Энергетика химических процессов

Энергетические эффекты и закон сохранения энергии в химических реакциях. Внутренняя энергия и энтальпия. Энтальпия образования химических соединений. Термохимические законы. Термохимические расчеты. Энтропия, и ее изменение при химических процессах и фазовых переходах. Энергия Гиббса как критерий направления процесса. Зависимость энергии Гиббса от температуры и концентрации. Равновесие. Константа равновесия и закон действующих масс для гомогенных и гетерогенных равновесий. Принцип Ле Шателье.

 

Скорость реакции и методы ее регулирования. Химическое и фазовое равновесие. Катализатор и каталитические системы.

Скорость химических реакций. Зависимость скорости реакций от концентрации реагирующих веществ: закон действующих масс для скорости реакции, молекулярность и порядок реакции. Зависимость скорости реакций от температуры: правило Вант-Гоффа, энергия активации, уравнение Аррениуса. Скорость гетерогенных химических реакций. Катализ гомогенный и гетерогенный. Сопряженные, цепные и фотохимические реакции. Химические и фазовые равновесия.

 

Химические системы.

Основные характеристики растворов и

Других дисперсных систем

Общие понятия о растворах и дисперсных системах. Растворение как химический процесс. Изменение энтальпии и энтропии при растворении. Способы выражения состава растворов. Растворимость. Образование твердых растворов.

Растворы неэлектролитов: давление паров растворителя над раствором, температуры кипения и замерзания, осмотическое давление, определение молярных масс по свойствам растворов.

Водные растворы электролитов

Особенности воды как растворителя. Электролитическая диссоциация; степень и константа диссоциации, изотонический коэффициент, взаимосвязь этих характеристик. Сильные и слабые электролиты. Амфотерные электролиты.

Ионные реакции и равновесия. Произведение растворимости. Электролитическая диссоциация воды. Водородный показатель. Гидролиз солей.

 

Электрохимические системы.

Окислительно-восстановительные реакции

Окислительно-восстановительные процессы. Степень окисления. Важнейшие окислители и восстановители. Классификация реакций окисления-восстановления. Составление уравнений реакций (метод баланса степеней окисления, метод полуреакций). Окислительно-восстановительный эквивалент.

 

Химические источники электрического тока

Понятие об электродных потенциалах, их связь с энергией Гиббса. Стандартный водородный электрод и водородная шкала потенциалов. Ряд напряжения металлов и его свойства. Уравнение Нернста. Гальванические элементы и определение направления окислительно-восстановительных процессов. Электродвижущая сила и ее измерение.

Кинетика электродных процессов. Поляризация и перенапряжение. Концентрационная и электрохимическая поляризация. Топливные элементы.

 

Электролиз

Реакции на электродах. Последовательность электродных процессов. Электролиз растворов. Выход по току. Электролиз с нерастворимыми и растворимыми анодами. Законы Фарадея. Практическое применение электролиза: получение и рафинирование металлов, нанесение гальванических покрытий. Получение водорода, кислорода и других продуктов. Аккумуляторы.

 

Коррозия и защита металлов

Основные виды коррозии. Вред, наносимый коррозией народному хозяйству. Классификация коррозионных процессов. Химическая коррозия металлов. Электрохимическая коррозия металлов.

Методы защиты от коррозии: легирование, защитные покрытия, протекторная и катодная защита, ингибиторы.

 

 

Химическая идентификация. Качественный и количественный анализ.

6.1. Аналитический сигнал. Аналитические группы катионов и анионов. Физико-химические методы анализа. Хроматография, рН- метрия. Колориметрия.Спектральный анализ.

6.2 Титрование растворов. Определение жесткости, щелочности воды.

Высокомолекулярные соединения. Полимеры. Олигомеры.

Литература

 

 

Основная литература

1. Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Химия, 2012.

2. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. – М.: Химия, 2005.

3. Курс химии / Под редакцией Н.В. Коровина, 2-е изд. – М.: Высшая школа, 2005.

 

Дополнительная литература

1. Фролов В.В. Химия. – М.: Высшая школа, 1986.

2. Лучинский Г.П. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1985.

3. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. – М.: Высшая школа, 1988.

4. Романцева Л.М. и др. Сборник задач и упражнений по общей химии. – М.: Высшая школа, 1980.