МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Уральский государственный экономический университет

ФИЗИЧЕСКАЯ И КОЛЛОИДНАЯ ХИМИЯ

Рабочая программа изучения курса

для студентов специальностей 26.05.01 «Технология продуктов

общественного питания» и 26.02.02 «Технология хлеба, кондитерских

и макаронных изделий»

факультета техники и технологии пищевых производств

Екатеринбург 2005 Составитель В.М. Вдовина 2

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСА

Цель дисциплины: подготовка специалистов-технологов, понимающих физико-химические и коллоидно-химические основы технологических процессов пищевой промышленности.

Задачи дисциплины: задачи, которые стоят перед физической и коллоидной химий в процессе подготовки специалистов по технологии продовольственных продуктов, заключаются в углублении фундаментальных знаний в области основных законов естествознания, являющихся теоретической основой для всех пищевых технологий с их сложными физикохимическими и коллоидно-химическими процессами.

Задача курса состоит в том, чтобы дать студентам-технологам знания о направлении химических реакций, их кинетике, электрохимических процессах, поверхностных явлениях и коллоидном состоянии вещества. Эти знания должны служить фундаментом для формирования инженератехнолога. Они необходимы также для дальнейшего усвоения материала специальных курсов.

1.1. Назначение дисциплины Курс физической химии является теоретической базой всех химических дисциплин. В этом курсе рассматриваются общие закономерности химических процессов и химической энергии. Изучение физической и коллоидной химии сопряжено со значительными трудностями, связанными с теоретическим характером предмета, с необходимостью знаний основ физики, общей химии и математики. Во многих вузах (в том числе и нашем университете) физическая и коллоидная химия изучается после неорганической, аналитической и органической химии и вместе с биохимией завершает химическое образование инженера-технолога пищевой промышленности.

В связи с этим конкретное содержание курса определяется материалом, необходимым для усвоения технологий пищевых производств, биохимии и физико-химических методов анализа. Достаточно указать на то, что производство многих видов продовольственных товаров основано главным образом на применении физико-химических методов и коллоидно-химических процессов.

При составлении программы было учтено, что предшествующие физической и коллоидной химии дисциплины в какой-то степени включают и некоторые физико-химические вопросы. Так, в курсе неорганической химии рассматриваются элементы химической термодинамики, химической кинетики, электрохимии, теории растворов. В органической химии даются сведения о механизме химических реакций, химической связи. В курсах общей теплотехники и ряда других дисциплин есть разделы, связанные с физической и коллоидной химией.

В связи с этим, сокращенно или полностью исключено рассмотрение основ учения о строении атомов, молекул, химической связи, некоторые вопросы химической термодинамики, теории растворов, равновесий в растворах электролитов, коррозии, электрокинетических явлениях в коллоидных системах.

В то же время подробно дается материал по химической кинетике, адсорбции и поверхностным явлениям, структурообразованию в дисперсных системах, микрогетерогенным системам и их растворам, коллоидным поверхностно-активным веществам. Это обусловлено важностью указанных разделов для понимания основ технологических процессов пищевой промышленности.

Правильное понимание явлений и закономерностей, изучаемых в физической и коллоидной химии, дает более глубокие знания об окружающем мире.

2. ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ОСВОЕНИЯ

СОДЕРЖАНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Приобретение студентами знаний. В процессе обучения студент должен усвоить материал, включающий различные свойства веществ в зависимости от их химического состава, строения, влияния внешних условий и закономерности химических процессов. Основное внимание следует уделить изучению направления и скорости химического процесса, а также его конечного результата, т.е. состояния равновесия, и предсказанию хода химического процесса.

Приобретение студентами умений и навыков. Выполнение лабораторного практикума по физической и коллоидной химии дает студенту правильное понимание взаимосвязи между теорией и практикой эксперимента, закрепляет теоретические знания и прививает навыки в научной работе с использованием современного оборудования.

