Вопросы. 1.Приведите известные вам формулировки первого начала термодинамики и напишите его математическое выражение

1. Приведите известные вам формулировки первого начала термодинамики и напишите его математическое выражение. Проведите его анализ при различных условиях.

2. Что называется термодинамической системой? Какие системы называются изолированными?

3. Какие системы называются закрытыми? Открытыми? Приведите примеры.

4. Что такое внутренняя энергия системы?

5. Что называется функцией состояния системы? Перечислите известные вам функции состояния.

6. Что называется тепловым эффектом реакции?

7. Чему равна работа расширения одного моля идеального газа при изохорном, изобарном и изотермическом процессах?

8. Какова связь энтальпии с внутренней энергией?

9. Что называется удельной, молярной, средней и истинной теплоемкостью?

10. Сформулируйте нулевое начало термодинамики.

11. Сформулируйте закон Гесса и его следствия.

12. Что называется стандартной теплотой образования вещества?

13. Что называется стандартной теплотой сгорания вещества?

14. Как рассчитать стандартный тепловой эффект реакции с помощью стандартных теплот образования и сгорания?

15. Какое соотношение имеется между тепловыми эффектами реакции при постоянном объеме и постоянном давлении?

16. Как тепловой эффект химической реакции зависит от температуры? Выведите дифференциальную форму уравнения Кирхгофа.

17. Выведите уравнение Кирхгофа в интегральной форме.

18. Изменение теплоемкости системы в ходе реакции в некотором интервале температур меньше нуля. Как изменяется тепловой эффект этой реакции при повышении температуры в данном интервале?

19. Изменение теплоемкости системы в ходе реакции в некотором интервале температур больше нуля. Как изменяется тепловой эффект этой реакции при повышении температуры в данном интервале?

20. Приведите формулировки второго начала термодинамики. Напишите его математическое выражение для обратимых и необратимых процессов.

21. Напишите математическое соотношение между энтропией и теплотой необратимого процесса.

22. Как рассчитать изменение энтропии в процессе фазового перехода (испарение, плавление, возгонка)?

23. Как рассчитывается изменение энтропии системы при протекании химических реакций по известным значениям S^o участников реакции? Приведите пример.

24. Можно ли судить по значению энтропии о направлении процесса в неизолированной системе (открытой и закрытой)?

25. Как связана энтропия с термодинамической вероятностью системы? Приведите уравнение Больцмана и объясните значения входящих в него величин.

26. Какие Вы знаете термодинамические потенциалы? Приведите формулы для их расчета и область применения.

27. При каких условиях внутренняя энергия может служить критерием направления процесса?

28. При каких условиях изменение энтальпии является критерием возможности самопроизвольного процесса?

29. Как изменяется энергия Гиббса и энергия Гельмгольца при изотермическом расширении одного моля идеального газа в интервале от V₁ до V₂?

30. Чему равно значение DG для обратимой реакции в состоянии равновесия?

31. Используя уравнение Больцмана покажите, к какому значению стремится энтропия идеального кристалла при приближении температуры к абсолютному нулю.

32. Приведите формулировку и математическое выражение закона действующих масс для обратимых реакций.

33. Сформулируйте определение химического равновесия. Что произойдет при равновесии со скоростью обратной реакции, если скорость прямой увеличится вдвое?

34. Напишите уравнение изотермы химической реакции Вант-Гоффа ипокажите, какие вопросы можно решать, применяя его.

35. Какие факторы влияют на константы равновесия К_р и К_с?

36. Напишите уравнение зависимости константы химического равновесия от температуры в дифференциальной форме и проанализируйте его.

37. Выведите уравнение зависимости константы равновесия от температуры.

38. Покажите на примерах способы расчета изменения энергии Гиббса и энергии Гельмгольца в ходе химической реакции.

39. Выведите уравнения изохоры и изобары химической реакции. Что можно рассчитать с их помощью?

40. Выведите уравнение для расчета константы химического равновесия реакции с помощью стандартных термодинамических величин - изменения энтальпии и энтропии.

41. Опишите принцип расчета состава равновесной смеси по исходному составу и константе равновесия. Что такое теоретический выход продукта реакции?

42. Каково влияние давления на положение равновесия реакций, протекающих в газовой фазе? Приведите пример.

43. Приведите пример обратимой гетерогенной реакции. Какая существует зависимость между давлением диссоциации и константой равновесия?

