темах диаграммы кипения и диаграммы взаимной растворимости Для двухкомпонентной системы с идеаль
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Фазовое равновесие «жидкость-пар» и «жидкость-жидкость» в бинарных системах (диаграммы кипения и диаграммы взаимной растворимости)
- Для двухкомпонентной системы с идеальными растворами изобразите схематически изотермическое сечение диаграммы состояния (P-x(y)-диаграмму кипения при T=const). Укажите фазовые поля (области) диаграммы. Запишите уравнение линии жидкости и назовите входящие в него величины. Пар считайте идеальным газом.
- Сформулируйте первый закон Гиббса-Коновалова. Проиллюстрируйте его с помощью диаграмм состояния системы с идеальными растворами и неидеальной азеотропной системы.
- Изобразите схематически T-x(y)-диаграмму кипения (при P=const) двухкомпонентной азеотропной системы с положительными отклонениями от идеальности. Дайте краткую характеристику диаграммы (назовите фазовые поля, линии, характерные точки). Изобразите соответствующий график зависимости равновесного состава пара от состава жидкости.
- Изобразите схематически T-x(y)-диаграмму кипения (при P=const) двухкомпонентной азеотропной системы с отрицательными отклонениями от идеальности. Дайте краткую характеристику диаграммы (назовите фазовые поля, линии, характерные точки). Изобразите соответствующий график зависимости равновесного состава пара от состава жидкости.
- Изобразите схематически P-x(y)-диаграмму кипения (при T=const) двухкомпонентной азеотропной системы с положительными отклонениями от идеальности. Дайте краткую характеристику диаграммы (назовите фазовые поля, линии, характерные точки). Изобразите соответствующий график зависимости равновесного состава пара от состава жидкости.
- Изобразите схематически P-x(y)-диаграмму кипения (при T=const) двухкомпонентной азеотропной системы с отрицательными отклонениями от идеальности. Дайте краткую характеристику диаграммы (назовите фазовые поля, линии, характерные точки). Изобразите соответствующий график зависимости равновесного состава пара от состава жидкости.
- Изобразите схематически диаграммы кипения P-x(y) (при T=const) и T-x(y) (при P=const) для азеотропной системы с отрицательными отклонениями от идеальности. Приведите наименования всех линий, фазовых полей и характерных точек этих диаграмм. Проиллюстрируйте применение правила фаз Гиббса к представленным диаграммам.
- Изобразите схематически диаграммы кипения P-x(y) (при T=const) и T-x(y) (при P=const) для азеотропной системы с положительными отклонениями от идеальности. Приведите наименования всех линий, фазовых полей и характерных точек этих диаграмм. Проиллюстрируйте применение правила фаз Гиббса к представленным диаграммам.
- Сформулируйте второй закон Гиббса-Коновалова и проиллюстрируйте его примером одной из диаграмм состояния в координатах P-x(y) (при T=const) и T-x(y) (при P=const). Изобразите график, представляющий зависимость равновесного состава пара от состава жидкой фазы.
- Выведите уравнение, называемое правилом рычага, назовите входящие в него величины. Проиллюстрируйте графически правило рычага на примере P-x(y)-диаграммы (при T=const) состояния системы, в которой сосуществуют идеальные растворы в жидкой и паровой фазах.
- Проиллюстрируйте (посредством системы стрелок) на диаграмме «температура-состав» ход равновесного процесса изобарного нагревания бинарного жидкого раствора (T-x(y)-диаграмма при P=const). Укажите температуры начала и окончания фазового превращения, а также составы исчезающей и образующейся фаз. Приведите описание на примере конкретной бинарной закрытой системы (диаграмму выберите в справочнике).
- Нарисуйте диаграмму фазового равновесия Т-х(y) (P=const) для системы с высококипящим азеотропом. Какие отклонения от идеальности характерны для подобных систем? Изобразите схематически (с помощью системы стрелок) как изменяется фазовый состав системы при переходе из состояния жидкости в состояние пара для двух растворов, один из которых отвечает составу азеотропа, а другой обогащен более летучим компонентом по сравнению с азеотропной смесью. Укажите температуры начала и окончания фазовых превращений, а также составы исчезающей и образующейся фаз. Что может быть выделено в дистилляте при ректификации выбранных жидких смесей и что останется в кубовом остатке?