Активному изучению теоретического материала способствуют практические занятия по решению задач. Специальные задания предполагают участие студента в математических преобразованиях, критической оценке полученных результатов, построении графиков и т.п. Эти числовые задачи способствуют пониманию теоретического материала. Занятия по решению задач построены так, чтобы обеспечить их осмысленное поэтапное выполнение.

Практические занятия предполагают выработать у студентов определенные навыки научной организации исследований. В каждой работе приведены вопросы, ответив на которые студент сможет глубоко разобраться в существе эксперимента и расчетных задач и связанных с ними разделов теории.

3. ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ И ВИДЫ УЧЕБНОЙ РАБОТЫ

Семестр Всего часов Вид учебной работы дн. заочн. дн. заочн.

Общая трудоемкость 200 Аудиторные занятия 3 90 Лекции 3

4. СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1. Разделы дисциплины и виды занятий п.п Дисперсные системы и поверхностные явления. Адсорбция Физико-химия дисперсных систем.

Коллоидное состояние 9. Физико-химические свойства полимеров и их растворов 4.2. Содержание разделов дисциплины Предмет и содержание курса физической химии. Ее основные разделы. Значение физической химии для технологии пищевых производств.

Исторические этапы развития физической химии. Методы физической химии: термодинамический, статистический и квантовомеханический.

II. ОСНОВЫ ХИМИЧЕСКОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

Основные понятия термодинамики. Внутренняя энергия. Работа. Энтальпия. Закон Гесса. Теплота процессов при постоянном объеме и при постоянном давлении. Теплоты образования. Вычисление тепловых эффектов. Зависимость теплового эффекта от температуры (уравнение Кирхгофа). Тепловой эффект биохимических реакций, протекающих в живых организмах.

Физический смысл, статистическое истолкование и формулировки II начала термодинамики. Термодинамические обратимые и необратимые процессы. Энтропия. Выражение II начала термодинамики для обратимых и необратимых процессов. Статистическое истолкование энтропии. Микро- и макросостояния системы. Энтропия как мера вероятности. Изменение энтропии в изолированной системе как критерий направления процесса. Вычисление абсолютной энтропии.

III. ХИМИЧЕСКИЕ И ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ

Термодинамическое и химическое понимание обратимости процесса.

Характеристические функции. Уравнение Гельмгольца-Гиббса. Химический потенциал. Константа равновесия и способы ее выражения. Константа равновесия гетерогенной реакции. Зависимость изобарно-изотермического потенциала системы от состава. Изотерма химической реакции. Химическое сродство. Изобара и изохора химической реакции. Зависимость константы равновесия от температуры. Уравнение изотермы и изобары как количественное выражение принципа Ле Шателье. Интегрирование уравнения изобары без учета и с учетом температурной зависимости теплового эффекта.

Условия термодинамического равновесия между фазами. Понятия «фаза», «число компонентов», «число степеней свободы». Правило фаз Гиббса. Термодинамика фазовых переходов. Связь между теплотой фазового перехода, температурой и давлением. Вывод и анализ уравнения Клаузиуса-Клапейрона. Применение правил фаз к разбору диаграмм состояния однокомпонентных систем. Диаграмма состояния воды.

Общая характеристика растворов. Идеальные растворы. Осмотическое давление. Диффузия и осмос. Уравнение Вант-Гоффа. Практическое значение осмоса. Плазмолис. Давление пара над растворами. Закон Рауля.

Эбулиоскопия и криоскопия.

Растворы газов в жидкостях. Влияние давления и температуры на растворимость газов в жидкостях. Закон Генри.

Растворы жидкость – жидкость. Ограниченная взаимная растворимость жидкостей. Влияние температуры на растворимость. Давление пара над идеальными растворами.

Неидеальные растворы. Положительные и отрицательные отклонения от закона Рауля. Первый закон Коновалова. Диаграмма давление пара – состав и температура кипения – состав. Азеотропные смеси. Второй закон Коновалова.

