Стехиометрия-раздел химии который изучает количественный состав химических соединений, а так же количественные изменения происходящие с веществами в химических реакциях.

Стехиометрия-раздел химии который изучает количественный состав химических соединений, а так же количественные изменения происходящие с веществами в химических реакциях.

Моль-количество вещества в системе которая содержит столько же элементарных химических частиц сколько атомов углерода содержится в 12г. Изотопа ^^С.

Эквивалент вещества - такое его количество которое приходится на 1 валентности.

Эквивалентная масса-масса одного эквивалента вещества.

Закон эквивалента: Массы реагирующих друг с другом веществ прямо пропорционально отношению эквивалентных масс этих веществ.

Количество вещества – число структурных элементов в системе.

Расчет эквивалентных масс кислот и оснований: Для кислот Э=1/n(H) Mэ=M/n(H) Для оснований Э=1/n(OH) Mэ=M/n(OH)

Химическая термодинамика-раздел химии изучающий превращения энергии в химических процессах.

Термодинамическая система-любой материальный макроскопический объект отделенный от окружающей среды с помощью реально существующих или воображаемых границ разделов внутри которых возможен массо и теплообмен.

Существует 3 типа термодинамических систем по их характеру и взаимодействии с окружающей средой: Изолированные, закрытые, открытые. Параметры состояния системы: Изобарный, Изохорный, Изотермический.

1) Для изохорного процесса V=const 2) Для изобарного процесса P=const

Q= &U+A=&U Q=&U+A=&U+P&U=(U2-U1)+P(V2-V1)=H2-H1=&H

A=P&U=0 U+PV=H

&V=0 Q=&H

Q=&U

Внутренняя энергия системы – она представляет собой способность системы совершения работы или передачи теплоты.

Работа – является кол-ой мерой направленного движения частиц, мерой энергии, передаваемой от одной системы к другой за счёт перемещения вещества от одной системы к другой под действием всех или иных сил(например гравитационных).

1 закон термодинамики – энергия не может не создаваться, не исчезать, но может превращаться из одной формы в другую.

Энтальпия – тепловой эффект образования 1 моль сложного вещества из простых веществ, устойчивых при 298К и давлении 100кПа.

Тепловые эффекты реакций образования веществ в стандартном состоянии называют стандартными энтальпиями образования. Эти величины определены стой или иной степенью точности для нескольких тысяч веществ и сведены в справочники.

Энергия Гиббса – для протекания любой х.р. необходимо благоприятное состояние 2 факторов: 1 Энтольпийного – учитывает стремление системы к мин. Энергии. 2 Энтрапийного факта – учитывает стремление системы к макс. Беспорядку.

Стандартная энтропия вещества - энтропия 1 моль вещества измеренная в стандартных условиях. S298=Дж/моль*К

Термохимия – раздел термодинамики химии, изучает тепловые эффекты, реакции.

Термохимические уравнения – раздел химии изучающий тепловые эффекты х.р. и фазовых превращений.

Закон Лавуазье-Лапласа – тепловые эффекты х.р., протекающих в прямом и обратном направлениях, равны по величине и противоположны по знаку.

Закон Гесса – тепловой эффект химической реакции зависит от природы и состояния исх. Веществ и кон. продуктов, но не зависит от пути реакций т.е. от числа и характера промежуточных стадий.

Теплота сгорания топлива – тепловой коофициент реакции окисления кислородом элементов, входящих в состав топлива, до образования высших оксидов.

(Следствие из закона Гесса) Тепловой эффект химической реакции - представляет собой сумму стандартных энтальпий образований продуктов реакции, за вычетом суммы стандартных энтальпий образований исходящих веществ с учетом стехиометрических коофициентов.

Энтропия – фазовые превращения сопровождающиеся энергетическими эффектами.

2 закон термодинамики. Для систем которые не обмениваются с окружающей ни энергией ни веществом(изолированные системы),2 закон термодинамики имеет следующую формулировку: В изолированных системах самопроизвольно идут только такие процессы, которые сопровождаются возрастанием энтропии &S>0.

3 закон термодинамики – при абсолютном нуле энтропия идеального кристалла равна 0.

По мере повышения температуры растет скорость различных видов движений частиц т.е. число и, микро состояний и соответственно термодинамическая вероятность и энтропия вещества.

Т.к. энтропия вещества в газообразном состоянии существенно выше, чем в жидком и твердом состояниях, то изменение энтропии положительно, если в результате процесса возрастает число молей газообразных веществ.