- Нарисуйте диаграмму фазового равновесия Т-х(y) (P=const) для системы с низкокипящим азеотропом. Какие отклонения от идеальности характерны для подобных систем? Изобразите схематически (с помощью системы стрелок) как изменяется фазовый состав системы при переходе из состояния пара в состояние жидкости для двух растворов, один из которых отвечает составу азеотропа, а другой обогащен более летучим компонентом по сравнению с азеотропной смесью. Укажите температуры начала и окончания фазовых превращений, а также составы исчезающей и образующейся фаз. Что может быть выделено в дистилляте при ректификации выбранных жидких растворов и что останется в кубовом остатке?
- Используя диаграмму кипения системы C2H5OH –CCl4 (справочник, рис. 28.8, стр 39) приведите все варианты жидких растворов, начинающих кипеть при температуре 70оС и давлении 1 атм (укажите концентрации для каждого раствора). Из указанных растворов выберите тот, при прибавлении к которому небольшого количества этанола температура кипения увеличивается. Ответ подтвердите схематическим рисунком диаграммы. Какие отклонения от идеальности растворов характерны для данной бинарной системы?
- По приведённой в справочнике диаграмме кипения системы H2O –CH3COOH (рис. 28.7, стр. 39) опишите фазовые превращения при изобарном (давление 1атм) нагревании от 100оС до 116оС раствора с концентрацией 40 мольн.% воды. Изобразите схематически на диаграмме путь соответствующего процесса (изменение составов фаз), укажите температуры начала и окончания фазовых превращений.
- По приведённой в справочнике диаграмме кипения системы C2H5OH –CCl4 (рис. 28.8, стр. 39) опишите фазовые превращения при изобарном (давление 1атм) нагревании от 60оС до 80оС раствора с концентрацией 30 мольн.% CCl4. Изобразите схематически на диаграмме путь соответствующего процесса (изменение составов фаз), укажите температуры начала и окончания фазовых превращений. Какие отклонения от идеальности жидких растворов проявляются в данной системе (дайте обоснованный ответ).
- Диаграмма состояния двухкомпонентной системы А-В характеризуется максимумом на кривых «температура-состав» при постоянном давлении. Компонент А является менее летучим, чем вещество В. Схематически изобразите названную диаграмму. Укажите составы дистиллята и кубового остатка при ректификации жидкой смеси, которая более богата компонентом А по сравнению с азеотропной смесью. Какие отклонения от идеальности растворов проявляются в данной системе? Приведите необходимые пояснения.
- Запишите уравнение, выражающее правило рычага, и назовите входящие в него величины. Проиллюстрируйте его примером T-x(y)-диаграммы кипения (при P=const) двухкомпонентной системы (диаграмму выберите в справочнике). Укажите температуру, до которой необходимо нагреть систему выбранного состава для того, чтобы мольные количества жидкой и паровой фаз были бы одинаковы.
- Запишите уравнение, выражающее правило рычага, и назовите входящие в него величины. Проиллюстрируйте его примером диаграммы взаимной растворимости двух ограниченно растворимых друг в друге жидкостей (диаграмму выберите в справочнике).
- В каких случаях и с какой целью можно применять перегонку веществ с водяным паром? Приведите выражение, определяющее выход вещества в дистилляте на единицу массы пара.
- Используя диаграмму состояния системы «вода-2,6-диметилпиридин» (справочник, рис.28.18, стр. 40) охарактеризуйте изменения фазового состава системы при ее нагревании от 40оС до 170оС. Состав системы выберите самостоятельно в интервале от 40% до 80% воды (проценты массовые).
РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ
- Термодинамическая константа диссоциации и степень диссоциации электролита, зависимость этих характеристик от различных факторов. Изменятся ли (и если да, то как) названные величины для уксусной кислоты в водном растворе, если в раствор добавить ацетат натрия ? Приведите обоснование ответа.
- Константа диссоциации и степень диссоциации слабого электролита. Изменятся ли (и если да, то как) термодинамическая константа диссоциации и степень диссоциации бензойной кислоты C6H5COOH в водном растворе, если в раствор ввести сильную кислоту? Дайте обоснованный ответ.
- Вывод и анализ закона разведения Оствальда для электролита валентного типа 1:1. Влияние концентрации и температуры на константу диссоциации и степень диссоциации слабых электролитов.
- Сформулируйте основные положения теории электролитической диссоциации Аррениуса. Константа диссоциации, степень диссоциации. Назовите основные причины, вызывающие диссоциацию растворенных веществ на ионы в растворе. От каких факторов зависит степень диссоциации?
- Сильные и слабые электролиты. Количественные характеристики диссоциации: степень диссоциации, константа диссоциации. Зависимость этих величин от концентрации, температуры, природы растворителя.
- Проводники электрического тока I и II рода. Удельная, молярная и эквивалентная электрические проводимости, связь между ними. Зависимость удельной и молярной электрических проводимостей от концентрации.
