Хімічна кинетика і Каталіз

4.1.4 Охарактеризувати три стадії ланцюгової реакції:

4.2 Вибухові процеси. Фотохімічні реакції та радіаційно-хімічні реакції – дати характеристику

Тема 5 Каталіз

Мета: - знати особливості каталітичних реакцій;

- вміти пояснити суть автокаталізу;

5.1 Особливості каталітичних реакцій. Автокаталіз.

Вказати номер правильного визначення (гр.В) запропонованого поняття (гр.А)

№	Гр. А	№	Гр. В
	Інгібітори		реакції, в яких каталізатор складає самостійну фазу
	Каталізатори		речовини, що впливають на швидкість хімічної реакції, але не змінюються протягом реакції
	Активатори		речовини, що багаторазово вступають в проміжні хімічні взаємодії і які відновлюють після кожного циклу свій хімічний склад
	Каталіз		реакції, в яких каталізатор і реагуючі речовини складають одну фазу
	Ферменти		реакції, що відбуваються під дією каталізаторів
	Промотори		речовини, що підсилюють дію каталізаторів, але не виявляють каталітичної активності
	Каталітичні отрути		процес зміни швидкості хімічної реакції, що не впливає на стан рівноваги в реакційній системі
	Ензими		складні органічні речовини, що здатні змінювати швидкість біохімічних процесів
	Гетерогенний каталіз		речовини, що уповільнюють швидкість хімічної реакції
	Автокаталіз		явище зміни швидкості хімічної реакції при введені в систему речовини, стан і кількість якої залишається незмінним
	Гомогенний каталіз		реакції, в яких каталізатором є один з продуктів, що утворюється
	Причиною прискорення реакції під дією каталізатора є		речовини, що ослаблюють або припиняють дію каталізаторів
	Вплив каталізатора на стан рівноваги		зменшення енергії активації
	збільшення енергії активації
	Характерна особливість каталізатора		прискорює встановлення рівноваги
	зміщує рівновагу в сторону продукту реакції
	селективність дії
	зміна теплового ефекту реакції

Тема 6 Фазова рівновага

Мета: - знати основні поняття та визначення фазової рівноваги;

- знати класифікацію систем за числом фаз, компонентів, ступенів свободи;

- вміти проводити розрахунки за правилом фаз Ґіббса.

6.1 Основні поняття та визначення фазової рівноваги: фаза, компонент, ступінь свободи.

6.2 Класифікація системи за числом фаз, компонентів, ступенів свободи.

6.3 Правило фаз Ґіббса.

6.1,2 Для кожного питання вказати правильну відповідь в гр.А або гр.В

Питання:

1. Що називається фазою (гр.В)?

2. Що називається компонентом (гр.А)?

3. Дати визначення фазової рівноваги (гр.В)

4. Що називається пружністю насиченої пари (гр.В)?

5. Назвати умови довготривалої рівноваги гетерогенної системи (гр.А)

6. Як розрахувати число незалежних компонентів в хімічній системі (гр.А)?

7. Що розуміють під ступенем свободи (гр.А)?

8. Що характеризує рівняння правила фаз (гр.В)?

9. Яку максимальну кількість фаз може мати однокомпонентна система (гр.А)?

10. Яку максимальну кількість фаз може мати двокомпонентна система (гр.В)?

Відповіді:

№	Гр. А	№	Гр. В
	рівність величин пружності пари над різними фазамисистеми		гетерогенна рівновага, за якої перехід речовини з однієї фази в іншу не змінює хімічний склад
	умови, які можна самочинно змінювати, не порушуючи рівновагу системи		тиск пари, що знаходиться в рівновазі з рідиною
	хімічно однорідна складова частина системи, яка може як завгодно довго існувати в ізольованому від системи вигляді		сукупність гомогенних частин системи, що мають однакові термодинамічні властивості, відділених поверхнею розділу
	три фази		чотири фази
	з числа складових частин системи відрахувати число хімічних реакцій, що протікають в даній системі за даних умов		взаємоз’вязок між кількістю фаз, компонентів та числом ступеней свободи для даної гетерогенної системи

6.3ПРАВИЛО ФАЗ

Вказати одне правильне рішення з трьох, розташованих в одній горизонтальній графі з задачею

