Ответы на 1 и 2 вопросы экзамена за 1 курс (1092298)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

1-1.Электролиз – это окислительно-восстановительная реакция, протекающая при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита. Законы Фарадея:1)Массы веществ, выделившиеся на электродах, пропорциональны количеству прошедшего электричества через раствор или расплав электролита и химическому эквиваленту.2)Для разных электродных процессов при одинаковом количестве электричества, пропущенного через электролит, массы образовавшихся веществ пропорциональны их химическим эквивалентам. При прохождении через раствор или расплав электролита 96500 Кл на электродах выделяется один моль эквивалентов вещества. M=Э*I*t/96500.Ряд напряжений, последовательность расположения электродов в порядке возрастания их стандартных электродных потенциалов.

Электролиз расплава хлорида натрия на инертных электродах.

NaCl ⇄ Na⁺ + Cl^-.

Катод (-): Na⁺ + 1ē = Na.

Анод (+): 2Cl^- - 2ē = Cl₂↑.

Электролиз раствора сульфата меди с медными электродами.

CuSO₄ ⇄ Cu²⁺ + SO .

Катод (-): Cu²⁺ + 2ē = Cu.

Анод (+): Cu - 2ē = Cu²⁺.

В химической промышленности электролизом получают хлор и фтор, щелочи. Электролиз в гидрометаллургии является одной из стадий переработки металлсодержащего сырья, обеспечивающей получение товарных металлов. В цветной металлургии электролиз используется для извлечения металлов из руд и их очистки. Электролизом расплавленных сред получают алюминий, магний, титан, цирконий, уран, бериллий и др. Гальванотехника - область прикладной электрохимии, занимающаяся процессами нанесения металлических покрытий на поверхность как металлических, так и неметаллических изделий при прохождении постоянного электрического тока через растворы их солей. Гальванотехника подразделяется на гальваностегию и гальванопластику.

1-2.Гидролиз – это ионно-обменная реакция между водой и растворенным в ней веществом. Гидролизу подвергаются соли, образованные сильным основанием и слабой кислотой; слабым основанием и сильной кислотой; слабой кислотой и слабым основанием. Соли, образованные многоосновными кислотами или многоатомными основаниями гидролизуются ступенчато, образуя на первой ступени кислые или основные соли. Вторая ступень идет в гораздо меньшей степени, чем первая. Гидролиз соли, образованной сильным основанием и слабой кислотой (I ступень):

Na₂CO₃ + HOH ⇄ NaHCO₃ + NaOH;

2Na⁺ + C + HOH ⇄ HCO₃^- + 2Na⁺ + OH^-;

C + HOH ⇄ HCO₃^- + OH^-.

В результате гидролиза образуется избыток гидроксид-ионов, поэтому раствор карбоната натрия имеет щелочную реакцию со значением рН > 7.

2. Гидролиз соли, образованной слабым основанием и сильной кислотой (I ступень):

ZnCL₂ + HOH ⇄ ZnOHCl + HCl;

Zn²⁺ + 2Cl^- + HOH ⇄ ZnOH⁺ + 2Cl^- + H⁺;

Zn²⁺ + HOH ⇄ ZnOH⁺.

В этом случае происходит гидролиз по катиону. В результате гидролиза образуется избыток ионов водорода, поэтому раствор соли имеет кислую реакцию со значением рН < 7.

Гидролиз соли, образованной слабым основанием и слабой кислотой:

CH₃COONH₄ + HOH ⇄ CH₃COOH + NH₄OH;

CH₃COO^- + NH₄⁺ + HOH ⇄ CH₃COOH + NH₄OH.

Вэтом случае гидролиз происходт как по аниону,так и по катиону. Реакция раствора практически нейтральна и значение рН близко к 7.

Количественной характеристикой протекания реакции гидролиза является константа равновесия (К_p). Для реакции гидролиза карбоната натрия по первой ступени можно написать выражение константы равновесия

. Концентрация воды в разбавленных растворах представляет собой практически постоянную величину. Обозначая K·[H₂O] = _., получим выражение для константы гидролиза: Степень гидролиза, т. е. отношение числа молекул, подвергшихся гидролизу, к общему числу молекул, как правило, невелика. Причиной этого является то, что вода – очень слабый электролит, поэтому равновесие реакции гидролиза смещено в сторону исходных веществ. В разбавленных растворах соли гидролизуются сильнее. При повышении температуры степень гидролиза увеличивается. Для подавления гидролиза нужно использовать концентрированные растворы при низких температурах, а также добавлять к раствору один из продуктов гидролиза: кислоту или щелочь.