44. Чем отличаются гомогенные и гетерогенные системы? Дайте определение понятий «фаза» и «компонент». Приведите примеры. Что такое число независимых компонентов?

45. Что такое число термодинамических степеней свободы? Сформулируйте правило фаз Гиббса. Рассчитайте вариантность системе, состоящей из водного раствора сахарозы в присутствии водяного пара и находящейся в закрытом стеклянном сосуде.

46. Что такое диаграмма состояния? Изобразите диаграмму состояния однокомпонентной системы (на примере воды) и опишите ее.

47. Выведите уравнение Клапейрона для фазовых превращений индивидуальных веществ. Пользуясь им, объясните наклон линии равновесия жидкая вода – лед в сторону оси давлений на диаграмме состояния воды.

48. Выведите уравнение Клапейрона–Клаузиуса для процессов испарения (кипения). Покажите, как можно использовать это уравнение в технологических процессах.

49. Опишите применение термографического анализа в фармации. Объясните физический смысл отдельных участков кривых охлаждения индивидуальных веществ и бинарных смесей.

50. Изобразите диаграмму плавления неизоморфной бинарной смеси лекарственных веществ, опишите принцип ее построения с использованием кривых охлаждения. Сформулируйте и объясните правило рычага применительно к диаграммам состояния.

51. Используя диаграмму плавления, сформулируйте понятие об эвтектических смесях. Приведите примеры эвтектических бинарных смесей лекарственных веществ (с указанием температуры плавления и состава).

52. Приведите диаграмму плавления бинарной смеси, образующей в расплаве химическое соединение. Дайте описание всех ее фазовых полей и кривых равновесия.

53. Опишите треугольник Гиббса для отображения состава тройных смесей. Покажите на конкретном примере, как с его помощью определить состав смеси в конкретной точке диаграммы?

54. Сформулируйте закон Рауля и выведите его математическое выражение. Что называется идеальными растворами? Приведите примеры.

55. Как выглядят диаграммы “давление – состав” и “температура –состав” для идеальных и для неидеальных растворов? Сформулируйте закон Дальтона.

56. Сформулируйте первый закон Коновалова. Иллюстрируйте его с помощью диаграммы «давление – состав».

57. Каковы причины отклонений от закона Рауля? Как они отображаются на диаграммах «давление – состав»? Сформулируйте второй закон Коновалова. Что такое азеотропы? Приведите примеры.

58. Опишите свойства азеотропа «этиловый спирт – вода» и способы получения абсолютного (100%) спирта.

59. Опишите способы перегонки растворов с неограниченно растворимыми жидкостями и их общие закономерности. Покажите с помощью диаграмм кипения «температура – состав», какой компонент может быть выделен перегонкой в чистом виде.

60. Как выглядит диаграмма состояния бинарной системы, состоящей из ограниченно растворимых жидкостей? Что такое критическая температура растворения (КТР)? Приведите примеры смесей с верхней КТР.

61. Сформулируйте правило Алексеева. Изобразите диаграмму растворения системы из двух жидкостей с нижней критической температурой растворения. Приведите примеры таких смесей.

62. Объясните причины и условия ограниченного и неограниченного растворения жидкостей. Приведите примеры ограниченно смешивающихся жидкостей с двумя КТР и опишите их свойства. Изобразите диаграмму растворения.

63. Опишите перегонку веществ с водяным паром. На каком законе основан этот процесс? Выведите уравнение для расчета молярной массы перегоняемого вещества.

64. Опишите применение перегонки с водяным паром в фармации. Выведите уравнение для расчета коэффициента расхода пара.

65. Опишите применение жидкостной экстракции в технологии лекарств. На каком законе основан этот процесс? Приведите математическое выражение закона. Выведите уравнение для вычисления степени извлечения вещества.

66. Сформулируйте закон распределения Нернста. Выведите уравнение для расчета равновесной концентрации экстрагируемого вещества в исходном растворе (рафинате) после однократной и многократных операций экстрагирования.

67. Выведите уравнение для вычисления количества экстрагированного вещества. Что такое степень извлечения при жидкостной экстракции?

68. Сформулируйте понятие о растворах, о растворенном веществе и растворителе. Какие типы растворов существуют? Приведите различные способы выражения концентрации веществ в растворах.

69. Что называется коллигативными свойствами растворов? Какие из них Вы знаете? Опишите криометрический метод определения молярной массы растворенного вещества (неэлектролита). Выведите соответствующее уравнение. Что такое криоскопическая константа?