№	Задачі	Рішення
Гр.А	Гр.В	Гр.С
	Визначити кількість фаз в системі Sромб <==> Sмонокл <==> Sпар	одна	дві	три
	Визначити кількість компонентів в системі Sромб <==> Sмонокл <==> Sпар	один	два	три
	Визначити число ступеней свободи для систем, що складаються з частин:
	Розчин натрій сульфату, кристалів льоду і пари води	С = 2+2-3 =1	С = 3+2-3 =2	С = 2+2-2 = 2
	Розчин натрій сульфату, кристалів льоду, кристалів Na2SO4^.10H2O і пари води	С = 3+2-5 =0	С = 2+2-4 =0	С = 4+2-5 =1
	Sромб <==>Sмонокл <==> Sпар	С = 3+2-3 =2	С = 1+1-3 = -1	С =1+2-3 =0

Тема 7 Розчини

Мета: - знати характеристика розчинів;

- вміти пояснити процес розчинення як фізико – хімічний процес;
- вміти пояснити суть гідратної (сольватної) теорії розчинів Д.І.Менделеєва;

- знати формули розрахунків та практичне застосування кріоскопії та ебуліоскопії;

- вміти пояснити взаємну розчинність рідин в залежності від характеру міжмолекулярної взаємодії;

- знати закон розприділення Нернста;

- знати суть, особливості та використання процесу екстракції.

7.1 Загальна характеристика розчинів. Розчинення як фізико – хімічний процес. Термодинаміка розчинення. Застосування принципу мінімуму вільної енергії до процесу розчинення. Гідратна (сольватна) теорія розчинів Д.І.Менделеєва.

Для кожного питання вказати правильну відповідь

№	Питання	№	Відповідь
	Суть фізичної теорії розчинів		В розчинах розчинник грає роль індеферентного середовища, а розчинена речовина розприділяється по об'єму аналогічно газам
	В розчинах існує взаємодія між компонентами
	Сучасна теорія розчинення		фізична
	хімічна
	фізико – хімічна
	Визначити загальне між механічними сумішами та розчинами		перемінність складу
	однорідність складу по всій фазі
	непрерервна залежність властивостей від складу розчину
	наявність теплового ефекту при утворенні
	зберігаються властивості вихідних речовин
	Молярна концентрація еквівалента –		кількість грамів розчиненої речовини у 100 грамах розчину
	число молей розчиненої речовини у 1л розчину
	число грам – еквівалентів розчиненої речовини у 1000 см^3 розчину
	число молей розчиненої речовини у 1000 г розчинника
	яку частину від загальної кількості молей розчину складає розчинена речовина
	Розчин, що знаходиться у динамічній рівновазі з надлишком розчиненої речовини, називається		ненасиченим
	насиченим
	пересиченим
	Процес взаємодії розчиненої речовини з розчинником називається		сольватацією
	гідратацією
	адсорбцією
	Згідно сольватної теорії відмітити які процеси відбуваються при розчиненні:
7.1	розприділення розчиненої речовини в об'ємі розчинника		фізичний
7.2	утворення нестійких сполук перемінного складу – сольватів		хімічна
			фізико - хімічна
	Утворення сольватів відбувається за рахунок		міжмолекулярної взаємодії
	електростатичної взаємодії полярних молекул
	утворення водневого зв'язку

7.2.1 Кріоскопія та ебуліоскопія. Практичне застосування цих методів.

Кожному найменуванню рівняння визначити відповідну праву частину

№	Найменування рівняння	№	Права частина рівняння
	Абсолютне зниження температури замерзання розчину неелектроліту		= (n b / n a + n b) РА^0
	Абсолютне підвищення температури кипіння розчину неелектроліту		= RTз ^2 / 1000 l пл
	Рівняння для визначення тиску пари розчинника над розчином		= RTк ^2 / 1000 l випар
	Термодинамічна формула для обчислення кріоскопічної сталої		= MGDTз / Eз m1000
	Термодинамічна формула для обчислення ебуліоскопічної сталої		= T к розчину – Т к розчинника
	Молекулярна маса неелектроліту (кріоскопічним методом)		= i Eз m1000 / GDTз
	Молекулярна маса електроліту (кріоскопічним методом)		= T з розчинника – Т з розчину
	Ізотонічний коефіцієнт (кріоскопічним методом)		= Eк c
	Абсолютне підвищення температури кипіння розчину		= Eз m1000 / GDTз

7.2.2 Кріоскопія та ебуліоскопія. Практичне застосування цих методів.

