Вопросы для подготовки к зачету. 1. Предмет физической химии

1. Предмет физической химии. Предмет коллоидной химии. Определение и основные задачи.

2. Агрегатные состояния вещества. Классификация состояний.

3. Первое начало термодинамики и его значение. Математическое выражение 1 начала для различных процессов.

4. Зависимость теплового эффекта химической реакции от температуры. Закон Кирхгоффа, его решение.

5. Стандартное состояние вещества и стандартная химическая реакция. Стандартные теплоты образования и сгорания веществ. Расчет теплот стандартных химических реакций по стандартным теплотам образования и сгорания веществ.

6. Параметры состояния термодинамической системы. Функции состояния (U, H). Термодинамический процесс. Функции процесса (Q, W).Обратимый (равновесный) и необратимый процессы.

7. Энтропия – функция состояния системы. Энтропийная формулировка второго начала термодинамики. Вычисление энтропии в различных процессах.

8. Статистический характер второго начала термодинамики. Энтропия и ее связь с вероятностью состояния системы. Закон Больцмана.

9. Третье начало термодинамики. Абсолютная энтропия.

10. Функции Гиббса и Гельмгольца как критерии направленности самопроизвольных процессов и критерии равновесия.

11. Критерий направленности и равновесия гетерогенной реакции.

12. Закон действующих масс для гомогенной и гетерогенной химической реакции. Константа равновесия и способы ее выражения.

13. Зависимость константы химического равновесия от температуры. Изобара Вант-Гоффа, анализ ее.

14. Уравнения изобары и изохоры Вант-Гоффа и их решения. Следствия, вытекающие из этих уравнений. Принцип Ле-Шателье.

15. Фазовое равновесие в однокомпонентной системе. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса и его решение.

16. Идеальные растворы. Растворимость. Зависимость растворимости от температуры и давления.

17. Осмос и осмотическое давление. Закон Рауля. Закон Генри.

18. Коллигативные свойства идеальных растворов: повышение температуры кипения растворов и понижение температуры замерзания растворов. Эбуллиоскопическая и криоскопическая постоянные. Их физический смысл.

19. Равновесие жидкость-пар в двухкомпонентных растворах. Первый и второй законы Коновалова-Гиббса. Основы дробной и непрерывной перегонок.

20. Проводники второго рода. Удельная и молярная электропроводности и их зависимость от концентраций. Молярная электропроводность при бесконечном разведении. Закон Кольрауша.

21. Электрод, электродный потенциал. Теории возникновения скачка потенциала на границе металл – раствор. Уравнение Нернста.

22. Стандартные электродные потенциалы. Стандартный водородный электрод. Измерение электродных потенциалов. Серебряный и каломельный электроды.

23. Окислительно-восстановительные электроды и потенциалы. Механизм возникновения. Стандартный окислительно-восстановительный потенциал.

24. Стеклянный электрод. Применение его. Потенциометрическое титрование и потенциометрический метод измерения рН.

25. Скорость и константа скорости реакций. Зависимость их от различных факторов. Молекулярность и порядок реакции.

26. Кинетические закономерности необратимых реакций нулевого и первого порядков. Размерности констант скоростей реакции нулевого и первого порядков.

27. Кинетические закономерности необратимых реакций второго порядка. Кинетическое уравнение и анализ его.

28. Методы определения порядков реакции. Интегральные и дифференциальные методы.

29. Кинетика обратимой реакции первого порядка.

30. Зависимость скорости химической реакции от температуры. Уравнение Аррениуса. Константы уравнения Аррениуса.

31. Элементы теории переходного состояния. Истинная энергия активации и константа скорости элементарной реакции.

32. Каталитические процессы. Общие свойства катализаторов: гомогенный, кислотно-основной, ферментативный катализ.

33. Коллоидные системы. Общая характеристика дисперсных систем.

34. Классификация дисперсных систем.

35. Методы получения дисперсных систем.

36. Поверхностная энергия Гиббса. Поверхностное натяжение и зависимость его от температуры и давления.

37. Избыточная адсорбция Гиббса. Фундаментальное адсорбционное уравнение Гиббса для поверхностного слоя.

38. Смачивание. Растекание. Когезия. Адгезия. Их количественная оценка.

39. Теория адсорбции Ленгмюра. Границы ее применения. Уравнение Фрейндлиха.

40. Адсорбция на границе раздела фаз. ПАВ. ПИВ. Изотерма поверхностного натяжения. Поверхностная активность. Правило Дюкло-Траубе.