Энтальпийный и энтропийный факторы, характеризующие две противоположные тенденции процессов – стремление к объединению, порядка их стремления к разъединению, беспорядку, взятые по отдельности, не могут быть критериями самопроизвольного течения химических реакций.

Изменение энергии Гиббса служит критерием самопроизвольного протекания химической реакции при изобарно-изотермических процессах. &G<0 – самопроизвольно &G>0 самопроизвольно не идет

&G=0 условие равновесия.

Возможности протекания многих реакций зависит от Т, т.к. температура влияет на знак изменения энергии Гиббса этих реакций.

9.Химическая кинетика – область химии, которые изучают х.р. как процесс протекающий во времени и механизм этого процесса.

Скорость х.р. – изменение концентрации реагирующих веществ или продуктов реакции в 1 реакционного пространства.

Средняя скорость – скорость реакции за большой промежуток времени.

Истинная скорость – скорость реакции за бесконечно малый промежуток времени.

Скорость реакции зависит от природы реагирующих веществ. Некоторые реакции например взрывы протекают мгновенно, другие могут идти годами. На скорость реакции влияют многие факторы: концентрация реагентов, температура, катализаторы, внешние воздействие.

Простые реакции делятся на мономолекулярные (только одна молекулу) и молекулярные (две молекулы одного или разных видов) тримолекулярные (три молекулы одинаковые или разные)

В простых реакциях продукты получаются непосредственно из исходных веществ, а в сложных через промежуточные вещества. Сложные- совокупность простых реакций. Число молекул реагента, принимающих участие в простейшей электронной стадии, называется молекулярностью.

10 Что бы произошла реакция, необходимо столкновение реагирующих частиц. При одной и той же температуре число столкновений растет с увеличением числа реагирующих частиц в единице объема т.е. с возрастанием концентрации реагентов. Соответственно скорость реакции повышается с увеличением концентраций реагирующих веществ.

Парциальное давление - давление которое принадлежит одному компаненту.

Закон действующих масс – для простых – скорость х.р. прямо пропорциональна произведению реагирующих веществ в степенях равных стехиометрическим коэффициентам.

Для сложных -//-//-//-//-//-в степенях равных некоторым коэффициентам.

11 Скорость большинства химических реакций увеличивается с ростом температуры.

Правило Вант-Гоффа: При повышении Т на 10 градусов скорость большинства химических реакций увеличивается от 2 до 5 раз.

12 Более точно зависимость скорость от температуры определяется с помощью теории активных соударений: 1)химическая реакция протекает только в результате соударения частиц. 2) соударения приводят к химической реакции только тогда когда его энергия превышает некоторую химическую энергию, называемую энергией активации (Еа) 3) соударения приводят к реакции только тогда, когда частицы благоприятным образом ориентированы в пространстве друг по отношению к другому.

Энергия, необходимая для перехода вещества в состояние активированного комплекса, называется энергией активации.

Уравнение Аррениуса:

k=PZе^(-Eа/RT)

k=const скорости химической реакции

p-стехиометрический множитель (увеличивает ориентацию частиц при соударении и принимает значения от 0 до 1)

Z-количество соударений за единицу времени в единице объема.

е-экспонента, основание натурального логарифма.

R=8,31 Дж/моль*К

13 Теорема переходного состояния – данная теория образуется на таких принципах, что и теория активных соударений за исключением того, что считается, что химическая реакция протекает не мгновенно, а в течении некоторого промежутка времени, за который проходит перестановка химических связей.

График зависимости изменения потенциальной энергии системы вдоль координаты реакции называется энергетической диограмой

14 Катализ – явление увеличения скорости реакции над действием катализатора.

Гомогенный катализ – катализаторы которые находятся в системе в том же фазовом состоянии, что и реагенты

Гетерогенный катализ – если катализаторы и реагенты находятся в разных фазах и имеют границу раздела, то катализ называется гетерогенным.

Ферменты являются полимерами или комплексами полимеров с нискомалекулярными соединениями.

Ингибитором называется вещество, при добавлении которого в небольших количествах в среду, где находится метал, значительно уменьшается скорость коррозии метала.

15 Химическое равновесие имеет динамический характер. Скорость реакции (число частиц, образующийся в 1 времени в 1 объема) в прямом направлении равна скорости реакциив обратном направлении. В условиях химического равновесия концентрация (или парциональное давление в случае газов) исходных веществ и продуктов реакции не изменяются во времени и называются равновесными концентрациями (или парциональными давлениями) веществ.

k-константа скорости реакции.