- Вывод закона разведения Оствальда для слабого электролита, молекулы которого диссоциируют в разбавленном водном растворе на два иона. Константа электролитической диссоциации. Запишите полученное уравнение с использованием величины молярной электропроводности.
- Измерение электролитической проводимости как метод исследования термодинамических свойств растворов электролитов и ионных равновесий. Определение степени и константы диссоциации слабых электролитов.
- Измерение электролитической проводимости как метод определения термодинамических свойств растворов слабых электролитов (, и электролитической диссоциации).
- Измерение электролитической проводимости как метод исследования термодинамических свойств растворов электролитов. Определение растворимости малорастворимых соединений.
- Измерение электролитической проводимости как метод исследования термодинамических свойств растворов электролитов и ионных равновесий. Кондуктометрическое титрование.
- Числа переноса ионов в растворе данного электролита, их связь с электрической проводимостью ионов. Сравните числа переноса катиона и аниона в растворе (дан электролит). Эстафетный механизм переноса электрического тока ионами гидроксила.
- Что означает термин «удельная электрическая проводимость»? Какова размерность этой величины? Нарисуйте схематически (с приблизительным соблюдением соотношения величин) график зависимости удельной электрической проводимости от концентрации (в широком диапазоне концентрации) для водных растворов …. (даны конкретные электролиты). Объясните вид представленной зависимости в области малых, средних и высоких концентраций.
- Молярная электрическая проводимость растворов электролитов, понятие, единицы измерения. Зависимость молярной электропроводности от концентрации, температуры и природы растворителя. Объясните характер указанных зависимостей для слабых и сильных электролитов.
- Молярная и эквивалентная электропроводности растворов электролитов. Связь молярной электрической проводимости с абсолютными скоростями движения (подвижностями) ионов. Коэффициент электрической проводимости.
- Как на основании экспериментальных данных об электрической проводимости раствора слабого электролита рассчитать теплоту его диссоциации? Укажите основные этапы этого расчета, приведите соответствующие расчетные формулы.
- Зависимость электропроводности растворов сильных электролитов от концентрации. Электрофоретический и релаксационный эффекты снижения электропроводности. В каких опытах подтверждается наличие или отсутствие этих эффектов торможения?
- Электропроводность растворов сильных электролитов. Зависимость молярной электрической проводимости растворов сильных электролитов от концентрации. Природа сил торможения при движении ионов в растворах сильных электролитов. Электрофоретический и релаксационный эффекты снижения электропроводности в растворах сильных электролитов.
- Имеются данные о зависимости электропроводности раствора от концентрации электролита. Какие графические зависимости необходимо построить, чтобы получить ответ на вопрос –является данный электролит сильным или слабым? Какие характеристики растворов электролитов при этом могут быть определены.
- Приведите аналитические выражения двух законов Кольрауша: уравнения квадратного корня, , и закона независимого движения ионов. Для каких электролитов (слабых или сильных) и при каких условиях справедливы эти выражения?
- Электрическая проводимость растворов электролитов при бесконечном разведении. Расположите перечисленные системы в порядке возрастания молярной электрической проводимости водных растворов при бесконечном разведении и температуре 25оС: (дан ряд водных растворов электролитов). Приведите обоснование ответа.
- Закон независимого движения ионов. Расположите перечисленные ниже системы в порядке возрастания молярной электрической проводимости водных растворов при бесконечном разведении и температуре 25оС: (дан ряд водных растворов электролитов).
- Методы определения молярной электрической проводимости растворов слабых и сильных электролитов при бесконечном разведении.
- Скорость движения, абсолютная скорость движения (подвижность) иона. Влияние природы иона и природы растворителя на подвижность иона. Связь предельной молярной электрической проводимости иона с его абсолютной скоростью движения (подвижностью).
- Зависимость подвижности (абсолютной скорости движения) иона от его заряда и размеров (радиуса). Кристаллографический радиус иона Li+ меньше, чем иона K+. Какой из ионов дает больший вклад в электропроводность водных растворов хлоридов солей этих металлов при бесконечном разведении при одной и той же температуре? Для обоснования ответа приведите уравнения, связывающие между собой названные величины.
- Числа переноса ионов в растворе данного электролита, их связь с электрической проводимостью ионов. Сравните числа переноса катиона и аниона в растворе … (дан конкретный электролит). Эстафетный механизм переноса электрического тока ионами гидроксония и гидроксила.
- Как по данным об электрической проводимости растворов сильных электролитов определить электрическую проводимость при бесконечном разведении для раствора слабого электролита в том же растворителе? Какой закон лежит в основе метода определения? Проиллюстрируйте процедуру расчета каким-либо произвольным примером.