Вказати рівняння, на основі яких можна розв’язати задачу

№	Задача	№	Рівняння
	Температура замерзання чистого бензолу 278,5К, а температура замерзання розчину, що містить 0,2242^.10^-3 кг камфори у 3,055^.10^-2 кг бензолу, 278,254К. Мольне зниження температури затвердіння бензолу 5,16. Визначити молекулярну масу камфори.		РА - Р^0А ------------ = N b Р^0А
			i = 1 + (K – 1) a
	Тиск пари водного розчину, що містить нелетку розчинну речовину, на 2% нище тиску пари чистої води. Визначити мольну долю розчиненої речовини.		Eз^. m^. 1000 M = ----------------- G ^. DTз
	Розчин, що містить 0,8718 кмоль/м^3 цукру, за Т = 291К ізоосмотичний з розчином натрій хлориду, що містить 0,5 кмоль/м^3 натрій хлориду. Визначити уявний ступінь дисоціації і коефіцієнт Вант - Гофа для натрій хлориду.		DTк = Тк розчину – Тк розчинника
			DTз = Тз розчинника – Тз розчину
	Визначити концентрацію водного розчину глюкози, якщо цей розчин за 291К ізоосмотичний з розчином, що містить 0,5 кмоль/м^3 (0,5 моль) СаС12, ступінь дисоціації якого за вказаної температури складає 65,4%.		p = i CRT
			DTк = С^. Eк
			p = CRT
	Питома теплота випаровування води за температури кипіння 2,464^.10^6 Дж/кг. Визначити температуру кипіння водного розчину, що містить 0,05 кмоль нелеткої розчиненої речовини в 200 кг води.		RTк^2 Eк = --------------- 1000^. l випар

7.3 Взаємна розчинність рідин в залежності від характеру міжмолекулярної взаємодії. Рівноважне розприділення речовини між двома рідинами, що не змішуються. Закон розприділення Нернста. Екстракція.

На кожне питання вказати номер відповіді в гр.А і в гр.В

Питання:

1. Чому дорівнює парціальний тиск пари кожної рідини в суміші взаєморозчинних і хімічно не взаємодіючих рідин (гр.А і в гр.В)?

2. Чому дорівнює загальний тиск пари над сумішшю взаєморозчинних і хімічно не взаємодіючих рідин (гр.А і в гр.В)?

3. Як змінюється температура кипіння в гетерогенній системі рідина – рідина (гр.В) і чому (гр.А)?

4. В якому виробничому процесі використовується зниження температури кипіння в гетерогенних системах рідина – рідина (гр.В)?

5. Вказати рівняння, що показує як розраховується кількість рідин, що перегоняються (гр.А)

6. Вказати формулювання (гр.В) і рівняння закону розприділення (гр.А)

7. Які виробничі процеси засновані на законі розприділення (гр.В)?

8. Яке рівняння дає можливість визначати число екстракцій, необхідних для видалення екстрагуємої речовини до заданих значень (гр.А)?

9. Які чинники впливають на коефіцієнт розприділення (гр.А)?

10. Які явища викликають відхилення від закону розприділення (гр.В)?

Відповіді

Примітка:

Р_А, Р_В - парціальні тиски рідин А, В

Р⁰_А, Р⁰_В - тиски насиченої пари чистих рідин

М_А, М_В - молекулярна маса рідин і води

G_А, G_В - вміст компонента А і води (у вагових %) у суміші, що перегоняється

С₁, С₂ – концентрації третьої речовини, що розприділяється між двома рідинами, які не змішуються

