ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

1. Агрегатное состояние вещества

1–10. Кратко укажите, в чем различие и сходство между газообразным, жидким и твердым состоянием? Какие из собственных характеристик вещества определяют его агрегатное состояние при обычных условиях? Почему некоторые вещества не имеют всех трех агрегатных состояний? Приведите примеры. Используя для расчетов уравнение Менделеева-Клапейрона и закон Авогадро, проставьте в таблице недостающие данные в соответствии со своим вариантом (в двух рядах таблицы).

11–20. Как связано произведение PV(RT) с суммарной кинетической энергией молекул 1 моля газа? Какой физический смысл вкладывает молекулярно-кинетическая теория в понятие «температура» и «абсолютный нуль» (-273⁰С)? Используя выводы молекулярно-кинетической теории, рассчитайте недостающие в таблице данные (в соответствии со своим вариантом).

2. Химическая термодинамика и термохимия

21–30. Сформулируйте закон Гесса. В каких условиях теплота реакции может быть заменена изменением энтальпии процесса? Найдите энтальпию реакции по величинам энтальпий образования исходных веществ и конечных продуктов (в соответствии со своим вариантом).

31–40. Какая термодинамическая функция называется энтропией? Каково ее статистическое толкование? Как вычисляется изменение энтропии в равновесном изотермическом процессе? Найдите изменение энтропии в указанных ниже процессах при стандартных условиях.

3. Химическая кинетика и катализ

41–50. Что понимается под скоростью реакции? Какие факторы влияют на скорость реакции? Какая реакция называется реакцией первого порядка? Каким кинетическим уравнением она описывается? Найти количество вещества, оставшееся после протекания реакции, или время реакции по данным таблицы:

51–54. Как зависит скорость реакции от температуры? В чем сущность теории Аррениуса, описывающей влияние температуры на скорость реакции? Что такое энергия активации? Вычислите энергию активации процесса по данным таблицы.

4. Фотохимические реакции

55–60. Рассчитайте объем кислорода, выделяющегося при фотосинтезе, и объем поглощенного углекислого газа, если дан привес биомассы при фотосинтезе и предполагается (упрощенно), что привес биомассы обусловлен образованием глюкозы.

5. Химическое равновесие

61–65. Какова связь между константой равновесия и изобарным потенциалом реакции? Найдите константу равновесия реакций при стандартной температуре (298 ⁰К) по данным таблиц

66–70. Для реакции, соответствующей номеру вашего шифра, выполните следующее задание:

1) Сформулируйте принцип Ле-Шателье.

2) Определите, как влияют изменения давления на положение равновесия реакции.

3) Составьте выражение для константы равновесия и вычислите ее значение. Равновесные концентрации реагирующих веществ (с, моль/л) приведены под соответствующими химическими формулами в уравнении реакции.

6. Растворы неэлектролитов

71. При 27 ⁰С осмотическое давление раствора сахара в воде 1,05 атм. Определите осмотическое давление этого раствора при 0 ⁰С (задачу решите в системе СИ).

72. При 25 ⁰С давление паров воды равно 0,0316∙10⁵ Па. Чему равно давление паров воды над раствором, содержащим 10 г мочевины в 200 г воды?

73. Сколько граммов глицерина необходимо добавить в 0,5 кг воды, чтобы раствор замерзал до - 0,5 ⁰С. Криоскопическая постоянная воды равна 1,86.

74. Водный раствор этилового спирта, содержащий 8,74 г спирта на 1000 г воды, замерзает при -0,354 ⁰С. Определите молекулярную массу спирта в этом растворе. Криоскопичекая постоянная воды равна 1,86.

75. Раствор, содержащий 1,632 г трихлоруксусной кислоты в 100 г бензола, замерзает на 0,350⁰ ниже, чем бензол. Определите, имеет ли место диссоциация или ассоциация трихлоруксусной кислоты в бензольном растворе, и в какой степени. Молекулярное понижение температуры замерзания бензола (криоскопическая постоянная бензола) равно 5,12.

76–80. Для приведенных ниже растворов рассчитайте осмотическое давление при 20 °С и молекулярную массу растворенного вещества (среднюю для биологических объектов), руководствуясь данными таблицы:

7. Растворы электролитов

81–90. Сделайте расчеты величин рН по данным в таблице концентрациям или величин концентраций вещества по данным в таблице величинам рН. Расчеты сделайте для всех столбцов таблицы, относящихся к вашему варианту. Коэффициент активности в растворах сильных электролитов = 1.

91–92. Почему буферные растворы препятствуют изменению рН раствора? Рассчитайте рН по данным таблицы (концентрации кислоты и соли одинаковы).

93–95. Каково биологическое значение буферных смесей? Приведите примеры буферных растворов, встречающихся в живых организмах. Рассчитайте соотношение кислоты и соли (концентрации равные) в буферной смеси с величинами рН, представленными в таблице.*

Примечание*константы диссоциации даны в приложении

8. Электропроводность растворов электролитов

96. Эквивалентная электропроводность 0,00102 н. СН₃СООН равна при 25 ⁰С 4,815 См∙м²∙кг-экв^-1. Рассчитайте степень диссоциации уксусной кислоты при этой концентрации и константу диссоциации.