- Растворы сильных электролитов. Основные положения теории Дебая-Хюккеля. Зависимость среднего ионного коэффициента активности от ионной силы раствора в разбавленных и концентрированных растворах сильных электролитов.
- Основные положения теории Дебая-Хюккеля. Зависимость коэффициента активности иона от ионной силы раствора. Предельный закон Дебая-Хюккеля.
- Активность и коэффициент активности. Связь между активностью электролита и средними ионными: моляльностью, активностью и коэффициентом активности для электролита валентного типа «(дан тип)».
- Запишите определительные уравнения для средних ионных величин: коэффициента активности, активности, моляльности. Как связана средняя ионная активность с моляльной концентрацией раствора и активностью электролита. Приведите соответствующие выражения для электролита валентного типа «(дан тип)».
- Правило ионной силы раствора. Предельный закон Дебая-Хюккеля как теоретическое обоснование этого правила. В какой области концентраций им можно пользоваться? Изобразите схематически график зависимости, соответствующей предельному закону.
- Экспериментальная зависимость среднего ионного коэффициента активности электролита от корня (квадратного) из ионной силы раствора в широкой области концентраций. На том же графике представьте зависимость, отвечающую предельному закону Дебая-Хюккеля. В какой области концентраций он выполняется?
- Приведите уравнения, описывающие зависимость среднего ионного коэффициента активности от корня (квадратного) из ионной силы раствора согласно трем приближениям теории Дебая-Хюккеля. Приведите схематически зависимости для каждого из приближений и сопоставьте их с реальной зависимостью (в названных координатах), построенной на основании экспериментальных данных.
- Произведение растворимости малорастворимых соединений. Изменятся ли (и если да, то как) произведение растворимости и растворимость малорастворимой соли, если в водный раствор этого соединения ввести посторонний сильный электролит, не имеющий общих ионов с малорастворимой солью. Приведите обоснование ответа.
- Растворимость малорастворимых электролитов. Изменятся ли (и если да, то как) произведение растворимости и растворимость малорастворимой соли, если в раствор ввести посторонний сильный электролит, не имеющий общих ионов с малорастворимой солью. Приведите обоснование ответа.
- Растворимость малорастворимых электролитов. Приведите выражение для произведения растворимости соединения AB (дан конкретный электролит). Каким образом изменяется растворимость этой малорастворимой соли при добавлении в раствор индифферентного электролита (т.е. электролита не имеющего общих ионов с малорастворимой солью)? Дайте обоснованный ответ.
- Ионная сила раствора. Влияние посторонних электролитов на средний ионный коэффициент активности данного сильного электролита. Правило ионной силы раствора Льюиса-Рендала, область его применимости.
ЭДС ГАЛЬВАНИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
- Возникновение скачка потенциала на границе раздела проводников I и II рода. Обратимые электроды и обратимые гальванические элементы. Условная запись правильно разомкнутого гальванического элемента. Электродвижущая сила (ЭДС) гальванического элемента.
- Приведите пример химического гальванического элемента, составленного из газового электрода и электрода второго рода, электрохимическая цепь без жидкостных соединений - «без переноса». Запишите уравнения электродных полуреакций и уравнение химической реакции, за счет энергии которой вырабатывается электрическая энергия данным элементом.
- Газовые электроды, водородный электрод. Вывод и анализ уравнения, выражающего зависимость потенциала водородного электрода от активности водородных ионов и давления молекулярного водорода. Область применения водородного электрода.
- Водородный электрод. Условная шкала потенциалов. Уравнение Нернста для потенциала водородного электрода. Зависимость потенциала электрода от рН раствора и давления молекулярного водорода. Область применения водородного электрода.
- Стандартный водородный электрод. Условный электродный потенциал (потенциал электрода в водородной шкале). Связь ЭДС гальванического элемента с условными электродными потенциалами. Правило знаков ЭДС и электродных потенциалов.
- Электрохимическая форма уравнения Гиббса-Гельмгольца. Зависимость ЭДС гальванического элемента от температуры. Температурный коэффициент ЭДС.
- Классификация электродов. Окислительно-восстановительные электроды, потенциал которых не зависит от концентрации ионов водорода. Приведите пример, электродную реакцию и уравнение Нернста для расчёта потенциала электрода ох/red –электрода указанного типа.
- Электроды 1-го рода. Примеры. Вывод и анализ уравнения, связывающего потенциал электрода с активностями потенциалопределяющих ионов.
- Электроды первого рода, обратимые по катиону: определение, примеры, уравнение, связывающее потенциал электрода с активностями веществ, участников электродной полуреакции (уравнение Нернста). Амальгамные электроды.