К – коефіцієнт розприділення

n – кількість екстракцій

q₀, q_е – кількість речовини, що екстрагується, на початку і в кінці екстракції

V₂ – об’єм розчинника, яким проводиться екстракція

V₁ – об’єм розчину, з якого проводиться екстракція

№	Гр. А	№	Гр.В
	С1 / С2 = К		сумі тисків насиченої пари кожної рідини, що входить у суміш
	РА = Р^0А РВ = Р^0В		тиску насиченої пари кожної окремо взятої рідини
	Р^0А + Р^0В > Р^0A Р^0А + Р^0В > Р^0B		знижується
	m a / mв = РА МА / РВ МВ		при перегонці з водяною парою
	Р заг = Ра + Рв = Р^0А + Р^0В		екстрагування
	РА МА GА = ----------------------- 100 РА МА + РВ МВ		відношення концентрацій речовини, що розприділяється між двома рідинами, що не змішуються є сталою величиною за постійної температури
	РВ МВ GВ = ----------------------- 100 РА МА + РВ МВ		вищелачування
	q e = q0 [ 1 – (KV1 / KV1 + KV2)^n]
	температура		температура
			асоціація

Тема 8 Електрохімія

Мета: - знати основні розділи теоретичної електрохімії та її прикладне значення;

- вміти охарактеризувати провідники першого і другого роду та їх особливості;

- знати принцип роботи, особливості та застосування гальванічного елементу Якобі – Даніеля;

- знати принцип роботи, особливості та застосування концентраційного гальванічного елементу;

- знати принцип роботи, особливості та застосування паливного елементу;

- знати види корозії та основні методи захисту від неї.

8.1 Основні розділи теоретичної електрохімії, її прикладне значення. Провідники першого і другого роду та їх особливості.

Назвати основні розділи електрохімії та що вони вивчають:

1-

2-

3-

Визначити класифікацію речовин за електричною проводимістю:

1-

2-

3-

Вказати правильну відповідь

№	Питання	№	Відповідь
	До проводників ІІ роду відносяться		метали
	графіт
	розчини електролітів
	Для проводників І роду характерна		іонна проводимість
	електронна проводимість
	Яка електропроводність супроводжується хімічним розкладанням речовини?		іонна
	електронна
	При зростанні температури електропроводність проводників ІІ роду зростає, так як		зростає в'язкість середовища
	зростає тепловий рух часточок
	зростає швидкість переміщення іонів

8.2 Хімічні та концентраційні елементи, області їх застосування. Паливний елемент.

Назвати області застосування гальванічних елементів:

Вказати правильну відповідь

№	Питання	№	Відповіді
І	Яка формула необоротного елемента?		(+) Hg | Hg2SO4 || CdSO4 | Cd (-) (+) Cu | CuSO4 || ZnSO4 | Zn (-) (+) Zn | ZnSO4 || ZnSO4 | Zn (-) (+) Cu | H2SO4 || H2SO4 | Zn (-)
ІІ	Яка формула каломельного електрода?		Pt | H2 | H^+ Hg | Hg2Cl2 | KCl Ag | AgCl | KCl (-) pозчин| C6H4O2 | C6H4(OH)2 (+)
ІІІ	Яке з рівнянь можна використовувать для розрахунку ЕРС кислотного акумулятору?		RT [Pb^4+ ] Eox + ------ ln ----------- 2F [Pb^2+ ]^2
	la – lk RT C2 -------- ----- ln ---- la + lk nE C1
	0,059 0,059 E1^0 – E2^0 + ------- lg C1 – ------- lg C2 n1 n2
	RT E^0Me / Me ^+n+ ----- ln C nF
ІV	Яке сумарне рівняння хімічної реакції, що відбувається при розрядженні залізонікелевого акумулятору?		Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2 ----> Fe + 2 Ni(OH)3 Fe + 2Ni(OH)3 ---> Fe(OH)2 + 2Ni(OH)2 2PbSO4 + 2H2O ---> Pb + PbO2 + 2H2SO4 Pb + PbO2 + 2H2SO4 ---> 2PbSO4 + 2H2O

Охарактеризувати паливний елемент за планом:

1. Переваги гальванічних елементів порівняно з іншими джерелами електричного струму

2. Принцип роботи паливного елементу

3. Принципова схема паливного елементу

4. Хімічні реакції, що відбуваються при роботі паливного елементу

8.3 Хімічна та електрохімічна корозія. Захист від корозії.

