4. Электрохимические системы

4.1. Окислительно-восстановительные реакции. Гетерогенные реакции в растворах. Понятие степени окисления. Определение степеней окисления атомов в молекулах и сложных ионах. Важнейшие окислители и восстановители. Влияние различных факторов на протекание окислительно-восстановительных реакций. Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций методом электронного баланса.

Процессы, протекающие на границе раздела «металл – вода» и « металл – раствор его соли». Электродный потенциал. Влияние различных факторов на значение электродного потенциала. Уравнение Нернста.

Водородный электрод. Стандартный электродный потенциал. Электрохимический ряд напряжений металлов.

4.2. Химические источники тока. Химические источники тока и их классификация. Понятие гальванического элемента. Принцип работы гальванического элемента. Электродвижущая сила. Кислотные и щелочные аккумуляторы.

4.3. Коррозия металлов и сплавов. Сущность коррозии. Основные виды коррозии. Химическая коррозия. Влияние различных факторов на скорость химической коррозии.

Электрохимическая коррозия металлов. Механизм электрохимической коррозии. Анодные и катодные процессы. Деполяризаторы. Электрохимическая коррозия с водородной и кислородной деполяризацией.

Основные способы защиты металлов и сплавов от коррозии (антикоррозионное легирование, защитное покрытие, ингибиторы коррозии).

5. Органические полимерные материалы

5.1. Теория строения органических соединений. Основные классы органических соединений. Основные положения теории химического строения органических соединений А.М. Бутлерова. Изображение органических соединений с помощью структурных формул. Классификация органических соединений.

5.2. Методы получения полимеров. Классификация полимеров. Получение полимеров методом полимеризации. Радикальная и ионная полимеризация. Анионно-координационная полимеризация. Поликонденсация.

5.3. Строение и свойства полимеров. Биополимеры. Кристаллические и аморфные полимеры. Основные физико-химические свойства полимеров. Химия полимерных конструкционных материалов.

Биополимеры. Природные аминокислоты. Белки: состав, структура, свойства. Протеины. Протеиды. Нуклеиновые кислоты. Основные биохимические процессы.

6. Поверхностно-активные вещества.

6.1. Физическая химия поверхностных явлений. Поверхностная энергия и поверхностное натяжение. Поверхностная активность. Поверхностно-активные вещества. Адсорбция.

6.2. Поверхностно-активные вещества. Общая характеристика ПАВ. Классификация. Анионные и катионные ПАВ. Синтетические моющие средства (детергенты). Физико-химические основы моющего действия ПАВ. Применение ПАВ.

5 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины

5.1 Вопросы для подготовки к зачету

Теоретическая часть

1. Атомная теория. Атом и его строение. Основные положения квантовой механики. Корпускулярно-волновой дуализм света и электрона. Квантовые числа и их физический смысл. Соотношения между квантовыми числами.

2. Принципы заполнения электронами атомных орбиталей. Принципы минимальной энергии, запрета Паули, правило Хунда. Правило Клечковского. Электронная формула и электронная схема состояния электронов в атоме.

3. Периодический закон и Периодическая система Д.И. Менделеева. Формулировка Периодического закона по Д.И. Менделееву и современная формулировка.

4. Энергия ионизации, сродство к электрону и электроотрицательность как характеристика металлических и неметаллических свойств элементов. Изменение этих характеристик в периодической таблице Менделеева.

5. Химическая связь. Модельные представления при описании химической связи. Метод валентных связей (ВС).

6. Виды химической связи. Ковалентная химическая связь и ее свойства. Валентные электроны. Возбужденное и нормальное состояние атома.

7. Механизм образования ковалентной связи. Обменный и донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи. Понятие валентности.

8. Кулоновское взаимодействие, ионная связь как крайний случай ковалентной связи. Свойства ионной связи.

9. Металлическая и водородная связи. Влияние этих видов связей на физико-химические свойства соединений.

10. Термодинамическая система. Классификация термодинамических систем по возможности обмена массой и энергией с окружающей средой.

11. Первое начало термодинамики. Энтальпия как функция состояния для изобарно-изотермических процессов. Стандартная энтальпия образования ее физический смысл.

12. Тепловые эффекты реакций как изменение внутренней энергии системы. Термодинамическая и термохимическая системы записи тепловых эффектов.

13. Закон Гесса как основной закон термохимии.

14. Химическая кинетика. Основной закон химической кинетики – закон действующих масс.

15. Зависимость скорости химических реакций от температуры – правило Вант -Гоффа. Температурный коэффициент скорости химических реакций.

16. Основные способы влияния на скорость химических реакций на примере гомогенных и гетерогенных процессов.

17. Обратимые химические реакции. Константа равновесия и ее физический смысл.

18. Термодинамический критерий химического равновесия. Способы изменения состояния химических равновесий.

19. Принцип Ле –Шателье -Брауна. Влияние катализатора на состояние химического равновесия.

20. Растворы. Виды растворов. Водные растворы. Способы выражения концентраций растворов. Молярность, нормальность, массовая доля и процентная концентрация.

21. Электролиты. Основные положения электролитической диссоциации.

22. Диссоциация воды. Ионное произведение воды, рН растворов.

23. Реакции ионного обмена. Три признака реакций ионного обмена. Гидролиз солей.

24. Окислительно-восстановительные реакции. Определения степени окисления элементов в сложных соединениях. Окислитель и восстановитель и процессы окисления и восстановления в окислительно-восстановительных реакциях.

25. Электрохимические процессы. Механизм образования двойного электрического слоя. Стандартный электродный потенциал.

26. Электрохимический ряд напряжений металлов. Основные выводы из ряда напряжений металлов.

27. Гальванический элемент. Процессы, протекающие в гальванических элементах.

28. Вычисление ЭДС гальванических элементов. Уравнение Нернста. Анодная и катодная поляризации.

29. Коррозия металлов. Виды коррозии по характеру разрушения и механизму реализации. Электрохимическая коррозия. Зависимость механизма деполяризации кислотности среды. Способы защиты от коррозии.

30. Коллоидные растворы. Свойства коллоидных растворов. Строение мицеллы. Способы получения и разрушения коллоидных растворов.

31. Поверхностная энергия и поверхностное натяжение.

32. Адсорбция. Изотерма адсорбции.

33. Поверхностно-активные вещества (ПАВ). Анионные и катионные ПАВ. Синтетические моющие средства.

34. Свойства разбавленных растворов неэлектролитов. Законы Рауля и Вант - Гоффа.

35. Высокомолекулярные соединения: определение, примеры. Элементарное звено. Степень полимеризации.

36. Полимеризация: определение, примеры.

37. Физические состояния полимеров: твердое, высокоэластичное, вязко текучее. Классификация полимеров по их отношению к температуре: термопластичные и термореактивные.

38. Поли конденсация. Основные особенности процесса.

39. Натуральный и синтетический каучук. Способы получения.

40. Полиамиды, полиолефины, полиэфиры.

41. Натуральные и синтетические полимеры.