- •Оглавление
- •1.Факторы, влияющие на растворимость газов.
- •2.Зависимость растворимости газа от температуры.
- •3.Факторы,влияющие на растворимость газов в жидкостях
- •4.Типы растворов жидкостей в жидкостях, причины их разнообразия.
- •5.Идеальные растворы. Построение их диаграммы «давление – состав», температура кипения – состав.
- •6.Вывод зависимости давления насыщенного пара смеси от состава жидкой и паровой фаз.
- •7. Реальные р-ры жидкостей неограниченно растворимые друг в друге. Причины отклонения давления паров над раствором от з-на Рауля.
- •8.Диаграммы давление –состав и температура – состав для реaльных растворов
- •9.Первый з-н Конавалова
- •10.Методы разделения смесей. Ректификация.
- •11. Диаграмма состояния р-ров ,образующих азеотропы.2й з-н Коновалова.
- •12.Диаграмма «давление – состав» и «температура – состав» Жидкости, ограниченно растворимых друг в друге.
- •13.Диаграммы “Давление-состав” и “температура-состав” для жидкостей, взаимно нерастворимых друг в друге.
- •14. Закон распределения Шилова-Нернста. Экстракция.
- •15. Трехкомпанентные системы. Графическое представление. Определение методами Розебома и Гиббса.
- •16.Диаграмма плавкости 2-х компонентных систем с огранич-ной растворимостью в твердом состоянии. Эвтектика.
- •17. Дифферинциальный термический анализ (дта)
- •18Диаграммы плавкости систем с конгруэнтно и инконгруэнтно плавящимися соединениями.
- •19.Проводимость в газах, жидкостях и твердых телах. Электропроводность удельная и эквивалентная. Основные полож-я теории сильных эл-тов. Термодтнамика р-ров сильных эл-тов.
- •20. Скорость движ-ния иона,абсолютная ск-сть движ-я иона,подвижность.
- •21. Вывод уравнения, связывающего эквивалентную электропроводность с подвижностями ионов.
- •23.Влияние различных факторов на электропроводность для р-ров сильных электролитов.
- •24.Уравнение Кольрауша для слабых и сильных электролитов. Числа переноса.
- •25. Ионная сила р-ра. Ионный радиус, ионная атмосфера. Электрофоретическое и релаксационное торможение. Эффект Вина,понятие дисперсии электропроводности.
- •26. Активности и коэффициенты активности электролитов. Вычисление средних коэффициентов активности ионов.
- •27. Кондуктометрическое титрование как метод определения точки эквивалентности при титровании, изменения состава растворов для расчета степени диссоциации, констант диссоциации.
- •28. Понятие об электродвижущих силах, полуэлементе, элементе. Термодинамический вывод уравнения для определения электродного потенциала, уравнение Нернста.
- •29. Термодинамика гальванических элементов.
- •30. Водородный скачок потенциала. Стандартные электродные потенциалы.
- •31. Виды гальванических элементов. Электроды 1-го и 2-го рода. Обратимые, необратимые цепи. Знаки эдс-элементов. Вычисление эдс обратимого гальванического элемента.
- •32. Окислительно-восстановительные электроды или редокс-элементы.
- •33. Химические цепи. Уравнение для расчета эдс.
- •34. Концентрационные цепи. Уравнение для расчета эдс
- •35. Диффузионный скачок потенциала.
- •36. Потенциометрическое титрование. Электрохимические методы определения рН растворов.
- •37. Основные понятия химической кинетики: молекулярность, скорость реакции (начальная, истинная и средняя), константа скорости.
- •38. Вывести уравнение Аррениуса. Энергия активации. Предэкспоненциальный множитель. Методы их определения.
- •39. Порядок реакции по реагенту и методы его экспериментального определения. Лимитирующая стадия химического процесса.
- •40. Вывод интегрального кинетического уравнения для необратимой и обратимой реакции первого порядка.
- •41. Вывод интегрального кинетического уравнения для необратимой реакции второго порядка.
- •42. Вывести уравнение кинетики для параллельных реакций.
- •43. Вывести уравнение кинетики для гомогенной необратимой последовательной реакции первого порядка
- •44. Вывести уравнение скорости процесса в потоке, режим идеального вытеснения в стационарных условиях.
- •45. Кинетика гомогенных реакций первого порядка, протекающих в условиях идеального перемешивания.
- •46. Теория активных соударений и расчет скорости по числу соударений.
- •47. Теория переходного состояния и вывод основного уравнения.
- •48. Связь константы скорости реакции с энтальпией и энтропией активации.
- •49.Цепные р-ии, основные понятия, основные стадии и типы р-ий.
- •50.Кинетика р-ий с неразветвленными цепями.
- •51.Вывод кинетических уравнений цепных р-ий в стационарном приближении
- •52.Пределы воспламенения и взрыва. Механизмы вопламенения.
- •53. Связь кинетики и макрокинетики при протекании экзотермических реакций (теория теплового взрыва)
- •54. Законы и кинетика фотохимических р-ий. Примеры р-ий с различным квантовым выходом. Сенсибилизированные р-ии.
- •55.Особенности кинетики р-ий в р-рах. Влияние природы р-рителя на скорость процесса, ур-ие Бренстеда.
- •56. Влияние ионной силы и давления на кинетику реакций в растворе.
- •57.Основные признаки катализа.
- •58.Общий и специфич. Кислотно-основ.Катализ.
- •59.Катализ комплексами переходных металлов и ферментатив.Катализ.
- •60.Кинетика гомогенных катал. Р-ций
- •61. Гетерогенный катализ. Понятие о катализаторах, носителях и промоторах..
- •62.Области протекания гетероген.Катал.Р-ций.