На кожне питання визначити правильну відповідь

№	Питання	№	Відповідь
	Хімічна корозія відбувається в		електролітах
	неелектролітах
	Залізна окалина – це корозія		хімічна
	електрохімічна
	аераційна
	При контакті заліза з міддю відбувається корозія		хімічна
	електрохімічна
	Причина електрохімічної корозії – виникнення короткозамкнених мікроскопічно малих гальванічних елементів – за рахунок		наявності у сплавах різних компонентів
	наявності кришталів різного розміру
	наявності правильних кришталів
	наявності дефектів поверхні
	При контакті двох різних металів корозія відбувається у напрямі розчинення того з металів, який має електродний потенціал більш		негативний
	позитивний

Назвати методи захисту від корозії:

- неметалічні захисні покриття -

- металічні захисні покриття -

Тема 9 Колоїдна хімія

Мета: - знати основні визначення дисперсних систем - дисперсна фаза і дисперсійне середовище;

- знати класифікацію дисперсних систем;

- знати роль дисперсних систем у природі та техніці;

- вміти дати характеристику грубодисперсних систем: піни, аерозолі, емульсії. Їх одержання, властивості і практичне використання.

- вміти дати загальну характеристику розчинів полімерів;

- вміти порівняти властивості розчинів полімерів з властивостями низькомолекулярних сполук та дисперсними системами.

- вміти пояснити термодинамічну стійкість розчинів полімерів.

- знати приклади розчинів полімерів у природі та техніці.

9.1 Дисперсні системи. Загальні положення. Класифікація дисперсних систем. Роль дисперсних систем у природі та техніці.

Заповнити таблицю характеристикою дисперсних систем

Дисперсійне середовище	Дисперсна фаза
Тверде тіло	Рідина	Газ
Тверде тіло
Рідина
Газ

9.2 Грубодисперсні системи: піни, аерозолі, емульсії. Їх одержання, властивості і практичне використання.

На кожне питання визначити правильну відповідь

№	Питання	№	Відповідь
	Емульсія – дисперсна система		рідина – рідина рідина – газ рідина – тверда речовина
	Обернення фаз характерне для емульсій		розведених концентрованих висококонцентрованих
	Для яких емульсій при концентруванні обернення фаз відсутнє, але емульсія втрачає текучість		розведених концентрованих висококонцентрованих
	Мають всі властивості колоїдних розчинів емульсії		розведені концентровані висококонцентровані
	Коалесценція – характерна для емульсій		розведених концентрованих висококонцентрованих
	Висалювання – відбувається при		стабілізації емульсії руйнуванні емульсії
	Для одержання піни частіше використовують методи		конденсаційні диспергаційні
	Термін існування піни більший для		чистих рідин розчинів
	Детергенти – піноутворювачі підвищують стійкість піни таким чином:		скачкоподібно до максимуму, потім не зменшується зростає до максимуму, потім зменшується
	Пил – це аерозоль типу		рідина – газ тверда речовина – газ
	Властивості аерозолей		агрегативно стійкі агрегативно нестійкі седиментаційно стійкі седиментаційно нестійкі
	Термофорез, фотофорез, термопреципітація – специфічна властивість		емульсій суспензій аерозолей
	Електрофільтри використовуються для		утворення аерозолей руйнування аерозолей

9.3 Загальна характеристика розчинів полімерів. Порівняння їх властивостей з властивостями низькомолекулярних сполук та дисперсними системами. Термодинамічна стійкість розчинів полімерів. Розчини полімерів у природі та техніці. Адсорбція полімерів на різних матеріалах.

На кожне питання визначити правильну відповідь

№	Питання	№	Відповідь
	Основна відмінність розчинів полімерів від дисперсних систем		термодинамічна стійкість термодинамічна нестійкість
	Тіксотропія, синерезис - властивість		емульсій суспензій аерозолей полімерів
	Полімери, що змочуються вуглеводнями, називаються		гідрофільними ліпофільними гідрофобними
	Подібність властивостей розчинів полімерів колоїдним розчинам пояснюється		великою масою молекул полімерів малою масою молекул полімерів великими розмірами молекул полімерів малими розмірами молекул полімерів
	При висалюванні розчину полімеру утворюється		осад студень
	Коагуляцію розчинів полімерів викликає		один йон додаваємого електроліту два йони додаваємого електроліту
	Тиксотропія –		здатність розчину багаторазово желатинуватися в стані покою та розріджуватися при механічній дії утворення ущільнень у розчині
	Старіння розчинів полімерів пояснюється		желатинуванням
синерезисом

Дата добавления: 2015-05-26