков, Т.М. Хаскова. - М.: Высшая школа, 2005. – 319 с.
4.Слесарев В.И. Химия: Основы химии живого [Текст]: учебное пособие для вузов. / В.И. Слесарев. – СПб:
Химиздат, 2005. – 784 с.
5.Л.П. Юнникова. Физическая и коллоидная химия. Опорный конспект, планы подготовки к семинарам и варианты домашних заданий [Текст]: учебное пособие / Л.П. Юнникова, Н.Н. Яганова. - Пермь: Изд-во ФГОУ ВПО «Пермская ГСХА», 2004. – 102 с. ISBN 5-94279 – 023 - X.
125
Словарь употребляемых понятий и терминов
Адсорбат – компонент, который концентрируется на поверхности адсорбента.
Адсорбент – компонент, на поверхности которого идёт адсорбция.
Адсорбция – процесс, при котором поглощаемое вещество (адсорбат) концентрируется на поверхности адсорбента.
Анод – электрод, на котором протекает реакция окисления, т.е. отдача электронов.
Буферный раствор – раствор, содержащий протолитически равновесную систему способную поддерживать практически постоянное значение рН при разбавлении или добавлении небольших количеств кислоты или щелочи.
Водородный показатель (рН) – количественная характеристика кислотности среды, равная отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов водорода в растворе рН = - lg [H+].
Восстановление – процесс присоединения электронов атомом вещества, сопровождающийся понижением его степени окисления.
Гальванический элемент – устройство, в котором в результате протекания на электродах химических окислительно-восстановительных процессов, возникает разность потенциалов.
Гель – дисперсная система, содержащая пространственную сетку из частиц дисперсной фазы, в ячейках которой заключён растворитель.
126
Диализ – процесс очистки коллоидных растворов от ионов и молекул низкомолекулярных примесей в результате их диффузии в чистый растворитель.
Дисперсионная среда – однородная фаза, в которой распределены частицы дисперсной фазы.
Дисперсная система – гетерогенная система, в которой одна из фаз представлена мелкими частицами, равномерно распределёнными в объёме другой однородной фазы.
Дисперсная фаза – мелко раздробленное вещество, равномерно распределённое в дисперсной системе.
Диссоциация электролитическая – процесс распада молекул электролитов на ионы в растворе или расплаве.
Катод – электрод, на котором протекает реакция восстановления.
Коагуляция - процесс слипания коллоидных частиц с образованием более крупных агрегатов из-за потери коллоидным раствором агрегативной устойчивости.
Коллоидные растворы – ультрамикрогетерогенные системы, содержащие частицы дисперсной фазы с размерами 10-9 – 10-7 м в жидкой фазе.
Концентрация раствора – величина, измеряемая количеством растворенного вещества в определённом объёме или массе раствора (иногда растворителя).
Массовая доля вещества Х в растворе (ω) – величина,
измеряемая отношением массы растворённого вещества к массе раствора.
Моляльная концентрация вещества Х в растворе
(Сm) – величина, измеряемая отношением количества молей вещества Х к массе растворителя.
127
Молярная концентрация вещества Х в растворе (См)
– величина, измеряемая отношением количества молей вещества Х к объёму раствора.
Молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация) вещества Х в растворе (СН) – величина,
измеряемая отношением количества эквивалентов вещества Х к объёму раствора.
Неэлектролиты – вещества, растворы и расплавы которых не подвергаются диссоциации и не проводят электрический ток.
Окисление - процесс отдачи электронов атомом вещества, сопровождающийся повышением степени его окисления.
Окислительно – восстановительные реакции –
химические реакции, протекающие с изменением степени окисления атомов вследствие перераспределения электронов между ними.
Осмос – самопроизвольная диффузия молекул растворителя через полупроницаемую мембрану с избирательной проницаемостью.
Раствор – термодинамически устойчивая гомогенная система переменного состава, состоящая из двух или более компонентов.
Растворённое вещество – компонент раствора,
агрегатное состояние которого изменяется при растворении, или находящийся в растворе в минимальном количестве.
Растворитель – компонент раствора, агрегатное состояние которого не меняется при растворении, или находящийся в растворе в преобладающем количестве.
Ряд напряжений – расположение металлов в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов.
128
Степень диссоциации – отношение количества молекул электролита, распавшихся на ионы к общему количеству молекул.
Эквивалент вещества – реальная или условная частица вещества, которая в данной реакции реагирует с одним атомом или ионом водорода или одним электроном.
Электрод – полуэлемент, на поверхности которого при контакте с раствором возникает скачок потенциала.
Электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента – разность потенциалов катода и анода.
Электродный потенциал – потенциал, возникающий на границе металл– раствор в результате протекания окислительно-восстановительной реакции на межфазной границе.
Энергия (Е) – количественная мера интенсивности различных форм перемещения и взаимодействия частиц в системе, включая перемещение системы в целом и её взаимодействие с окружающей средой.
Энергия Гиббса (G) – термодинамическая функция состояния системы, учитывающая энергетику и неупорядоченность системы в изобарно-изотермических условиях, является критерием самопроизвольного протекания химических реакций.
Энтальпия (Н) – термодинамическая функция, характеризующая энергетическое состояние системы в изобарно-изотермических условиях.
Энтропия (S) – термодинамическая функция, характеризующая меру неупорядоченности системы, т.е. неоднородности движения и расположения её частиц.
129
П Р И Л О Ж Е Н И Е
Таблица 1
Термодинамические константы некоторых химических веществ
|
Н0, |
S0, |
G0, |
Вещество |
кДж |
Дж |
кДж |
|
моль |
моль К |
моль |
|
|
|
|
CO2 г |
-393,51 |
213,6 |
-394,38 |
CO г |
-110,53 |
197,21 |
-137,27 |
CH4 |
-74,85 |
186,19 |
-50,79 |
C4H10 г |
-126,15 |
310,12 |
-20,92 |
C2H2 г |
226,75 |
200,8 |
209,2 |
C2H4 г |
52,28 |
219,4 |
68,12 |
C6H6 ж |
49,04 |
173,20 |
124,50 |
C2H5OH ж |
-227,60 |
160,70 |
-174,77 |
C2H5Cl ж |
-116,30 |
197,50 |
-198,30 |
C2H5 - O - C2H5 |
-273,20 |
253,10 |
-116,65 |
HCl ж |
-167,50 |
55,20 |
-131,20 |
H2SO4 ж |
-811,35 |
156,85 |
-866,65 |
H2S г |
-20,15 |
205,64 |
-33,02 |
H2 г |
0 |
130,6 |
0 |
H2O ж |
-285,84 |
69,96 |
-237,50 |
Fe к |
0 |
27,5 |
0 |
FeO к |
-266,52 |
54,00 |
-244,30 |
Fe2O3 к |
-821,32 |
89,96 |
-740,99 |
Fe3O4 к |
-1117,10 |
146,20 |
-1014,20 |
N2 |
0 |
191,49 |
0 |
Na |
0 |
51,10 |
0 |
NaCl к |
-411,00 |
72,38 |
-384,03 |
NH3 г |
46,19 |
192,50 |
-16,64 |
NH4Cl к |
-315,39 |
94,56 |
-343,64 |
NH2 - CO - NH2 к |
-333,19 |
104,60 |
-197,15 |
S |
0 |
31,9 |
0 |
SO2 г |
-296,90 |
248,53 |
-300,37 |
Zn к |
0 |
41,66 |
0 |
ZnSO4 к |
-978,55 |
124,70 |
-871,57 |
О2 г |
0 |
205,3 |
0 |
130