2-1. Растворы состоят из растворителя и одного (или более) растворенных веществ. Наиболее распространенными яв­ля­­ют­ся водные растворы (растворитель вода). В неводных растворах, которые в последнее время находят все боль­шее применение, могут быть использованы другие раство­рители (бензол, спирт, жидкий аммиак и т.д.).Растворенное вещество в растворах находится в виде изолированных молекул или ионов. В процессе образо­вания раствора большую роль играет взаимодей­ствие частиц растворенного вещества (молекул или ионов) с молекулами растворителя, т.е. сольватация (гидратация, если раствори­те­лем является вода). Энерге­ти­ческий эффект, наблюдае­мый при растворении 1 моля вещества, называется энтальпией растворения (кДж/моль). Процесс растворения может быть экзотерми­чес­ким (например, КОН) или эндотермическим (например, КNO₃). Сольва­тация (гидрата­ция) играет решающую роль и в процессах электро­литической диссоциации молекул растворенного вещества на ионы. В соответствии с теорией электролитической диссо­циа­­ции в растворах некоторых веществ происходит об­ратимый распад молекул на ионы. Поэтому в растворах таких ве­ществ одновременно присутствуют молекулы и ионы. Количественно способность молекул вещества к электро­литической диссоциации описывается степенью электроли­ти­чес­кой диссоциации  ( % =   100 %) и константой электролитической диссоциации K_дис., т.е. константой равно­ве­сия, записанной для обратимого про­цес­са электро­литической диссоциации. Способность к элект­ро­ли­ти­ческой диссоциации зависит от природы раство­ренного вещества, природы растворителя, от тем­пе­ратуры, концент­ра­ции раствора и наличия в растворе одноименных ионов. Закон разбавления (разве­де­ния) Ост­вальда устанавливает взаимо­связь между , K_дис и мо­лярной концентрацией раство­рен­ного вещества в раство­ре С_М

K_дис. = C_M  ².

По величине степени диссоциации  электролиты условно делят на слабые (  3 %), сильные (  30 %) и средней силы ( = 3-30 %). В растворах сильных электролитов (особенно при ма­лых концентрациях С_м  0,1 моль/л) можно принять, что все молекулы растворенного вещества полностью распа­даются на ионы, а недиссоциированные молекулы отсут­ст­вуют. Вода относится к очень слабым электролитам (K_дис. = 1,8  10^-16). Произведение [Н⁺]  [ОН^-] = 10^-14 при t = 22 ^oC постоянно для чистой воды и водных растворов различных веществ. Возможность и скорость протекания реакций в водных растворах в большей степени зависит от концентрации [Н⁺], поэтому эта величина имеет большое значение. Для удобства используют не величину [Н⁺], а водородный показатель рН = -lg[Н⁺].

Ионное произведение воды, произведение концентраций (точнее активностей) ионов водорода Н+ и ионов гидроксила OH— в воде или в водных растворах: KB = [Н+] [ОН—]. КH2O = 1.10-4 Данная константа для воды называется ионным произведением воды, которое зависит только от температуры.При диссоциации воды на каждый ион Н+ образуется один ион ОН-, следовательно, в чистой воде концентрации этих ионов одинаковы: [Н+] = [ОН-]. Используя значение ионного произведения воды, находим:

[H+] = [ОН-] = моль/л.

Таковы концентрации ионов Н+ и ОН- в чистой воде. Рассмотрим, как изменится концентрация при добавлении других веществ, например, соляной кислоты, которая диссоциирует в воде на ионы Н+ и Сl-. Концентрация ионов Н+ в растворе станет увеличиваться, но ионное произведение воды от концентрации не зависит - в таком случае уменьшается концентрация [ОН-].

Напротив, если к воде добавить щелочь, то концентрация [ОН-] увеличится, а [Н+] уменьшится. Концентрации [Н+] и [ОН-] взаимосвязаны: чем больше одна величина, тем меньше другая, и наоборот.