70. Выведите уравнение для вычисления молярной массы растворенного неэлектролита эбулиометрическим методом. Что такое эбулиоскопическая константа?

71. В чем заключается явление осмоса? Как вычисляется осмотическое давление в растворах неэлектролитов? Приведите уравнение Вант-Гоффа. Опишите осмометрический метод определения молярной массы веществ.

72. Какова величина осмотического давления крови? Приведите классификацию растворов по величине осмотического давления. Как в медицине используются свойства гипертонических растворов? Что такое изотонирование?

73. Как вычисляется осмотическое давление в растворах электролитов? Выведите уравнение, связывающее изотонический коэффициент со степенью диссоциации электролита. Что такое кажущаяся степень диссоциации сильного электролита и как ее вычислить?

74. Что такое лизис, гемолиз, плазмолиз? Приведите примеры. Что такое осмотический коэффициент? Как можно рассчитать его величину?

75. Приведите уравнения для вычисления изотонического коэффициента по соотношению величин осмотического давления, депрессии замерзания и повышения температуры кипения растворов электролитов.

76. Изложите основные положения теории электролитической диссоциации Аррениуса.

77. Что называется степенью диссоциации и константой диссоциации электролита? Каким уравнением они связаны друг с другом?

78. Какие свойства растворителя определяют его способность ионизировать растворяемое вещество?

79. Что такое рН раствора? Как величина рН связана с ионным произведением воды? Покажите на примере расчет рН по концентрации ионов Н⁺ и наоборот.

80. Одинакова ли константа диссоциации электролита в различных растворителях? Ответ иллюстрируйте примерами.

81. Что такое разведение раствора? Выведите уравнение закона разведения Оствальда для бинарного электролита.

82. Перечислите основные положения теории сильных электролитов Дебая–Хюккеля.

83. Что такое активность и коэффициент активности электролита в растворе? Каким уравнением активность связана с концентрацией?

84. Что такое буферные растворы? Выведите уравнение, связывающее рН буферного раствора с соотношением концентраций и объемов растворов компонентов (на примере ацетатного буфера).

85. Что такое буферная емкость раствора? Опишите потенциометрический метод ее экспериментального определения с построением графика «рН – объем титранта».

86. Какие компоненты крови создают ее буферную емкость? Выведите уравнения для вычисления рН и рОН растворов.

87. Что такое подвижность ионов? Чем она отличается от абсолютной скорости движения? Какие ионы обладают наибольшей подвижностью и почему?

88. Дайте определение удельной и эквивалентной электрической проводимости. Каким математическим выражением они связаны друг с другом и с электрическим сопротивлением раствора?

89. Что такое эквивалентная электрическая проводимость при бесконечном разведении? Приведите пример ее расчета с помощью закона Кольрауша. Сформулируйте этот закон.

90. Что такое кондуктометрия? Как с помощью данных кондуктометрических измерений можно рассчитать степень и константу диссоциации (ионизации) слабого электролита?

91. Опишите принцип кондуктометрического титрования. Приведите типы кривых титрования для случаев сильных и слабых кислот и оснований, а также их смесей.

92. Изложите законы Фарадея для электролиза.

93. Что такое электрод? Из чего состоит гальваническая цепь? Как устроен химический источник тока (гальванический элемент)?

94. Что называется электрохимическими реакциями и в чем их отличие от других окислительно–восстановительных реакций?

95. Как называются электроды, на которых происходит реакция восстановления и на которых идет реакция окисления? Как заряжены анод и катод в электролизере и в гальваническом элементе?

96. Какие потенциалы и на каких поверхностях раздела возникают в работающем гальваническом элементе? Какие из них мешают при электрохимических измерениях и как их можно устранить?

97. Опишите устройство и применение электродов первого рода. Приведите примеры электродных реакций, протекающих на них, и формулы записи электродов.

98. Опишите устройство и применение электродов второго рода. Приведите примеры электродных реакций протекающих на них, и формулы записи электродов.

99. Опишите устройство и применение водородного электрода. Что такое стандартный водородный электрод? Чему равен его потенциал при 25^оС?

100. Что такое электродвижущая сила гальванического элемента? Как ее рассчитать с помощью электродных потенциалов? Каким уравнением ЭДС связана с DG^о реакции, протекающей в элементе?

