2. Электрохимия

Понятие электрохимии. Проводимость в газах, жидкостях и твёрдых телах. Электропроводность: удельная и эквивалентная. Влияние различных факторов на электропроводность. Абсолютные скорости движения ионов. Подвижности ионов. Вывод уравнения, связывающего эквива­лентную электропроводность с подвижностью ионов. Разведение. Закон разведения Ост­вальда. Уравнение Кольрауша для слабых и сильных электролитах. Числа переноса. Основные поло­жения теории сильных электролитов. Ионная сила раствора. Ионный радиус, ион­ная атмосфера. Электрофоретическое и релаксационное торможение. Эффект Вина, дисперсия электропроводности.

Термодинамика растворов сильных электролитов. Активности и коэффици­енты активностей электролитов. Вычисление средних коэффициентов активности ионов. Расчёт термодинамических свойств растворов электролитов с помощью ак­тивностей. Метод измерения электропроводности. Электропроводность в неводных растворителях. Кондуктометрическое титрование как метод измерения констант диссоциации, степени диссоциации, точки эквивалентности при титровании.

Понятия об электродвижущих силах, скачках потенциалов, полуэлементе и элементе. Причина появления электродного потенциала. Теория возникновения скачка потенциала на границе металл–раствор. Строение двойного электрического слоя. Термодинамический вывод уравнения для определения электродного потен­циала, уравнение Нернста. Стандартные скачки потенциалов. Термодинамика галь­ванических элементов. Электродвижущие силы (ЭДС), зависимость от темпера­туры. Водородный скачок потенциалов.

Электроды 1-го рода, цепи. Обратимые, необратимые цепи и электродные про­цессы. Знаки ЭДС элементов. Вычисление ЭДС обратимого гальванического эле­мента. Диффузионный скачок потенциалов. Определение термодинамических ха­рактеристик обратимого гальванического элемента.

Электроды 2-го рода. Виды гальванических элементов. Электроды сравнения. Окислительно-восстановительные или редокс–электроды. Химические, концентрационные цепи. Электрохимические методы определения рН растворов. Потенциометрическое титрование. Скачки потенциалов в неводных сре­дах. Поляризационные явления. Понятие об электрохимической коррозии.

Лабораторные работы:

1. Изучение электропроводности слабых электролитов.

2. Изучение электропроводности сильных электролитов.

3. Изучение ЭДС гальванических элементов.

Домашнее задание «Электропроводность растворов и расчёт ЭДС гальваниче­ских элементов» (Кудряшов И.В., Каретников Г.С. Сборник примеров и задач по физической химии – М.: В.ш., 1991, стр. 291–337).

Литература

1. Курс физической химии /Под ред Я.И. Герасимова, т. 2. – М.: Химия, 1973. – с. 360–365, 372–380, 385–391, 397–421, 427–429, 488–508, 510, 529–537, 575–577, 602–606.

2. Физическая химия /Под ред. К.С. Краснова. – М.: Высшая школа, 1982. – с. 429, 434–437, 438–443, 454–500, 517–520.

3. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия, изд. 2. – М.: Высшая школа, 1988. – с. 226–270, 272–279.

3. Химическая кинетика

Основные определения и постулаты химической кинетики. Скорость и константа скорости реакции, время полупревращения. Средняя и начальная скорости реакции. Факторы, влияющие на скорость химической реакции. Уравнение Аррениуса; энергия активации, порядок реакции по реагентам и методы их определения. Дифференциальные и интегральные уравнения скорости для элементарных необратимых реакций первого и второго порядков. Обратимые, параллельные, последовательные и сопряженные реакции и их кинетика. Стационарный режим процесса. Лимитирующая стадия процесса. Динамика нестационарного процесса. Классификация реакторов химических процессов. Кинетика гомогенных необратимых реакций, протекающих в условиях идеального перемешивания и идеального вытеснения. Понятие о времени контакта.

Теории активных соударений и переходного состояния, расчет константы скорости бимолекулярной реакции. Связь константы скорости с энтальпией и энтропией активации. Теория мономолекулярных реакций.

Цепные реакции, основные понятия и признаки. Кинетика реакций с разветвленными и неразветвленными цепями. Примеры вывода кинетических уравнений цепных реакций в стационарном приближении. Пределы воспламенения и взрыва. Механизмы воспламенения. Законы и кинетика фотохимических реакций. Примеры реакций с различным квантовым выходом. Сенсибилизированные реакции. Автокаталитические реакции.

Особенности кинетики реакций в растворах. Влияние природы растворителя и уравнение Бренстеда. Влияние ионной силы и давления на наблюдаемую кинетику реакций в растворах.

Лабораторные работы:

1. Изучение скорости гидратации уксусного ангидрида методом электропроводно­сти.

2. Определение константы скорости реакции омыления методом электропроводно­сти.

3. Фотометрическое изучение кинетики разложения комплекса триоксалата мар­ганца.

Домашнее задание «Изучение кинетики химических реакций» (Кудряшов И.В., Каретников Г.С. Сборник примеров и задач по физической химии – М.: В.ш., 1991, стр. 346–368, 388–395).

Литература

1. Курс физической химии /Под ред Я.И. Герасимова, т. 2. – М.: Химия, 1973. – с. 13–42, 42–52, 113–123, 131–135, 139–142, 178–180, 215–223, 183–198, 200–204.

2. Физическая химия /Под ред. К.С. Краснова. – М.: Высшая школа, 1982. – с. 521–550, 559–573, 576–578, 603–615.

3. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия, изд. 2. – М.: Высшая школа, 1988. – с. 284–287, 296–315, 318–333, 341–357, 370–384.