2. Вопросы к экзамену

1. Предмет химической термодинамики. Классификация термодинамических систем. Функции состояния и процесса. Внутренняя энергия, энтальпия, теплота, работа.

2. Работа против внешнего давления и полезная работа. Первый закон термодинамики. Виды термодинамических процессов.

3. Теплоёмкость истинная и средняя, при постоянном объёме и постоянном давлении. Зависимость теплоёмкости от температуры. Связь между С_P и С_V.

4. Зависимость теплового эффекта реакции от температуры. Закон Кирхгофа в дифференциальной и интегральной форме. Вывод развёрнутого уравнения Кирхгофа.

5. Термохимия. Закон Гесса, его следствия. Стандартные теплоты образования и сгорания.

6. Калориметрия. Калориметры: назначение и классификация.

7. Бомбовый калориметр, пламенный калориметр, микрокалориметр Кальве.

8. Равновесные и неравновесные процессы. Цикл Карно. Теорема Клаузиуса-Карно.

9. Второй закон термодинамики. Энтропия по определению Клаузиуса. Энтропия и термодинамическая вероятность системы.

10. Максимальная и максимальная полезная работа. Термодинамические потенциалы. Критерии самопроизвольности процесса и равновесия системы.

11. Характеристические функции. Уравнения Гиббса-Гельмгольца.

12. Понятие химического потенциала. Фундаментальные уравнения Гиббса. Химический потенциал идеального и реального газа.

13. Третий закон термодинамики. Тепловая теорема Нернста. Постулат Планка. Абсолютная энтропия.

14. Закон действующих масс. Константа равновесия. Химическое равновесие в гетерогенных системах.

15. Связь константы равновесия с максимальной работой реакции. Уравнение изотермы химической реакции.

16. Химическое сродство. Принцип Бертло-Томсена. Уравнения изохоры и изобары реакции.

17. Применение термодинамики для исследования биологических процессов. Биоэнергетика.

18. Основные понятия фазового равновесия. Правило фаз Гиббса.

19. Равновесие чистого вещества в двух фазах однокомпонентной системы. Уравнение Клаузиуса-Клапейрона.

20. Применение правила фаз Гиббса к анализу диаграммы состояния однокомпонентных систем. Диаграмма состояния воды.

21. Физико-химический анализ. Термический анализ. Построение диаграммы плавкости двухкомпонентной системы с одной эвтектикой. Правило рычага.

22. Основные принципы физико-химического анализа. Диаграмма состояния системы с инконгруэнтно плавящимся химическим соединением.

23. Общая характеристика растворов. Растворы газов в жидкостях. Закон Генри. Закон Дальтона. Уравнение Сеченова.

24. Давление насыщенного пара растворителя над раствором. Закон Рауля в идеальных, реальных и предельно разбавленных растворах.

25. Состав пара над идеальным раствором из двух жидкостей. Первый закон Коновалова.

26. Перегонка и ректификация. Равновесная перегонка. Простая перегонка. Простая фракционная перегонка. Непрерывная фракционная перегонка. Устройство ректификационной колонны.

27. Второй закон Коновалова. Азеотропные смеси. Ректификация реальных растворов, образующих азеотропы.

28. Коллигативные свойства растворов. Понижение температуры замерзания и повышение температуры кипения разбавленных растворов. Криоскопия и эбулиоскопия.

29. Осмос и осмотическое давление. Закон Вант-Гоффа. Обратный осмос. Роль осмоса в биологических процессах.

30. Трёхкомпонентные системы. Закон распределения Нернста. Уравнение Нернста-Шилова. Графическое представление состава тройных систем. Треугольник Гиббса.

31. Электролитическая диссоциация. Степень и константа электролитической диссоциации. Изотонический коэффициент. Теория электролитической диссоциации Аррениуса и её недостатки.

32. Активность. Применение метода активностей к растворам электролитов. Правило ионной силы.

33. Основные понятия электростатической теории сильных электролитов Дебая - Гюккеля.

34. Проводники первого и второго рода. Электропроводность растворов электролитов. Удельная и молярная электропроводность. Подвижности ионов. Уравнения Кольрауша-Онзагера. Релаксационный и электрофоретический эффекты.

35. Определение электропроводности растворов. Мост Кольрауша. Принципиальное устройство кондуктометрической ячейки. Кондуктометрия. Кондуктометрическое титрование, его применение.

36. Скачки потенциалов на границах раздела фаз в электрохимической системе. Диффузионный потенциал. Контактный потенциал.

37. Строение двойного электрического слоя на границе раздела «металл – раствор электролита».

38. Гальванические элементы. Схема гальванического элемента Якоби – Даниэля. Типы гальванических элементов.

39. Термодинамика гальванического элемента. Общее выражение ЭДС гальванического элемента и потенциала отдельного электрода. Уравнение Нернста. Измерение ЭДС гальванического элемента. Компенсационный метод Поггендорфа.

40. Типы электродов: электроды 1-го, 2-го, 3-го рода; амальгамные электроды; редокс-электроды; ионоселективные электроды.

41. Потенциометрия. Определение средних ионных коэффициентов активности и рН растворов. Потенциометрическое титрование.

42. Кинетика химических реакций. Скорость химических реакций. Методы измерения скорости реакции. Закон действующих масс. Порядок и молекулярность реакции. Реакции 1-го, 2-го и n-го порядка.

43. Теоретические представления химической кинетики: теория элементарного акта химического взаимодействия; теория активированного комплекса. Цепные и фотохимические реакции.

44. Основные понятия катализа. Катализаторы. Промоторы и каталитические яды. Гомогенный катализ, гетерогенный катализ. Ферментативный катализ.