101. Выведите уравнение Нернста для расчета электродвижущей силы гальванического элемента и потенциалов отдельных электродов.

102. Что называется стандартной электродвижущей силой? Как она связана с константой равновесия реакции, протекающей в гальваническом элементе?

103. Какие гальванические элементы называются концентрационными? Какие величины можно определить с их помощью?

104. Что такое окислительно–восстановительные электроды и гальванические элементы? Какие величины можно определить с их помощью?

105. Что такое потенциометрия? Какие потенциометрические методы Вы знаете?

106. Опишите устройство стеклянного электрода и принцип действия рН–метра.

107. Что называется химической кинетикой? Приведите определение средней и истинной скорости химической реакции.

108. Как изменяются скорость химической реакции и концентрации реагирующих веществ во времени? Приведите графические зависимости.

109. Изложите закон действующих масс и приведите его математическое выражение. Что такое константа скорости?

110. Что такое молекулярность химической реакции? Изложите кинетическую классификацию химических реакций на основе их молекулярности. Приведите примеры.

111. Что такое порядок химической реакции? Как он определяется? В каких случаях кинетический порядок реакции равен молекулярности? Приведите примеры.

112. Можно ли по написанному уравнению химической реакции предсказать ее кинетический порядок? Что называется реакциями псевдопорядка (псевдомолекулярности)?

113. В каких случаях кинетический порядок реакции выражается дробной величиной? Какие процессы относятся к реакциям нулевого порядка?Приведите пример.

114. Выведите и проанализируйте кинетическое уравнение для реакции первого порядка.

115. Приведите и проанализируйте кинетические уравнения реакций второго порядка при одинаковых и различных начальных концентрациях реагентов.

116. Что такое период полупревращения и как он связан с константой скорости для реакций первого и второго порядка? В каком случае он зависит от концентрации?

117. Что такое срок годности лекарственного препарата? Как его можно рассчитать?

118. Какие методы применяются для определения порядка реакции?

119. Как влияет температура на скорость химической реакции? Сформулируйте правило Вант–Гоффа. Как вычислить температурный коэффициент?

120. Приведите и проанализируйте уравнение Аррениуса. Объясните физический смысл величин, входящих в него.

121. Что называется энергией активации реакции? Объясните ее физический смысл. На основании каких данных можно рассчитать энергию активации?

122. Что такое температурный коэффициент скорости реакции? Как его рассчитать? Сформулируйте правило увеличения скорости реакции с увеличением температуры на 10^оС.

123. На основе какого правила разработан метод ускоренного старения для определения сроков годности лекарств? В чем его преимущества перед классическим методом?

124. Изложите основные положения теории активных соударений.

125. Изложите основные положения теории переходного состояния. Что такое активированный комплекс?

126. Какие реакции называются параллельными? Приведите примеры.

127. Приведите примеры последовательных реакций. Постройте график зависимости концентрации реагирующих веществ от времени в последовательной реакции.

128. Перечислите характерные признаки и особенности цепных реакций. К какому типу цепных реакций относится окисление жиров при контакте их с воздухом?

129. Что такое обратимые реакции? Приведите примеры. Как связаны между собой скорости прямой и обратной реакций?

130. Опишите основные особенности протекания гетерогенных реакций. Приведите примеры.

131. Что такое катализ? Какие вещества называются катализаторами? В чем заключается причина каталитического действия? Как влияет катализатор на энергию активации реакции?

132. Перечислите основные признаки, отличающие гомогенный и гетерогенный катализ. Опишите на примере кислотно–основный катализ.

133. Изложите основные положения теорий (мультиплетной, активных ансамблей, электронной) гетерогенного катализа.

134. Что такое ингибиторы? Приведите примеры действия и использования ингибиторов.

135. Что такое ферменты? Какие ферменты вы знаете? В чем заключается главная особенность ферментативного катализа?

136. Опишите схематически механизм ферментативного катализа.

137. Что такое фотохимические реакции? Какие стадии фотохимических реакций вам известны? Приведите примеры реакций с фотоактивацией. Как свет влияет на срок годности лекарств?

138. Изложите закон фотохимической эквивалентности Эйнштейна.Что такое квантовый выход?

139. Сформулируйте фотохимические законы Гротгуса–Дрейпера и Бунзена–Роско. Почему некоторые реакции требуют применения сенсибилизаторов? Какую роль играет хлорофилл в фотосинтезе?