- Приведите пример электрода второго рода. Запишите электродную реакцию и уравнение Нернста для выбранного электрода. Влияние концентрации потенциалопределяющих ионов, рН и ионной силы раствора на потенциал электрода.
- Электроды второго рода, определение. Приведите пример такого электрода, запишите электродную полуреакцию и уравнение Нернста. Как зависит потенциал данного электрода от концентрации (активности) ионов в растворе и ионной силы раствора.
- Хлоридсеребряный электрод. Вывод уравнения Нернста для расчёта его потенциала. Область применения хлоридсеребряного электрода.
- Газовые электроды, примеры. Вывод уравнения Нернста для хлорного электрода. Зависимость потенциала электрода от давления газообразного хлора.
- Окислительно-восстановительные электроды: определение, примеры, электродные полуреакции. Вывод и анализ уравнения Нернста для электродов данного типа.
- Окислительно-восстановительные электроды. Приведите пример электрода, потенциал которого зависит от раствора. Запишите электродную реакцию и уравнение Нернста, назовите все используемые величины.
- Элемент Даниэля-Якоби. Приведите уравнение реакции, протекающей в данном элементе. Уравнение Нернста, связь ЭДС с концентрациями потенциал-определяющих ионов.
- Химические гальванические элементы, понятие и примеры. Зависимость ЭДС от активностей участников электрохимической реакции, протекающей в гальваническом элементе. Вывод и анализ уравнения Нернста.
- Химические гальванические элементы. Приведите пример гальванического элемента, составленного из электродов первого и второго рода, электрохимическая цепь без жидкостных соединений - «без переноса». Запишите уравнения электродных полуреакций и уравнение химической реакции, самопроизвольно протекающей при включении данного гальванического элемента во внешнюю цепь.
- Химические гальванические элементы. Приведите пример элемента, составленного из газового электрода и электрода первого рода, электрохимическая цепь с переносом. Зависимость ЭДС элемента от давления газообразного участника реакции, протекающей в элементе.
- Химические гальванические элементы, основные типы, примеры. Применение измерений ЭДС для определения тепловых эффектов и энтропий химических реакций, самопроизвольно протекающих в элементах.
- Приведите пример химического гальванического элемента, составленного из электрода первого рода и газового электрода, электрохимическая цепь с жидкостным соединением - «с переносом». Запишите уравнения электродных полуреакций, уравнение химической реакции, самопроизвольно протекающей в элементе, и уравнение Нернста для расчета ЭДС элемента.
- Химические цепи с переносом. Уравнение Нернста для расчёта ЭДС гальванического элемента составленного из газового и окислительно-восстановительного электродов. Влияние рН на ЭДС элемента.
- Химические цепи без переноса (приведите пример). Зависимость ЭДС химических цепей без переноса от активности потенциалопределяющих ионов в растворе. Вывод и анализ уравнения Нернста.
- Концентрационные цепи без переноса, приведите примеры. Для произвольно выбранного концентрационного элемента названного типа запишите химический процесс, протекающий в элементе. Вывод уравнения Нернста для расчёта ЭДС этого элемента.
- Классификация гальванических элементов. Примеры концентрационных цепей. Уравнение Нернста для концентрационного элемента, составленного из двух амальгамных электродов. Определение полярности электродов.
- Концентрационные гальванические элементы, составленные из двух электродов первого рода, электрохимическая цепь с переносом. Уравнение Нернста для расчета ЭДС элемента. Дайте обоснование приведенного уравнения.
- Концентрационные гальванические элементы. Приведите пример концентрационного гальванического элемента, составленного из двух электродов второго рода. Как определить полярность электродов данного элемента? Запишите уравнение Нернста для представленного элемента и дайте необходимые пояснения.
- Зависимость ЭДС гальванического элемента от температуры. Определение изменения термодинамических функций окислительно-восстановительных реакций потенциометрическим методом. Проиллюстрируйте процедуру расчета на произвольном примере.
- Зависимость ЭДС гальванического элемента от температуры. Электрохимическая форма уравнения Гиббса-Гельмгольца, вывод и анализ уравнения. Температурный коэффициент ЭДС.
- Предложите гальванический элемент, с помощью которого возможно определить средний ионный коэффициент активности соли AB (дан конкретный сильный электролит) в водном растворе. Получите выражение для расчета коэффициента активности.
- Предложите гальванический элемент, с помощью которого можно определить рН исследуемого раствора. Запишите уравнение Нернста для каждого из электродов электрохической цепи. Получите уравнение для расчета рН раствора.