16 Отношение произведения относительно равновесных концентраций продуктов реакции в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, произведению отношения равновесных концентраций исходных веществ в степенях, равных стехиометрическим коэффициентам, при T=const, является величиной постоянной.

Для пароводяной конверсии углерода

Для восстановления метала

Для термического разложения карбоната кальция

17) Sтв < Sж < Sг

H2Oтв < H2Oж < H2Oг

44 70 189

Правило Ле Шателье—твёрдые исходные вещества и продукты реакции не влияют на смещение гетерогенного химического равновесия. (Принцип)

Принцип Ле Шателье-- если на систему, находящуюся в равновесии, оказывается внешнее воздействие, то равновесие смещается в таком направлении, которое ослабляет внешнее воздействие.

Влияние концентраций (парциальных давлений) компонентов системы. Если, например, в системе добавить метан, т.е. увеличить его концентрацию, то равновесие системы нарушается. При этом ускорится прямая реакция, что приведёт к увеличению концентрации продуктов реакции CO2 и H2 и уменьшению концентрации водяного пара т.е. равновесие смещается вправо.

Влияние общего давления в системе. Если в результате реакции изьеняется число молей газообразных веществ, то изменение общего давления в системе вызывает смещение равновесия.

Влияние температуры. С увеличением температуры равновесие смещается в сторону эндотермических реакций, т. е. реакций, протекание которых обеспечивает поглощение теплоты.

18) Растворами называются гамогенные смеси переменного состава. Растворителем называют компонент, концентрация которого выше концентрации других компонентов. Молярная концентрация вещества—отношение количества вещества, содержащегося в системе, к объёму этой системы. Молярная доля вещества—отношение количества вещества данного компанента (в молях), содержащегося в системе, к объёму количеству вещества (в молях).

19) Раствором в котором устанавливается равновесие между растворением и образованием (осаждением, кристализацией, выделением) вещества, называется насыщеным, а концентрация такого раствора—растворимостью.

Произведение относительных активностей ионов электролита в степенях, равных стеннометрическим коофициентам, содержащихся в его насыщеном растворе при данной температуре, есть величина постоянная. Эту величину называют произведением растворимости электролита и обозначают ПР.

Зная активность ионов малорастворимого электролита в растворе, можно оценить, выпадает ли в данных условиях осадок. Для этого необходимо подставить активности ионов в выражение и полученное значение сравнить со справочным. Осадок выпадает если полученое значение произведения активностей ионов привышает табличное.

20) Общими являются свойства растворов, которые зависят от концентрации и практически не зависит от природы растворенных веществ. Они также называются коллигативными.

Самопроизвольный переход растворителя через полупроницаемую мембрану, разделяющую раствор и растворитель или два раствора с различной концентрацией растворенного вещества, называется осмосом.

Уравнение Вант-Гоффа:

-относительные концентрации соответствующих растворенным веществ.

- относительные порциальные давления соответствующих веществ.

При некотором порциальном давлении скорости испарения и конденсации пара становятся равными. Такое давление получило название давления насыщеных паров жидкости. С увеличением энергии взаимодействия между малекулами при одной и той же температуре давление насыщеных паров уменьшается.

Закон Рауля—понижение давления насыщеного пара растворителя А над раствором ∆рА пропарционально молярной доле растворённого нелетучеговещества хВ:

где - давление насыщеного пара растворителя соответственно над чистым растворителем и над раствором; ∆рА – разность между давлениями насыщеного пара растворителя над раствором рА и растворителем р°А.

31. Хим. Ист. Тока- устройства, которые применяют для непосредственного преобразования энергии химической в электрическую. Аккумуляторы это х.и.т. каторые можно заряжать.Свинцовые аккумулятор состоит из решетчатых свинцовых пластин, одни из диоксид свинца(катод), другие из металлического губчатого свинца(анод). Пластины погружены в 35-40% раствор H2SO4. При разряде аккумулятора окисл-вост реакция, металлический свинец окисляется Pb+SO^2-₄=PbSO₄+2e^-,а диоксид свинца восстанавливается. PbO₂+SO^2-₄+4H⁺+2e^-=PbSO₄+2H₂O. При зарядке идут обратные реакций, и меняются местами анод с катодам.

32. Коррозия- самопроизвольное разрушение металлических материалов, происходящее под химическим воздействием окружающей среды. Равномерная или общая коррозия распределяется более или менее равномерно по всей поверхности метала, местная коррозия сосредоточена на отдельных участках и проявляется виде точек, язв или пятен. Местная коррозия как правило более опасна чем равномерная так как проникает на большую глубину.

