Физхимия / Вопросы к экзамену по ФКХ 2014

3

Вопросы для подготовки к экзамену по физической и коллоидной химии

1. Скорость химических реакций, ее физический смысл. Графики зависимости концентрации исходных и конечных веществ от времени, понятие скорости на этих графиках.

2. Молекулярность и порядок реакции, их физический смысл. Зависимость скорости реакции от концентрации. Константа скорости - ее физический смысл, свойства, размерность.

3. Температурный коэффициент скорости химической реакции и его определение по экспериментальным данным. Уравнение Аррениуса в дифференциальной и интегральной форме.

4. Энергия активации и ее определение по экспериментальным данным. Объяснение сильной зависимости скорости химических реакций от температуры с точки зрения теории активных соударений.

5. Необратимые химические реакции I порядка, интегрирование дифференциального уравнения скорости этих реакций. Получение прямолинейной зависимости концентрации от времени. Период полупревращения.

6. Необратимые химические реакции II порядка, интегрирование дифференциального уравнения скорости этих реакций. Получение прямолинейной зависимости концентрации от времени. Период полупревращения.

7. Необратимые химические реакции n-порядка, интегрирование дифференциального уравнения скорости этих реакций. Получение прямолинейной зависимости концентрации от времени. Период полупревращения.

8. Определение порядка и константы скорости реакций по экспериментальным данным. Период полупревращения, его расчет и использование для построения графиков С – t.

9. Сложные химические реакции – параллельные. Составление дифференциальных уравнений для этих реакций. Принцип независимости отдельных реакций.

10. Сложные химические реакции – обратимые. Составление дифференциальных уравнений для этих реакций. Принцип независимости отдельных реакций.

11. Последовательные химические реакции, составление дифференциального уравнения для концентрации промежуточного вещества. Графики зависимости концентрации веществ от времени и изменение скорости реакций на этих графиках.

12. Лимитирующая стадия процесса. Гетерогенные химические реакции, их кинетическая и диффузионная области. Влияние температуры и перемешивания на скорость гетерогенного процесса.

13. Каталитические химические процессы, влияние катализатора на энергию активации. Гомогенный катализ, гетерогенный катализ.

14. Роль активных частиц в кинетике химических реакций. Использование метода стационарных концентраций для описания особенностей кинетики мономолекулярных газофазовых реакций.

15. Избыточная поверхностная энергия как следствие не скомпенсированных межмолекулярных сил. Работа образования единицы поверхности в уравнениях химической термодинамики. Поверхностные явления (когезия, адгезия, смачивание).

16. Капиллярное давление, уравнение Лапласа. Влияние капиллярного давления на химический потенциал вещества в конденсированной фазе.

17. Зависимость давления насыщенного пара от размера капелек (уравнение Кельвина). Образование зародышей новой фазы, явление пересыщения, роль центров конденсации.

18. Изотермическая перегонка в полидисперсных системах. Капиллярная конденсация в микропористых системах.

19. Адсорбция (физическая и химическая). Единицы ее измерения и их взаимосвязь. Графическое описание адсорбции – построение изотермы, изобары (изопикны), изостеры на основании общих принципов смещения равновесия.

20. Вывод изотермы адсорбции Лэнгмюра из представлений о равновесии адсорбции. Физический смысл констант уравнения Лэнгмюра, их зависимость от температуры, расчет по экспериментальным данным.

21. Типы промышленных адсорбентов. Определение удельной поверхности адсорбентов из адсорбционных измерений.

22. Зависимость поверхностного натяжения растворов от концентрации (поверхностно активные, инактивные, индифферентные вещества). Адсорбционное уравнение Гиббса. Поверхностная активность в гомологических рядах (правило Траубе).

23. Уравнение Шишковского и его взаимосвязь с уравнением Лэнгмюра. Ориентация дифильных молекул в адсорбционном слое (ж/г, ж/тв).

24. Изотерма гиббсовской адсорбции ПАВ в гомологическом ряду. Правило уравнивания полярностей Ребиндера.

25. Адсорбция ионов на твердой поверхности. Образование ДЭС и его строение. Потенциалопределяющие ионы (правило Фаянса-Панета).

26. Термодинамический потенциал поверхности, его зависимость от концентрации потенциалопределяющих ионов.

27. Пси-прим потенциал, дзета-потенциал, их зависимость от концентрации электролитов. Плотная и диффузная части ДЭС. Явление перезарядки.

28. Концентрация ионов в ДЭС. Зависимость концентрации противоионов и коионов от расстояния до заряженной поверхности.

29. Общие свойства дисперсных систем (классификация, размер частиц, удельная поверхность). Ультрацентрифугирование. Броуновское движение.

30. Седиментация, основы седиментационного анализа. Седиментационное равновесие.

31. Способы получения коллоидных систем (диспергационные, конденсационные). Свойства коллоидных систем: диффузия, диализ, коллигативные свойства.

32. Светорассеяние в коллоидных системах, зависимость от длины волны. Ультрамикроскоп.

33. Устойчивость коллоидных систем (седиментационная, агрегативная). Коагуляция, электрический и адсорбционно-сольватный факторы устойчивости коллоидных систем.

34. Электрокинетические свойства – электрофорез, электроосмос. Их зависимость от строения ДЭС.

35. Коагуляция коллоидных растворов электролитами, влияние величины заряда ионов (правило Шульце-Гарди). Зоны коагуляции. Пептизация и ее объяснение с позиций строения ДЭС.

Лектор потока Е.Н. Дудкина