Давление пара над системой из взаимно нерастворимых жидкостей.

Перегонка с водяным паром.

Равновесие кристаллы – жидкость. Термический анализ, кривые охлаждения. Диаграммы растворимости двухкомпонентных систем.

Графическое выражение состава трехкомпонентных систем. Диаграмма плавкости трехкомпонентных систем. Распределение растворенного вещества между двумя жидкими фазами. Коэффициент распределения.

Экстрагирование.

V. КИНЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ. КАТАЛИЗ

Скорость реакции. Кинетические уравнения реакции. Константа скорости. Молекулярность и порядок реакции. Причины несовпадения молекулярности и порядка реакций. Реакции нулевого, первого, второго, третьего и дробных порядков. Кинетические уравнения для них. Способы определения порядка реакции.

Сложные реакции: обратимые, параллельные, последовательные, сопряженные. Стадийное протекание реакций и лимитирующая стадия реакции.

Зависимость скорости от температуры Теория активных соударений. Энергия активации. Уравнение Аррениуса. Вычисление энергии активации. Стерический фактор. Механизм мономолекулярных реакций, протекание их по I и II порядкам. Температурный коэффициент. Правило Вант-Гоффа.

Фотохимические реакции. Закон эквивалентности Эйнштейна. Квантовый выход. Химическое воздействие излучений высоких энергий.

Цепные реакции. Простые и разветвленные цепи. Возникновение и обрыв цепей. Роль радикалов.

Кинетика гетерогенных процессов. Кинетика растворения и кристаллизации. Кинетика гетерогенных реакций.

Зависимость скорости от катализатора Катализ. Общие свойства катализаторов. Специфичность катализаторов. Положительный и отрицательный катализ. Влияние катализаторов на энергию активации.

Гомогенный катализ, механизм. Роль промежуточных продуктов.

Автокатализ.

Гетерогенный катализ. Физическая и химическая адсорбция. Структура поверхности катализатора. Стадии гетерогенного катализа. Теория гетерогенного катализа.

Промоторы. Отравление катализаторов. Катализаторы на носителях.

Основы теории ансамблей.

Каталитические свойства ферментов. Увеличение скоростей биохимических реакций.

VI. ЭЛЕКТРОХИМИЯ

Сильные и слабые электролиты. Электропроводность растворов.

Удельная и молекулярная электропроводности, зависимость их от концентрации для сильных и слабых электролитов. Предельная молярная электропроводность. Подвижность ионов. Связь между подвижностью и электропроводимостью. Закон независимого движения ионов. Практическое использование измерений электропроводности.

Электродные процессы и электродвижущая сила Электродный потенциал. Возникновение электродного потенциала и двойного электрического слоя. Уравнение Нернста. Термодинамическое вычисление электродвижущей силы (ЭДС) гальванического элемента.

Классификация электродов. Электроды I рода, электроды II рода, редокс-электрод, стеклянный электрод. Стандартные потенциалы, ряд напряжений. Типы гальванических элементов: химические и концентрационные. Диффузионный потенциал, его возникновение. Практическое использование потенциометрических измерений.

Электролиз и коррозия. Концентрационная и химическая поляризация. Перенапряжение водорода. Практическое значение перенапряжения водорода. Электролиз. Электрохимическая коррозия и борьба с нею. Пассивирование металлов.

VII. ДИСПЕРСНЫЕ СИСТЕМЫ

И ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ. АДСОРБЦИЯ

Поверхностное натяжение как мера свободной энергии поверхности.

Свободная поверхностная энергия дисперсных систем и их принципиальная термодинамическая неравновесность.

Поверхностное натяжение растворов. Адсорбция. Поверхностноактивные вещества. Уравнение Гиббса. Уравнение Шишковского.

Ориентация молекул на границе между фазами. Строение и свойства адсорбционных слоев. Газообразные и конденсированные монослои.