33. По характеру поведения металлических покрытий при коррозии их можно разделить на катодные и анодные. К катодным покрытиям относятся покрытия, потенциалы, которых в данной среде имеют более положительное значение, чем потенциал основного метала. Анодные покрытия имеют более отрицательный потенциал, чем потенциал основного метала. Пасивностью метала называется состояние его повышенной коррозийной устойчивости, вызванное торможение анодного процесса.

34. Коррозия метала в средах, имеющих иную проводимость, протекает через анодное окисление метала

m-ne=mⁿ⁺ и катодное восстановление окислителя(Ох) Ох+ne=Red окислителями служат при коррозии молекулы кислорода, хлора, ионы Н⁺,Fe³⁺, NA₃^- и др. Наиболее часто при коррозии наблюдается ионное восстановление кислорода. В нейтральной или щелочной среде O₂+2H₂O+4e^-=4OH^- в кислой среде O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O и выделение водорода 2H⁺+2e=H₂ коррозия с участием кислорода называется кислородное деполяризация. Коррозия с участием ионов водорода- водородная деполяризация. Коррозия возможна при условии что потенциал окислителя положительнее метала.

35. Металлизация- расплавленный метал с помощью струй сжатого воздуха наноситься на защищаемую поверхность. Термодиффузионный способ-изделия помещают в смесь содержащую порошок метала покрытия при повышении температуры происходит диффузия наносимого метала в основной метал. Химический- получение металлических покрытий заключается в восстановлении соединений метала с помощью водорода, гидразина и др. восстановителей. Потенциалы металлов зависит от состава раствора, поэтому при изменении состава раствора может меняться характер покрытия.

36. Электролизом называют процессы, происходящие на электродах под действием электрического тока, подаваемого от внешнего источника. NaCL=Na⁺+CL^- на электродах протекают след. Реакц. А) восстановление ионов Na до методического натрия на отриц. Электр. Б) окисление хлорид-ионов до газообразного хлора на положит. Электр.

37. Часто в электролите присутствует несколько видов катионов и анионов. При наличии нескольких видов ионов или недиссоциированных молекул электрохимических активных веществ возможно протекание нескольких электронных реакций. В первую очередь должны реагировать наиболее сильные окислители (на катоде) наиболее положительные (на аноде).

38. На аноде протекают реакции окисления восстановления, поэтому в первую очередь на аноде должны реагировать наиболее сильные восстановители вещества, имеющие наиболее отрицательный потенциал, на аноде при электролизе водных растворов может протекать в несколько процессов.1) растворение металлов 2) окисление OH^- 3) окисление других веществ присутствующих в растворе. Если потенциал металлического анода близок к потенциалу других электродных процессов, то наряду с растворением метала на аноде протекают также другие процессы. Если потенциал методического анода имеет более отрицательный значение, чем потенциал окисления ионов OH или других веществ

39. Электролиз подчиняется законам Фарадея и уравнениям кинетики электродных процессов. При прохождении тока изменяется потенциалы электродов электролизера. В следствии катодной поляризации потенциал катода становится более отрицательным а из-за анодной поляризации потенциал анода становится более положительным. Поэтому разность потенциалов электродов при прохождении тока при электролизе больше, чем разность равновесных потенциалов поляризации анода и катода.

41. Теории строения атома.

1) Томсан (откр. e^-) в большом по размеру атоме включены небольшие по размеру e^-

2) Резерфорд (е^- и р⁺) есть положительно заряженное ядро вокруг него хаотично движутся электроны

3) Нильс Бор планетарная модель электроны согласно планетам вращаются вокруг ядра

Современное квантово-механическое описание

При определении характеристик возникли неопределённости

1. Микрочастица электрон обладает и свойствами частицы и микроволны.

2. Сам процесс наблюдения способен изменять характеристики микрочастицы

42. В соответствии с квантово-механическими представлениями невозможно точно определить энергию и положение электрона, по этому используется вероятный подход для характеристики положения электрона. Вероятность нахождения электрона в определённой области пространства описывается волной функции ф, которая характеризует амплитуду волны как функцию координат электрона. В наиболее простом случае эта функция зависит от трёх пространственных координат и называется орбитой. Главное квантовое число принимает значения 1,2,3,4,5….. и характеризует оболочку или энергетический уровень. Орбитальное квантовое число L определяет форму атомной орбитали электронные оболочки расщеплены на подоболочки, поэтому орбитальное квантовое число также характеризует энергетические подуровни в электронной оболочке атома. Магнитно квантовое число m_e характеризует ориентацию обитали в пространстве. Сильное квантовое число S характеризует собственный момент движения электрона в атоме.