- Составьте гальванический элемент, с помощью которого возможно определить парциальное давление азота в азот-водородной газовой смеси, находящейся под давлением Р. Запишите уравнение Нернста для используемого гальванического элемента, назовите все входящие в него величины.
- Применение измерений ЭДС для определения констант равновесия окислительно-восстановительных химических реакций. Поясните на конкретном примере.
- Индикаторные электроды. Применение измерений ЭДС для определения раствора. Рассмотрите на конкретном примере.
- Нормальный элемент Вестона. Устройство элемента. Электродные полуреакции, уравнение самопроизвольной реакции, уравнение Нернста. Области его применения.
- Предложите гальванический элемент, с помощью которого можно определить и для реакции (дано уравнение). Какие данные необходимо получить для расчета указанных термодинамических функций.
- Предложите гальванический элемент, с помощью которого можно экспериментально определить термодинамическую константу равновесия реакции: (дано уравнение). Запишите выражение для расчета константы равновесия и назовите все входящие в него величины.
- Определение рН растворов сильных и слабых электролитов.
ФОРМАЛЬНАЯ КИНЕТИКА
- Дайте определение скорости гомогенной химической реакции. От каких факторов зависит эта величина. Константа скорости реакции, зависит ли ее размерность от порядка реакции? Каким образом скорость реакции …. (дано уравнение реакции), выраженная по …. (дан реагент), связана со скоростями этой реакции, определенными по другим реагентам?
- Скорость химической реакции, основной постулат химической кинетики. Константа скорости гомогенной реакции, размерность константы скорости. Зависит ли константа скорости от концентрации реагентов и температуры и если да, то каким образом? Приведите соответствующие математические выражения.
- Основные постулаты и принципы химической кинетики. Их использование при составлении кинетических уравнений.
- Кинетика односторонней гомогенной реакции второго порядка (концентрации и в момент начала реакции одинаковы). Изобразите кинетическую кривую для исходного вещества. Чему равен тангенс угла наклона касательной к кривой по отношению к оси абсцисс? Укажите координаты, в которых зависимость, соответствующая кинетической кривой, линеаризуется.
- Дайте определение терминов «частный порядок», «полный порядок», «молекулярность» химической реакции. Связаны ли между собой молекулярность и порядок реакции, если да, то каким образом и в каком случае?
- Приведите на одном графике кинетические кривые односторонних гомогенных реакций 0-го, 1-го и 2-го порядков при численно совпадающих константах скоростей и одинаковых начальных концентрациях реагентов (). Для какой из этих реакций снижение концентрации до величины вдвое меньшей первоначальной произойдет быстрее (за меньший промежуток времени)?
- Дайте определение термина "время полупревращения". Выведите уравнение для расчёта времени половинного превращения для односторонних гомогенных реакций 1-го и 2-го порядков, считая, что концентрации исходных веществ одинаковы. Для какой из этих реакций степень превращения будет выше по прошествии одного и того же времени от начала реакции?
- Приведите дифференциальную и интегральную формы кинетического уравнения односторонней гомогенной реакции первого порядка, протекающей при постоянных температуре и объеме. Назовите величины, входящие в эти уравнения. Выведите выражение для времени полупревращения исходного вещества в данной реакции.
- Вывод и анализ интегральной формы кинетического уравнения необратимой гомогенной реакции 1-го порядка. Изобразите схематически кинетические кривые для исходного вещества и продукта реакции, а также приведите математические выражения, описывающие ход этих кривых.
- Вывод кинетического уравнения необратимой гомогенной реакции 1-го порядка, протекающей при постоянных температуре и объёме. Изобразите схематически кинетические кривые для исходных веществ и продукта реакции, а также приведите математические выражения, описывающие ход этих кривых.
- Дифференциальная и интегральная формы кинетического уравнения необратимой гомогенной реакции 1-го порядка. Изобразите схематически кинетические кривые для исходного вещества и продукта реакции. Период полупревращения реакции 1-го порядка.
- Приведите дифференциальную и интегральную формы кинетического уравнения односторонней гомогенной реакции второго порядка «A + B → продукты», протекающей при постоянных температуре и объеме. Концентрации реагирующих веществ A и B в момент начала реакции одинаковы. Назовите величины, входящие в эти уравнения. Как зависит времени полупревращения этой реакции от начальной концентрации исходного реагента?
- Необратимые гомогенные реакции 2-го порядка с равными начальными концентрациями реагентов. Вывод интегральной формы кинетического уравнения. Кинетическая кривая, уравнение кинетической кривой.