Адсорбция на границе раздела твердое тело – газ. Эмпирическое уравнение изотермы адсорбции Фрейндлиха. Теория мономолекулярной адсорбции. Уравнение Ленгмюра. Связь между уравнениями Гиббса, Ленгмюра и Шишковского. Понятие о капиллярной конденсации.

Адсорбция на границе раздела твердое тело – жидкость. Гидрофильные и гидрофобные адсорбенты. Молекулярная адсорбция из растворов:

влияние природы адсорбента, растворителя и растворенного вещества на адсорбцию. Правило Траубе для адсорбции на твердой поверхности.

Влияние температуры на адсорбцию. Условия растекания жидкостей. Когезия и адгезия. Адсорбционное понижение твердости.

Ионнообменная адсорбция, ее практическое применение. Катиониты и аниониты. Адсорбция из смеси компонентов.

VIII. ФИЗИКО-ХИМИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ.

КОЛЛОИДНОЕ СОСТОЯНИЕ

Роль коллоидных систем и явлений в природе и технике. Основные особенности коллоидного состояния вещества – микрогетерогенность и большая удельная поверхность. Понятие о термодинамически неравновесных дисперсных системах и их стабилизации.

Коллоидная химия как наука о поверхностных явлениях и физикохимических свойствах дисперсных систем.

Классификация дисперсных систем. Значение коллоидной химии в пищевой промышленности.

Методы и условия получения дисперсных систем. Получение дисперсных систем методами физической и химической конденсации. Получение дисперсных систем дроблением. Механическое дробление. Коллоидные мельницы, дробление ультразвуком и в вольтовой дуге. Пептизация как метод получения золей. Способы пептизации. Правило осадков. Самопроизвольное диспергирование.

Агрегативная и седиментационная (кинетическая) устойчивость дисперсных систем. Роль стабилизатора в процессе получения дисперсных систем. Термодинамическая неустойчивость.

Ультрафильтрация. Диализ. Электродиализ.

Молекулярно-кинетические свойства. Броуновское движение, его тепловая природа. Диффузия. Основы седиментационного анализа. Ультрацентрифугирование.

Оптические свойства. Рассеяние и поглощение света в коллоидных системах. Формула Релея, ее анализ. Опалесценция. Оптическая плотность и уравнение Ламберта-Беера. Нефелометрия. Определение размеров и формы коллоидных частиц. Ультрамикроскоп.

Электрокинетические явления. Образование двойного ионного слоя путем адсорбции и путем поверхностной диссоциации и его строение.

Полный скачок потенциала. Распределение потенциала в двойном электрическом слое, электрокинетический потенциал. Строение мицеллы.

Изменение двойного ионного слоя и электрокинетического потенциала под действием электролитов. Влияние концентрации, заряда и радиуса ионов. Перезарядка поверхности многозарядными ионами Поведение дисперсных систем в электрическом поле. Электрокинетические явления: электрофорез, электроосмос. Потенциал седиментации, потенциал протекания.

Устойчивость и коагуляция дисперсных систем. Факторы устойчивости дисперсных систем. Основы теории устойчивости коагуляции.

Потенциальные кривые взаимодействия частиц. Потенциальный барьер и его зависимость от толщины двойного слоя. Порог (число) коагуляции.

Правило коагуляции электролитами, их трактовка с точки зрения теории устойчивости. Медленная и быстрая коагуляция. Методы очистки промышленных выбросов.

Структурообразование в дисперсных системах. Уравнение Эйнштейна для вязкости коллоидных растворов, условия его применимости.

Причины аномальной вязкости, влияние на нее различных факторов: концентрации дисперсной фазы, температуры, времени, механических воздействий.

Коагуляционные и кристаллизационные структуры. Гели и пасты, их структурно-механические свойства. Тиксотропия и синерезис. Соотношение скоростей разрушения и тиксотропного разрушения. Реологические кривые для аномально вязких жидкостей. Предельные напряжения сдвигов.

