РГАЗУ. Физическая и коллоидная химия. Вариант 89 (РГАЗУ-ФКХ-В89)

А. Предмет и методы физической химии. Краткий исторический обзор развития физической химии. Области применения физической химии в современном обществе вообще и, в частности в близких Вам науках.

Б. Коллоидная химия. Что изучает эта наука? Каким способом можно получить коллоидные системы? Особенности свойств лиофильных и лиофобных коллоидов.

7. Дайте определение понятиям термодинамики: "система (открытая, закрытая, изолированная)"; "состояние системы"; "параметры состояния"; "функции состояния"; "процесс". Охарактеризуйте различные процессы: самопроизвольные и несамопроизвольные; обратимые и необратимые. Охарактеризуйте понятия "энергия", "теплота", "работа". Сформулируйте 1 закон термодинамики и закон Гесса. Найдите стандартную энтальпию реакции по величинам энтальпий образования исходных веществ и продуктов реакции Mg(т) + CO₂(г) = MgO(т) + C(графит). Укажите, будет ли данная реакция экзо- или эндотермической.

13. Охарактеризуйте такие функции состояния системы, как внутренняя энергия, энтропия, изобарно-изотермический потенциал. Какова взаимосвязь этих величин? Сформулируйте 2 закон термодинамики. Дайте критерии, по которым определяется самопроизвольность течения процесса. Рассчитайте изменение энтропии в ходе процесса 2Na₂HPO₄(т) = Na₄P₂O₇(т) + H₂O(ж), пользуясь величинами абсолютных энтропий веществ (взять значения из табл. Приложения). По полученным значениям ∆S⁰, определите возможность самопроизвольного протекания реакции в изолированной системе при стандартных условиях.

32. От каких факторов зависят фотохимические процессы? Что такое квантовый выход? В чем сущность закона Гротгуса? Можно ли утверждать, что в высоких широтах (Арктика, Антарктика) количество кислорода, накапливающегося в экосистемах за счет фотосинтеза всегда меньше, чем в тропиках? 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: привес биомассы 80 кг на 1 га/день, сухого вещества в биомассе 40%.

44. Сформулируйте принцип Ле-Шателье и возможность применения этого принципа к анализу равновесий в животных системах. Каким образом осуществляется равновесие между фазами в чистых веществах. Дайте определение понятиям "фаза", "компонент", "степень свободы", приведите правило фаз. А. Составьте выражение константы равновесия и вычислите ее значение. (Равновесные концентрации моль/л реагирующих веществ приведены под соответствующими химическими формулами в уравнении реакции). Какова связь между константой равновесия и изобарно-изотермическим потенциалом? Б. Рассчитайте ∆G⁰ для данной химической реакции при температуре 298 К:

2SO₂ + O₂ ⇔ 2SO₃

0,1 0,05 0,9

57. Сформулируйте правило ионного произведения воды. Изменится ли величина ионного произведения воды при повышении температуры, разбавлении раствора или при приливании к нему кислоты или щелочи? Что такое pH? Сделайте расчеты величин pH, pOH по данным в таблице концентрациям или величин концентраций веществ по данным в таблице величинам pH, pOH. Расчеты сделайте для всех столбцов таблицы, относящихся к вашему варианту. Степень диссоциации для всех электролитов примите 100%. Значения констант диссоциации указаны в приложениях. Не забудьте представить схемы диссоциации веществ и расчеты.

Электролит LiOH

Концентрация электролита, моль/л

[H⁺], моль/л 10⁻⁵

[OH⁻], моль/л

lg[H⁺]

lg[OH⁻]

pH

pOH

72. Составьте ионные и молекулярные уравнения гидролиза по всем ступеням солей: хлорид цинка, силикат калия. Укажите реакцию среды в растворе соли. Напишите выражения для константы гидролиза. Для гидролиза соли по аниону рассчитайте величину константы гидролиза. Укажите направление смещения равновесия гидролиза при подкислении раствора рассматриваемой соли.

80. Приведите принципиальную схему pH метра. Как рассчитать pH раствора, входящего в состав гальванического элемента, который состоит из водородного и каломельного электродов? Сделайте расчет pH. Электродный потенциал каломельного электрода равен 0,325 В (условия стандартные). Величина ЭДС 0,443 В.

88. Что такое адсорбция? Каковы причины этого явления? Какие факторы влияют на величину адсорбции? Как описывает связь величины адсорбция с концентрацией адсорбирующего вещества теории Ленгмюра? Где применяют уравнение Фрейндлиха? Рассчитайте величину адсорбции уксусной кислоты с концентрацией 33,5 моль/л почвой.

115. Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), уравнение для расчета ОВП, ОВП почвы, его зависимость от величины рН, влияние ОВП на состояние макро- и микроэлементов в почве. Записать указанную в задаче электрохимическую цепь. Индикаторный электрод во всех задачах - платиновый. Рассчитать отсутствующую в таблице величину по имеющимся в таблице данным:

Тип вспомогательного электрода каломельный

Потенциал Евсп, мВ 245

Величина ЭДС цепи, мВ 345

Величина ОВП, мВ (платиновый электрод)

120. Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП), уравнение для расчета ОВП, ОВП почвы, его зависимость от величины рН, влияние ОВП на состояние макро- и микроэлементов в почве. Записать указанную в задаче электрохимическую цепь. Индикаторный электрод во всех задачах - платиновый. Рассчитать отсутствующую в таблице величину по имеющимся в таблице данным:

Тип вспомогательного электрода хлорталлиевый

Потенциал Евсп, мВ -501

Величина ЭДС цепи, мВ

Величина ОВП, мВ (платиновый электрод) 511