- Вывод кинетического уравнения для необратимой реакции второго порядка с равными начальными концентрациями реагентов. Приведите графические зависимости скорости реакции и концентрации исходного реагента от времени.
- Односторонние реакции второго порядка. Кинетическое уравнение в дифференциальной и интегральной формах при условии равенства начальной концентрации реагентов. Определение константы скорости реакции из экспериментальных данных (аналитический и графический методы).
- Графическая и аналитическая формы кинетической кривой для реакции второго порядка. Каков смысл тангенса угла наклона касательной, проведенной к кинетической кривой в какой-то момент времени. Как должны быть изменены координаты графика, чтобы зависимость, отвечающая кинетической кривой, приняла линейный характер?
- Вывод и анализ кинетического уравнения для необратимой гомогенной реакции 3-го порядка, протекающей при постоянных температуре и объёме, для случая, когда концентрации исходных веществ одинаковы. Изобразите схематически кинетические кривые для исходного вещества и продукта реакции.
- Реакции 3-го порядка с равными начальными концентрациями. Кинетическое уравнение в дифференциальной и интегральной формах. Линейная интерпретация кинетической кривой, определение величины константы скорости реакции.
- Односторонние реакции нулевого порядка. Вывод уравнения для расчета константы скорости реакции. Определение константы скорости из экспериментальных данных (графический метод).
- Необратимые реакции нулевого порядка. Зависимость скорости и концентрации исходного реагента от продолжительности реакции. Период полупревращения.
- Графическая и аналитическая формы кинетической кривой для реакции нулевого порядка. Каков смысл тангенса угла наклона касательной, проведенной к кинетической кривой в какой-то момент времени реакции?
- Интегральные методы нахождения порядка реакции. Для одного из методов укажите необходимые исходные данные и основные этапы определения порядка реакции. Какой порядок определяется этим методом –«концентрационный» или «временной»?
- Для определения частного порядка кинетическое уравнение реакции должно быть предварительно формально приведено к виду . Какие практические приемы (условия проведения опыта) позволяют сделать это применительно к односторонней гомогенной реакции? Дифференциальные методы определения порядка химической реакции.
- Метод избытка (изоляции) Оствальда и его применение для определения частных порядков реакции. Дифференциальные методы определения порядка реакции.
- Дифференциальные методы определения порядка реакции. Для одного из методов укажите необходимые исходные данные и основные этапы нахождения порядка реакции. Какой порядок определяется этим методом –«концентрационный» или «временной»?
- Методы определения порядка химической реакции. Рассмотрите дифференциальные методы определения порядка реакции. Временной и концентрационный порядки реакции, методы их определения. На какие процессы, протекающие в реакционной системе, указывает несовпадение временного и концентрационного порядков.
- Влияние температуры на скорость химической реакции. Правило Вант-Гоффа. Температурный коэффициент константы скорости реакции (коэффициент Вант-Гоффа), характер его изменения с повышением температуры.
- Влияние температуры на скорость химической реакции. Уравнение Аррениуса. Методы определения энергии активации и предэкспоненциального множителя.
- Влияние температуры на скорость химических реакций. Уравнение Аррениуса, его обоснование. Энергетическая диаграмма акта химического взаимодействия. Физический смысл энергии активации реакции.
- Влияние температуры на скорость химической реакции. Уравнение Аррениуса. Какой минимум экспериментальных данных необходим для оценки величины энергии активации реакции? Как можно получить эти данные? Назовите основные этапы расчета энергии активации из этих данных.
- Влияние температуры на скорость химической реакции. Интегральные формы уравнения Аррениуса. Какой минимум экспериментальных данных необходим для расчета энергии активации реакции. Как получить эти данные?
- Зависимость константы скорости реакции от температуры? Приведите дифференциальную и интегральные формы соответствующего уравнения. Расчет энергии активации на основе экспериментальных данных.
- Влияние температуры на скорость химической реакции. Эмпирическое правило Вант-Гоффа, температурный коэффициент константы скорости реакции. Укажите ограничения в применимости этого уравнения. Получите выражение, устанавливающее связь коэффициента Вант-Гоффа с эффективной энергией активации химической реакции.
- Дайте определение понятия «энергия активации». Энергетическая диаграмма химической реакции. Представьте схематически в Аррениусовых координатах температурные зависимости констант скорости для двух реакций, если энергия активации первой реакции меньше, чем энергия активации второй реакции, а при некоторой температуре Т1 константы скоростей обеих реакций совпадают.
- Энергия активации химической реакции. Графические и аналитические методы расчета энергии активации на основании данных о зависимости константы скорости реакции от температуры.