43. принцип Паули- в атаме не может быть двух электр. Обладающих одинаковым набором всех четырёх квантовых чисел. Правило Хунда- суммарный спин электронов в атоме стремится к максимальному значению. Принцип минимума энергии- первоначальное заполнение электронами атомные орбитали с низшей энергией, при этом достигается минимум потенциальной энергии атома к и максимальной энергии взаимодействия ядра и е^-.

44. периодические свойства- свойства элементов а также формы и свойства их соединений находятся в периодической зависимости от заряда ядра их атомов. Энергия необходимая для удаления одного моля электронов от моля атомов какого-либо элемента, называется первой энергией ионизации. В результате ионизации атомы превращаются в положительно заряженные ионы. Энергия которая выделяется при присоединении моля электронов к молю атомов называется с родством к электрону. Атомы не имеют строго определённых границ, по этому абсолютное значение радиуса атома определить невозможно. Можно условно принять за радиус атома теоретически рассчитанное значение расстояния от ядра до наиболее удалённого от него максимума электронной плотности или половину расстояния между центрами двух смежных атомов в кристаллах.

45. Под химической связью понимается различные виды взаимодействий обусловливающие устойчивое существование двух и многоатомных соединений: молекул, ионов, кристаллических иных веществ. Химическая связь образованная путём обобщение пару электронов двум атомами, называется ковалентной связью. Донорно-акцепторный механизмы образуется общая электронная пара за счёт непоселенной пары электронов одного и валентной орбиты другого атома или иона. Общий механизм- каждый атом отдаёт на образование общей электронной пар по одному непареному электрону. Ионная химическая связь представляет собой электростатическое взаимодействие отрицательно и положительно заряженных ионов в химическом соединение.

46. Метод молекулярных орбиталей. Согласно методу МО электроны в молекулах распределены по молекулярных распределены по по молекулярным орбитам, которые подобно атомным орбиталям, которые подобно атомным орбитам характеризуются определённой энергией и формой. В отличии от АО молекулярные орбитали охватывают не один атом, а всю молекулу т.е. является двух или многоцентровыми.

47. зонная теория химическую связь и свойства кристаллических тел можно объяснить с использованием метода молекулярных орбиталей. согласно этому методу при образовании химической связи образуются молекулярные орбитали, охватывающие всю молекулу причём происходит расщепление энергетических состояний на связующие МО с с низкой энергией и расщепляющие МО с более высокой энергией. При взаимодействии большого числа электронов атомов образуется соответственно и большое число МО и уменьшается разность энергии между ними. При образовании кристаллов в химические связи вступает большое число МО, охватывающих весь кристалл, Разность между энергетическими уровнями МО чрезвычайна мало. В результате образуются энергетически зоны состоящие из огромного числа подуровней. У диэлектриков валентная зона и зона проводимости разделены запрещенной зонной ширина которой 400 кДж\моль. Для возбуждения электронов тоесть их перехода из валентной зоны в зону провадимости, требуется очень значительная энергия, при подведении которой кристалл либо расплавится либо разрушиться полупроводники при ширине запрещенной зоны ниже 400 кДж\моль кристаллические вещества проявляют полупроводниковые с-ва при поглощении Е электроны валентной зоны возбуждаются и переходят в зону проводимости в результате в зоне проводимости появляются подвижные электроны а в валентной зоне положительно заряженные дырки. Наличие подвижных электронов и дырок обеспечивают собственную проводимость проводников. Проводимость полупроводников может появится в результате введения некоторых примесей в кристаллы с запрещенной зоны

48. Хим. Металлов раздел химии в катаром просматривается хим металлов, классификация простых веществ и сложных соединений

хим свойства металлов

1. Взаимодействие с окислителями

2. Все металлы окисляются фторам и некоторые могут окислятся кислотными оксидами

3. Многие металлы катализируют различные химические и электрохимические реакции

Физические свойства металлов

1. Высокая тепло и электро проводимость

2. Ковкость и пластичность

3. Характерный металлический блеск

4. Все металлы твердые за исключением ртути

Физико-химические свойства металлов

1. Высокая плотность упаковки

2. Восстановление

Классификация

Щелочные щелочноземельные амфотэрнные

А также подразделяются на чёрные и цветные

В природе встречаются в виде оксидов солей а также галогенидов

Дата добавления: 2015-09-30