Системы с жидкой дисперсионной средой. Суспензии, их стабилизация. Технические суспензии и пасты минеральных и органических веществ в водных и органических средах.

Эмульсии, их классификации. Стабилизации эмульсий порошками и молекулярно-растворенными стабилизаторами. Обращение фаз в эмульсии. Разрушение эмульсий. Деэмульгаторы. Эмульсия в природе и технике.

Пены, их стабилизация и разрушение.

Системы с газообразной дисперсионной средой. Аэрозоли. Получение, свойства и способы разрушения. Аэрозоли в природе и технике.

Порошки, их текучесть, склонность к коагуляции. Физико-химические основы переработки порошков. Значение свойств порошков в мукомольной и пищевой промышленности.

Коллоидные поверхностно-активные вещества. Термодинамическая устойчивость систем. Факторы, влияющие на переход мицеллярной формы в молекулярную и обратно. Виды мицелл в растворе. Гидрофобизация и гидрофелизация поверхности. Солюбизация.

IX. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ

И ИХ РАСТВОРОВ

Строение макромолекул. Строение макромолекул, молекулярная масса и фракционный состав полимеров. Особенности теплового движения молекул полимеров. Внутреннее вращение атомов и звеньев молекул, потенциальный барьер. Гибкость цепей полимеров. Наиболее вероятная форма и конформационная энтропия макромолекул. Эластичность и пластичность полимеров. Факторы, определяющие эти свойства. Пластификация. Вулканизация. Агрегатное состояние полимеров. Физическое состояние.

Набухание. Набухание и растворение высокомолекулярных соединений, термодинамика этих процессов. Степень набухания, кинетика набухания. Давление набухания.

Растворы ВМС. Растворы высокомолекулярных соединений как термодинамически равновесные системы, их самопроизвольное образование. Термодинамическая устойчивость, обратимость. Медленное установление равновесия как следствие больших размеров молекул. Ассоциаты в растворах полимеров, их отличие от коллоидных частиц. Аномалии при течении. Методы определения молекулярных масс полимеров. Образование студней. Высаливание и коацервация.

Высокомолекулярные электролиты (полиэлектролиты). Изоэлектрическая точка. Ионно-электростатическое взаимодействие макромолекул полиэлектролитов. Промышленное значение растворов и дисперсий полимеров. Защитное действие высокомолекулярных соединений.

4.3. Лабораторный практикум п.п дисциплины 1. II 1. Определение интегральной теплоты растворения соли.

2. Определение теплоты реакции нейтрализации.

2. VI Электропроводность растворов электролитов.

Гальванические элементы. Измерение ЭДС гальваничеVI ских элементов. Измерение потенциалов электродов.

Потенциометрическое определение рН растворов.

1. Определение константы скорости реакции разложения пероксида водорода при изменении температуры.

2. Определение константы скорости реакции щелочного омыления этилацетата при постоянной температуре.

5. VII Адсорбция уксусной кислоты на активированном угле.

6. VII Поверхностное натяжение и адсорбция.

Коллоидное состояние вещества. Получение и коагуляVIII ция золей. Коагуляция коровьего молока при изменении Определение молекулярной массы вещества криоскопиIV 4.4. Практические занятия п.п дисциплины термодинамики к изменению состояния идеального газа 1. II в различных процессах. Работа расширения идеального Второй закон термодинамики. Энтропия. Расчет измеII Химическое равновесие. Закон действующих масс. РасIII чет константы равновесия Кр и Кс по термодинамическим данным.

Скорость химических реакций. Константа скорости.

4. V Кинетические уравнения для реакций первого и второго порядка.

Растворы неэлектролитов. Закон Рауля. Эбулиоскопия.

Растворы электролитов. Электролитическая диссоциаVI ция. Сильные и слабые электролиты. Удельная и эквивалентная электропроводность.