- При некоторой температуре T1 константы скорости двух необратимых реакций практически одинаковы. Будут ли различаться (и если да, то как?) константы скорости этих реакций при температуре T2 > T1, если энергия активации первой реакции больше, чем энергия активации второй реакции. Приведите обоснованный ответ.
- Зависимость скорости реакции от температуры. Экспоненциальная форма уравнения Аррениуса. Представьте схематически в Аррениусовых координатах () температурные зависимости констант скорости для двух реакций, энергии активации которых одинаковы, а предэкспоненциальный множитель первой реакции больше чем второй. Приведите обоснование построения.
- Что называется экспериментальной (эффективной) энергией активации сложной реакции? Как её можно определить? Приведите соответствующие математические выражения и используемые графические зависимости.
- Влияние температуры на скорость химической реакции. Энергетическая диаграмма хода реакции, энергия активации реакции. Уравнение Аррениуса в дифференциальной и интегральной формах.
- Принцип независимости протекания элементарных реакций. Обратимые реакции первого порядка, система дифференциальных уравнений, описывающих скорости элементарных стадий и процесса в целом. Кинетические кривые для исходного вещества и продукта реакции для случая, когда константа равновесия обратимой реакции .
- Приведите систему дифференциальных кинетических уравнений, описывающую обратимую гомогенную реакцию первого порядка с константами скоростей прямой и обратной реакций k1 и k2 соответственно. Изобразите соответствующие кинетические кривые для случая k1 < k2 и запишите выражение для расчета константы равновесия реакции через равновесные концентрации. Дайте необходимые пояснения.
- Запишите систему дифференциальных кинетических уравнений, описывающих обратимую гомогенную реакцию первого порядка с константами скорости прямой и обратной реакций k1 и k2 соответственно. Приведите схематическое изображение соответствующих кинетических кривых для случая k1 = k2. Какие экспериментальные данные необходимы для определения каждой из констант скорости реакции?
- Вывод и анализ кинетического уравнения обратимой двухсторонней реакции первого порядка . Вычисление констант скорости прямой и обратной реакции. Кинетические кривые для исходного вещества и продукта рнеакции.
- Параллельные химические реакции. Запишите систему дифференциальных кинетических уравнений, описывающую параллельные гомогенные реакции первого порядка , . Вывод и анализ кинетических уравнений. Определение констант скоростей k1 и k2.
- Параллельные реакции первого порядка. Запишите систему дифференциальных кинетических уравнений, описывающую параллельные гомогенные реакции первого порядка A → B, А → D с константами скорости k1 и k2 соответственно. Вывод уравнений, позволяющих провести расчет констант скорости обеих параллельных реакций. Как меняется соотношение между концентрациями продуктов реакции по мере ее протекания?
- Необратимая реакция первого порядка, протекает одновременно по двум направлениям: и . Изобразите схематически на одном графике кинетические кривые для всех участников процесса для случая, когда . Поясните, в каком соотношении будут находится количества продуктов реакции по ее завершении?
- Последовательные реакции 1-го порядка . Кинетические уравнения и кинетические кривые для исходного реагента, промежуточного вещества и продукта реакции. Как связаны между собой время достижения максимальной концентрации промежуточного вещества, и время, соответствующее точке перегиба на кривой изменения концентрации продукта реакции со временем?
- Запишите систему дифференциальных кинетических уравнений, описывающую последовательную гомогенную реакцию первого порядка с константами скорости k1 и k2 соответственно. Приведите схематическое изображение соответствующих кинетических кривых для случая k1>>k2. Зависимость максимальной концентрации промежуточного вещества от соотношения констант скоростей и .
- Последовательные реакции первого порядка . Графический анализ зависимости концентраций всех реагентов от времени. Период индукции.
- Последовательные реакции 1-го порядка. Кинетические уравнения и кинетические кривые для исходного вещества, промежуточного реагента и продукта реакции.
- Изложите суть метода (квази)стационарных состояний (имеется в виду метод квазистационарных концентраций). Для каких химических реакций он применяется и с какой целью. Какой режим протекания реакции называется стационарным?
ФОТОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ
- Фотохимические реакции. Законы фотохимии. В соответствии с законом Эйнштейна квантовый выход фотохимической реакции должен равняться единице. Почему для некоторых фотореакций он оказывается <1?
- Фотохимические реакции. Механизм активации. Стадии фотохимической реакции. Первичные фотохимические реакции. Фотофизические (дезактивации-онные) процессы. Вторичные (темновые) химические реакции. Квантовый выход фотохимической реакции.
- Сенсибилизированные фотохимические реакции. Сенсибилизаторы. Приведите пример фотосенсибилизированной реакции.