- •Химия как раздел естествознания.
- •Значение химии для народного хозяйства. Понятие о материи и веществе.
- •Основное содержание атомно-молекулярного учения. Простое вещество и химический элемент.
- •Атом. Молекула. Ион.
- •Законы стехиометрии. Закон сохранения массы веществ.
- •Важнейшие классы и номенклатура неорганических веществ.
- •Ядерная модель строения атома. Квантово-механические представления о строении атома.
- •Квантовые числа.
- •Формы электронных облаков. Атомная электронная орбиталь.
- •Энергия связи. Дефект массы.
- •Периодический закон. Порядковый номер элемента.
- •«Свойства химических элементов, а также формы и свойства образуемых ими простых веществ и соединений находятся в периодической зависимости от величины зарядов ядер их атомов».
- •Размеры атомов и ионов. Энергия ионизации.
- •Сродство к электрону. Электроотрицательность.
- •Типы химической связи.
- •Метод валентных связей.
- •Гибридизация атомных электронных орбиталей.
- •1877 Году Людвиг Больцман установил связь энтропии с вероятностью данного состояния. Позднее эту связь представил в виде формулы Макс Планк:
- •Основные понятия термохимии.
- •Термодинамические функции: внутренняя энергия, энтальпия.
- •Энергия Гиббса. Направленность химических процессов.
- •Скорость химических реакций в гетерогенных и гомогенных системах.
- •Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.
- •Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ и температуры.
- •Энергия активации. Активированный комплекс.
- •Катализ. Гомогенный и гетерогенный катализ.
- •Факторы, определяющие направление протекания химических реакций.
- •Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.
- •Закон распределения. Экстракция.
- •Экстракция растворителем
- •Осмос. Закон Вант-Гоффа.
- •Давление пара растворов. Закон Рауля.
- •Составление уравнений окислительно-востановительных реакций.
- •Электрохимические процессы. Гальванический элемент Якоби-Даниэля.
- •Электронные потенциалы. Уравнение Нернста. Стандартный электродный потенциал.
- •Водородный электрод. Измерение электродных потенциалов.
- •Электролиз. Реакции на катоде и аноде при электролизе.
- •Законы Фарадея. Применение электролиза.
- •1.2. По механизму реакций взаимодействия металла со средой (химическая и электрохимическая коррозия).
- •1.3. По типу коррозионной среды
- •1.4.По характеру дополнительных воздействий
Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ.
С увеличением концентрации реагирующих веществ скорость реакции возрастает, потому что с увеличением концентрации реагентов возрастает число реагирующих веществ в единице объема и, следовательно, возникает больше столкновений между такими частицами.
Количественно зависимость между скоростью реакции и концентрацией определяется законом действующих масс:
При постоянной температуре скорость реакции пропорциональна произведению концентраций реагирующих веществ. (Это закон действующих масс в кинетической форме)
Константа скорости реакции - это коэффициент пропорциональности в кинетическом уравнении, численно равный скорости данной реакции при концентрациях реагирующих веществ, равных 1 моль/л.
Константа скорости зависит от тех же факторов, что и скорость химической реакции, но не зависит от концентрации реагирующих веществ.
В гетерогенных реакциях, происходящих на поверхности раздела фаз, концентрация твердого вещества. Реагирующего с газом или с раствором, остается постоянной, поэтому в кинетическое уравнение не входит.
Гетерогенные реакции идут на поверхности раздела фаз. Поэтому на скорость таких реакций площадь реакционной поверхности. Скорость гетерогенной реакции зависит и от скорости подвода реагента в зону реакции.
Зависимость скорости реакции от природы реагирующих веществ и температуры.
Химическая реакция происходит в результате столкновения частиц реагирующих веществ (молекул, ионов, радикалов и т.д.). но не всякое столкновение частиц приводит к перегруппировке атомов. Если при столкновении частицы не обладают достаточной энергией, то столкновение будет «неэффективным», упругим, оно подобно столкновению бильярдных шаров. Если же энергия столкнувшихся частиц будет достаточно высока, то столкновение будет «эффективным».
При повышении температуры частицы реагирующих веществ получают большую энергию, следовательно, возрастает доля частиц, имеющих энергию равную или большую для того, чтобы столкновение было эффективным.
Количественно влияние температуры на скорость гомогенных реакций определяется правилом Вант-Гоффа:
При повышении температуры на каждые 10 °С скорость реакции увеличивается в среднем в 2-4 раза.
Использование правила Вант-Гоффа имеет ограничения: оно выполняется при температурах, близких к стандартным условиям, а сам температурный коэффициент может изменяться в зависимости от температуры.
Энергия активации. Активированный комплекс.
Энергия активации представляет собой избыток энергии (в расчете на 1 моль) по сравнению со средней энергией молекул при данной температуре, необходимый для того, чтобы реагирующие частицы могли вступить в химическую реакцию и определяется свойствами реагирующих частиц, их энергетическим состоянием. Чтобы написать уравнение Аррениуса в дифференциальной форме, дифференцируют логарифмическую форму по температурах и получают:
d lnk\dТ = Еа\RТ2 чем больше энергия активации, тем быстрее увеличивается константа скорости реакции с возрастанием температуры.
В настоящее время разработаны две основные теории, объясняющие кинетику протекания элементарных реакций.
Активированный комплекс, группировка атомов в решающий момент элементарного акта химической реакции. Понятием об активированном комплексе широко пользуются в теории скоростей химических реакций.