Электродные процессы. Электродвижущая сила. ГальVI Коллоидная химия. Адсорбция. Уравнение адсорбции коллоидных растворов. Набухание. Степень набухания.

5. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

5.1. Библиографический список Основная литература 1. Мушкамбаров Н.Н. Физическая и коллоидная химия, М.: ГЭОТАРМЕД, 2001 г.

2. Белик В.В., Кленская К.И. Физическая и коллоидная химия, М.: Академия, 2005 г.

3. Зимон А.Д., Лещенко Н.Ф., Коллоидная химия, М.: Агар, 2001 г.

4. Ярославцев А.Б. Основы физической химии, М.: Научный мир, 2000 г.

5. Киреев В.А. Краткий курс физической химии, М.: Химия, 1969, 1978, наиболее позднее издание.

6. Евстратова К.И., Купина Н.А., Малахова Е.Е. Физическая и коллоидная химия, М.: Высшая школа, 1990 г.

Дополнительная литература 1. Кузнецов В.В. Физическая и коллоидная химия. М.: Высшая школа, 1976 г и более поздние издания.

2. Пасынский А.Г. Коллоидная химия. М: Высшая школа, 1968 г.

3. Соляков В.К. Введение в химическую термодинамику. М.: Химия, 1974 г.

4. Карапетьянц. Введение в теорию химических процессов. М.: Высшая школа, 1970 или 1975 гг. издания.

5. Стромберг А.Г., Семченко Д.П. Физическая химия. М.: Высшая школа, 6. Писаренко А.П., Поспелова К.Л., Яковлев Г.А. Курс коллоидной химии.

М.: Высшая школа, 1969 г.

7. Евстратова К.И. и др. Практикум по физической и коллоидной химии, М., Химия, 1988 г.

8. Фролов Ю.Г. Поверхностные явления и дисперсные системы. М.: Химия, 1988 г.

9. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. Л.: Химия, 1984 г.

5.2. Средства для обеспечения освоения дисциплины Для обеспечения освоения данной дисциплины необходимы: программа; учебники; учебные и методические пособия; пособия для самостоятельной работы.

6. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ

ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимы: различные технические средства обучения; наглядные пособия; оборудованная для выполнения экспериментальных работ лаборатория физической и коллоидной химии (304); лекционная лаборатория.

7. МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ

ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Методические разработки по дисциплине 1. Физическая и коллоидная химия. Рабочая программа для специальности 271200 «Технология продуктов общественного питания», Екатеринбург, 2001 г.

2. Физическая и коллоидная химия. Методические указания к лабораторным работам для студентов технологических и товароведных специальностей, Екатеринбург, 2004 г.

3. Физическая и коллоидная химия. Методические указания к лабораторным работам для студентов технологических и товароведных специальностей, Екатеринбург, 2001 г.

4. Физическая и коллоидная химия. Тесты для программированного контроля знаний студентов. Часть 1, Екатеринбург, 2005 г.

5. Физическая и коллоидная химия. Тесты для программированного контроля знаний студентов. Ч.2, Екатеринбург, 2005 г.

6. Физическая и коллоидная химия. Тесты для программированного контроля знаний студентов. Ч.3, Екатеринбург, 2005 г.

7. Контрольные задания по физической и коллоидной химии (для студентов заочного факультета технологических специальностей), Екатеринбург, 2005 г.

7.2. Перечень экзаменационных вопросов 1. Первый закон термодинамики 1.1. Формулировка и физическая сущность первого закона термодинамики. Внутренняя энергия как функция состояния системы. Математическое выражение первого закона термодинамики.

1.2. Применение первого закона термодинамики к изменению состояния идеального газа в различных процессах: изохорическом, изобарическом, изотермическом, адиабатическом, циклическом, в изолированной системе.

1.3. Работа расширения идеального газа в различных процессах: изобарическом, изотермическом, изотермично-изобарическом, адиабатическом.