- •63.Температурная зависимость наблюдаемой скорости реакции
- •66.Кинетика гетерогенных каталитических реакций, проводимых в реакторе идеального вытеснения.
- •68.Основные теории катализа: мультиплетная, ансамблей, электронная, радикальная.
- •69. Основные принципы твердых катализаторов.
- •70.Топохимические реакции.
1.Факторы, влияющие на растворимость газов.
В предельно разбавленных растворах растворимость газов пропорциональна их парциальному давлению над раствором -з-н Генри).
В изолированном сосуде с газом и жидкостью при Р,Т=сonst устанавливается равновесное Р над жид. – динамическое. Для сравнительно невысоких Р, в отсутствии хим. Взаимодейств газа с жидкостью, количество раствор в жидкости газа прямо пропорционально Р.( з-н Генри). Зависимость для ид раствора:
Аналитический з-н Генри
q = k Pr , q-кол-во моль газа, ратворённого в чистой жидкости в 1 дм3 (q=m/V)
Pr- давление газа
k- константа Генри – мера растворимости газа в жидкости.
Для идеальных растворов со сравнимыми давлениями насыщ пара:
X2=kP2 , X2 – мольная доля растворенного газа
При X2 –1, k= I/P20 , P20 – давления пара над чистой жидкостью
P2= P20 X2
Если свойства 2-го компонента в растворе не идеальны, то используем летучесть:
F2 = f20 X2
Закон Генри-Дальтона :
Коэффициент ( =V2/V, V2,V – скорости газа и раствора – коэффициент растворимости) не зависит от Р. Если над жидкостью находится смесь газов, то количество растворенного в ж газа будет прямо пропорционально Р газового компонента в смеси.
q = kiPi
природа растворённого газа и растворителя
давление газа
Т
присутствие др. вещ-в ( особенно электролитов)
Растворимость газов в жидкостях подчиняется правилу «подобное растворяется в подобном»
↑раст-ть газов при химическом взаимодействии раст-мого газа с раст-лем.
↓ раст-ть неполярных газов (Не, Ne, H2) в полярной воде из-за ↑ крит. Т этих газов.
- Зависимость растворимости газа от температуры.
При низких давлениях раст-ть газов с ↑ Т обычно ↓. При высоких давлениях раст-ть газов с ↑ Т может и ↑.
Зависимость:
-изм-ие энтальпии перехода 1 моль газа в сост-ие насыщенного раствора
При низких Т раст-ть газов в жид. ↓ с ↑ Т.
При высоких Т раст-ть газов в жид. ↑ с ↑ Т.
раст-ть газа минимальна.В небольшом температурном интервале ∆НS практически постоянна → ln x2 ~ 1/T(линейная зависимость).
- Зависимость растворимости газа от давления.
В предельно разбавленных растворах растворимость газов пропорциональна их парциальному давлению над раствором(p2 = K2*N2-з-н Генри)
- В присутствии электролита раст-ть газов в ж. ↓,( lg(x0/x)=kc), где x0 – раст-ть в воде, x – раст-ть в электролите. Т.к. ионы притягивают молекулы воды и не притягивают непол.молекулы газов → фугитивность↑.
-↓ растворимости газов в присутствии солей – высаливание. Высаливающее действие↑с↑заряда,↓с↑радиуса иона.
2.Зависимость растворимости газа от температуры.
При низких давлениях раст-ть газов с ↑ Т обычно ↓. При высоких давлениях раст-ть газов с ↑ Т может и ↑.
Зависимость:
-изм-ие энтальпии перехода 1 моль газа в сост-ие насыщенного раствора
При низких Т раст-ть газов в жид. ↓ с ↑ Т.
При высоких Т раст-ть газов в жид. ↑ с ↑ Т.
раст-ть газа минимальна.В небольшом температурном интервале ∆НS практически постоянна → ln x2 ~ 1/T(линейная зависимость).
В процессе растворения г в ж можно выделить стадии:
Соударения молекул газа с поверхностью жидкости
Взаимодействие молекул газа с полиэдрами ж и их разрушение
Координац молекул г с молекулами ж с образованием разнородных по составу и строению полиэдров
Диффузия полиэдров в объеме или эстафетная передача молекул г от полиэдра к полиэдру
Первые 2 стадии требуют затраты энергии. Поэтому при обычных Р растворение г в ж является экзотермическим процессом и в соответствии с правилом Ле Шателье – Брауна, с увеличением Т кол-во растворенного г в ж уменьшается.
Пусть система г-ж при Р,Т=сonst наход в равновесии
г2= ж2
Химич-кий потенц. для газ-вой фазы зависит от Т, а для р-ра от Т и х2(мольная доля его в р-ре).Дифференцируем по ним, получаем
((dг2)/dT)p,x1,x2* dT + ((dг2)/dx2)p,x1,T *dx2 = ((dж2)/dT)p,x1,x2
Химич-кий потенциал газа в р-ре рассчит-ся так
г2= ж2 + RT ln x2
Производная ((dг2)/dx2)p,x1,T = RT/ x2
Производная по Т
((dж2)/dT)p,x1,x2 = -Sж2
((dг2)/dT)p,x1,x2 = -Sг2 , где Sж2 ,Sг2 - парциальные мольные энтропии г над ж в растворе
-Sг2 + RT/ x2((dx2)/dT)р = - Sж2
((dx2)/dT)p = ((Sг2-Sж2 )/RT)*x2
По 2 з-ну термодинамики раз-стьэнтропий для обратимого процесса растворения газа в жидкости будет равна теплоте его растворения,деленной на температуру.
H2p/T = (Sг2-Sж2 )
Подставим и получим
Для процесса растворения газа в жидкости при обычных условиях H2p < 0 ,поэтому
< 0 и с повышением Т растворимость газа в жидкости уменьшается.