41. Адсорбция на пористых телах, капиллярная конденсация. Уравнение Кельвина-Томсона и его анализ.

42. Полимолекулярная адсорбция. Применение уравнения БЭТ для определения удельной поверхности адсорбентов.

43. Адсорбция электролитов. Избирательная адсорбция ионов. Правило Панета-Фаянса.

44. Механизмы возникновения электрического заряда на границе раздела фаз. Строение двойного электрического слоя и его параметры..

45. Мицелла и ее строение. Заряд и электрокинетический потенциал коллоидной частицы. Влияние электролитов на электрокинетический потенциал. Явление перезарядки коллоидных частиц.

46. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем. Броуновское движение, диффузия, осмотическое давление.

47. Оптические свойства коллоидных систем. Рассеяние и поглощение света. Уравнение Рэлея. Ультрамикроскопия и электронная микроскопия коллоидных систем.

48. Электрокинетические явления в коллоидных системах. Уравнение Гельмгольца-Смолуховского.

49. Ориентация молекул в поверхностном слое. Определение площади, занимаемой молекулой ПАВ в насыщенном монослое и длины молекулы ПАВ.

50. Коагуляция и факторы ее вызывающие. Медленная и быстрая коагуляция. Порог коагуляции и его определение. Правило Шульца-Гарди.

51. Теория устойчивости и коагуляция Дерягина-Ландау-Фервея-Овербека (ДЛФО). Потенциальные кривые взаимодействия коллоидных частиц и их анализ.

52. Эмульсии и их свойства. Получение. Типы эмульсий. Эмульгаторы и механизм их действия.

53. Общая характеристика суспензий.

54. Гели. Студни. Полуколлоиды. Свойства.

55. Свойства растворов ВМВ. Набухание и растворение ВМВ. Факторы устойчивости растворов полимеров.

56. Седиментация. Седиментационная устойчивость и седиментационно-диффузионное равновесие.

57. Структурно-механический барьер (по Ребиндеру) как сильный фактор стабилизации дисперсных систем.

58. Тиксотропия и тиксотропные структуры.

59. Основы реологии дисперсных систем.

60. Структурирование в дисперсных системах. Природа контактов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная литература

1. П.М. Кругляков, Т.Н. Хаскова. Физическая и коллоидная химия. М.: Высш. шк., 2007. -319 с.

2. Е.Д. Щукин, А.В. Перцов, Е.А. Амелина. Коллоидная химия. М.: Высш. шк., 2004. – 445 с.

3. М.И. Гельфман, О.В. Ковалевич, В.П. Юстратов. Коллоидная химия. – СПб.: Издательство «Лань», 2003. – 336 с.

4. В.Н. Захарченко. Коллоидная химия. М.: Высш. шк., 1989.-238 с.

5. Р.А. Хмельницкий. Физическая и коллоидная химия. М., Высш. шк., 1988. – 400 с

6. Ф.А. Фридрихсберг. Курс коллоидной химии, Ленинград, 1984.-368 с.

7. Ю.В. Филиппов, М.П. Попович. Физическая химия. М.: МГУ, 1980. -400 с.

8. Л.А. Николаев. Физическая химия. М.: Высш. шк., 1979. -371 с.

9. В.А. Киреев. Краткий курс физической химии. М.: Химия, 1978. – 622 с.

6. А.Я. Малахова. Физическая и коллоидная химия. М.: Высш. Шк., 1981. – 304 с.

7. С.С. Воюцкий. Курс коллоидной химии. М., «Химия», 1976. – 512 с.

Дополнительная литература

1. А.Д. Зимон. Коллоидная химия. М.:Агар, 2003. – 320 с.

2. Практикум и задачник по коллоидной химии. М.:, ИКЦ «Академкнига», 2007. – 374 с.

3. А.П. Писаренко, К.А. Поспелова, А.Г. Яковлев. Курс коллоидной химии. М., Высш. шк., 1969. – 248 с.

4. Коллоидная химия нефти и нефтепродуктов. М.: Издательство «Техника». ООО «ТУМА ГРУПП», 2001. – 96 с.

5. М.К. Рогачев, Н.К. Кондрашева. Реология нефти и нефтепродуктов. Учебное пособие, Уфа, УГНТУ, 2000.-89 с.

6. В.В. Девликамов, З.А. Хабибуллин, М.М. Кабиров. «Аномально-вязкие нефти». Учебное пособие, Уфа, УНИ, 1977.-111 с.