Кислотность растворов обычно выражают через концентрацию ионов Н+. В кислых растворах [Н+] > 10-7 моль/л, в нейтральных [Н+] = 10-7 моль/л, в щелочных [Н+] < 10-7 моль/л. Чтобы не писать числа с показателем степени, кислотность раствора часто выражают через отрицательный логарифм концентрации ионов водорода, называя эту величину водородным ателем и обозначая ее рН:

pН = -lg[Н+]. В кислых растворах рН < 7, в нейтральных рН = 7, в щелочных pH > 7.

2-2.Скорость химической реакции, величина, характеризующая интенсивность реакции химической. Скоростью образования продукта реакции называется количество этого продукта, возникающее в результате реакции за единицу времени в единице объёма (если реакция гомогенна) или на единице площади поверхности (если реакция гетерогенна). Для исходных веществ аналогичным образом определяется скорость их расходования. Количества веществ выражают в молях. Тогда скорости образования продуктов и расходования исходных веществ относятся как стехиометрия, коэффициенты этих веществ в уравнении реакции. Скорость химических реакций в гомогенных системах равна изменению молярной концентрации одного из веществ, участвующих в процессе, за единицу времени. (моль/лс). Скорость химической реакции зависит от природы реагирующих веществ, их концентраций, от температуры и присутствия катализатора. Зависимость скорости химической реакции от концентрации определяется законом действующих масс: скорость химической реакции пропорциональна произведению молярных концентраций реагирующих веществ, взятых в степенях, соответствующих коэффициентам для этих веществ в уравнении химической реакции. Если уравнение реакции имеет вид то для этой реакции выражение скорости определяется уравнением ,где v - скорость реакции; a и b – стехиометрические коэффициенты в уравнении реакции; k – константа скорости; [A] и [B] – молярные концентрации веществ A и B соответственно. Влияние температуры на скорость химической реакции. Зависимость скорости реакции от температуры приближенно может быть выражена правилом Вант-Гоффа, согласно которому при увеличении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции возрастает в 2-4 раза. Если известна скорость химической реакции v₁ при температуре T₁, то скорость этой реакции при температуре T₂ может быть вычислена по формуле ,где  - температурный коэффициент скорости химической реакции, равный 2-4. Скорость реакции в гетерогенных системах. Гетерогенная реакция протекает на поверхности раздела фаз, поэтому, чем больше поверхность соприкосновения, тем выше скорость реакции. Вот почему твердые вещества значительно быстрее реагируют в измельченном состоянии.

3-1.Главное квантовое число n=1,2,3 характеризует энергию е и размер электронного облака. Показывает кол-во подуровней. Орбитальное (побочное) квантовое число характеризует форму электронной орбитали .l=0 – s, l=1 – p, l=2 – d, l=3 – f. Магнитное квантовое число m – хар-ка орбитали и положения е облака в пространстве. Энергетический подуровень — совокупность орбиталей с одинаковыми значениями главного и орбитального квантовых чисел. Энергетический подуровень обозначается латинскими буквами: s, p, d, f .S-орбитали – круглые, p-гантелеобразные. Магнитное квантовое число – это целое число, обозначающее номер уровня и характеризующее расположение орбитали в пространстве. Количество орбиталей в s-0, в p-1, в d-2, в f-3.

3-2. Химические реакции протекают с выделением или поглощением энергии, чаще всего в виде теплоты. Реакции, при которых теплота выделяется, называются экзотермическими, поглощается – эндотермическими. Количество теплоты, выделяющееся или поглощающееся при химической реакции, протекающей при постоянной температуре, называется тепловым эффектом реакции. При постоянном давлении тепловой эффект реакции равен изменению энтальпии (ΔН). Тепловой эффект экзотермической реакции считают отрицательным (ΔН<0), а эндотермической – положительным (ΔН>0).Тепловой эффект реакции выражается в единицах энергии – килоджоулях (кДж) или килокалориях (ккал) (1ккал = 4,1868кДж). Тепловой эффект реакции (ΔН) зависит от природы реагирующих веществ, от количества этих веществ и их агрегатного состояния, от температуры.Для сопоставления энергетических эффектов различных реакций и для проведения термохимических расчетов используют стандартные тепловые эффекты (обозначаются ).

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ответов (шпаргалок)