97. Вычислите эквивалентную электропроводность 0,05 н. СН₃СООН при 25 ⁰С, если известно, что при бесконечном разведении λ_∞ = 39,10 См∙м²∙кг-экв^-1 и К_дис = 1,8∙10^-5.

98. Определите λ_∞ для NH₄OH на основании следующих данных: λ_∞ Ва(ОН)₂ = 22,88;  λ_∞ ВаCl₂ = 12,03;  λ_∞ NH₄Cl = 12,98 См∙м²∙ кг-экв^-1.

99 – 101. Как методом электропроводности определяют константу и степень диссоциации слабых электролитов? Вычислите степень и константу диссоциации слабого электролита по данным таблицы.

9. Электрохимия

102–105. Приведите вывод связи величины рН раствора водородного электрода с ЭДС гальванического элемента каломельно-водородной цепи. Рассчитайте рН по данным таблицы.

10. Поверхностные явления

106 – 114. Что такое адсорбция? Какие виды адсорбции наблюдаются в почвах? Рассчитайте количество уксусной кислоты, адсорбированное 100 г почвы из раствора концентрации «С» (см. таблицу), если в уравнении Фрейндлиха К=9,5; 1/п = 0,22.

КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

1. Коллоидные системы и их получение.

2. Молекулярно-кинетические свойства коллоидных систем. Очистка коллоидов.

3. Оптические свойства коллоидных систем

115. Приведите определение коллоидной химии. Какие науки и где в практике используют ее достижения? Дайте определения понятиям дисперсная система, дисперсная фаза, дисперсионная среда, степень дисперсности.

116. Как классифицируют дисперсные системы (приведите все способы)?

117. Дайте классификацию дисперсных систем по степени дисперсности, указав гомо- или гетерогенные системы.

118. Что такое дисперсная система? Приведите классификацию дисперсных систем по агрегатному состоянию дисперсной фазы и дисперсионной среды.

119. В чем сходство и в чем различие растворов высокомолекулярных соединений и лиофобных коллоидов?

120. Дайте определение понятию коллоидный раствор. Сравните свойства истинных и коллоидных растворов.

121. Кратко опишите основные методы получения коллоидных растворов.

122 – 125. Каковы условия получения коллоидных растворов? Укажите вещества, которые могут служить стабилизаторами для указанных в таблице коллоидных систем, полученных в результате обменных реакций.

126. Что такое диализ, ультрафильтрация? Опишите методы очистки коллоидных систем. Подчеркните свойства коллоидных систем, на которых основаны эти методы.

127.  Опишите, как образуются коллоидные растворы при дроблении горных пород. Как связаны эти процессы с почвообразованием?

128.  Почему осмотическое давление коллоидных растворов значительно меньше, чем истинных?

129.  Как формулируется закон Фика?

130.  В чем сущность мембранного равновесия?

4. Электрические свойства коллоидных систем

131 – 140. Напишите формулы мицелл, полученных сливанием равных объемов электролитов указанной ниже концентрации. Приведите названия всех слоев мицеллы.

Укажите место возникновения потенциала.

141–150. Что такое электрофорез? Как величина скорости электрофореза зависит от величины - потенциала? Вычислить величину -потенциала указанного ниже золя.

5. Устойчивость и коагуляция коллоидных систем

151–160. В чем сущность правила Шульце-Гарди?

1. Представьте строение мицеллы для коллоидов, полученных по реакциям в таблице.

2. Расположите нижеперечисленные электролиты в порядке увеличения их коагулирующей силы для этих коллоидов:

NaCl, Na₂SO₄, CuCl₂, A1₂(SO₄)₃, A1C1₃, K₃[Fe(CN)₆].

6. Микрогетерогенные системы. Полуколлоиды.

7. Растворы ВМС.

8. Гели и студни

161–170. Что такое изоэлектрическое состояние полиэлектролита в растворе? Что такое изоэлектрическая точка белка? Определите знак заряда частицы белка в растворах с указанными в таблице значениями рН и укажете, к кому электроду будут двигаться молекула аминокислоты.

171–180. В чем сущность мембранного равновесия Доннана? Вычислите распределение электролита при мембранном равновесии по указанным ниже данным.

181. Что такое студень и гель? Приведите классификацию гелей.

182. Опишите особенности физико-химических свойств студней и гелей. Как протекают химические реакции в гелях?

183. Опишите явления синерезиса с точки зрения изменений в гелях. Каково его биологическое значение?

184. От каких факторов зависит высаливающее действие ионов? Что такое лиотропный ряд? Как производится разделение смеси белков в растворе на основе высаливания?

185. Опишите явления тиксотропии. Какие факторы влияют на тиксотропию?