1.4. Расчет количества теплоты в изобарическом и изохорическом процессах. Понятие о теплоемкости. Теплоемкость истинная и средняя.

Теплоемкость при постоянном давлении и постоянном объеме. Расчет теплоемкости из молекулярно-кинетической теории газов.

2. Применение первого закона термодинамики к химическим процессам 2.1. Закон Гесса как следствие первого закона термодинамики. Тепловой эффект химической реакции. Тепловой эффект реакции при постоянном объеме и при постоянном давлении. Связь между ними. Зависимость теплового эффекта от температуры.

2.2. Применение закона Гесса для расчета тепловых эффектов химических реакций. Теплота образования. Теплота сгорания.

3. Второй закон термодинамики. Энтропия 3.1. Формулировка и физическая сущность второго закона термодинамики. Понятие об обратимых и необратимых процессах.

3.2. Энтропия как функция состояния системы. Возрастание энтропии в изолированной системе. Расчет изменения энтропии в различных процессах: при изотермическом расширении и сжатии, при нагревании и охлаждении, при агрегатных переходах (плавлении, испарении, сублимации, аллотропных переходах).

4. Расчет константы равновесия химических реакций по данным термодинамических таблиц 4.1. Закон действующих масс. Константа равновесия (Kp, Kc). Связь между ними. Уравнение изотермы химической реакции. Химическое сродство. Расчет константы равновесия (Kp) по термодинамическим 4.2. Зависимость константы равновесия от температуры. Уравнение изобары-изохоры химической реакции. Сдвиг химического равновесия при изменении температуры.

5. Скорость химических реакций. Химическое равновесие 5.1. Скорость химической реакции. Зависимость скорости реакции от концентрации реагирующих веществ. Константа скорости и ее физический смысл.

5.2. Кинетические уравнения для реакции первого и второго порядков.

5.3. Период полураспада для моно- и бимолекулярных реакций. Зависимость скорости реакции от температуры. Правило Вант-Гоффа.

Уравнение Аррениуса.

6. Растворы. Растворы неэлектролитов. Закон Рауля. Криоскопия. Эбуллиоскопия. Осмотическое давление.

6.1. Растворы неэлектролитов. Относительное понижение упругости пара над раствором. Закон Рауля.

6.2. Повышение температуры кипения растворов. Эбуллиоскопия. Понижение температуры замерзания раствора. Криоскопия. Осмотическое давление.

7. Электролитическая диссоциация. Сильные и слабые электролиты.

Электропроводность.

7.1. Диссоциация слабых электролитов. Степень диссоциации. Константа диссоциации. Закон разведения.

7.2. Диссоциация сильных электролитов. Ионная сила раствора. Активность и коэффициент активности. Коэффициент электропроводности.

7.3. Ионное произведение воды. Водородный показатель и методы его 7.4. Удельная и эквивалентная электропроводность растворов. Зависимость электропроводности от концентрации раствора. Экспериментальное определение электропроводности.

8. Электродвижущие силы и электродные потенциалы 8.1. Возникновение электродного потенциала на границе металл-раствор.

Формула Нернста. Нормальный электродный потенциал. Ряд напряжений.

8.2. Электроды первого и второго рода. Уравнение Нернста для потенциала этих электродов. Каломельный и хлорсеребряный электроды.

8.3. Окислительно-восстановительные электроды. Хингидронный электрод. Формула Нернста для этих электродов.

8.4. Гальванические цепи. Химические и концентрационные цепи. Экспериментальное определение ЭДС гальванических цепей. Нормальный элемент Вестона. Его использование в технике лабораторных 9. Поверхностные явления. Адсорбция 9.1. Строение жидкостей и поверхностное натяжение. Методы определения поверхностного натяжения. Зависимость поверхностного натяжения от концентрации раствора.

9.2. Изотерма адсорбции Гиббса и ее значение. Поверхностная активность.

9.3. Адсорбция газов и паров на твердых адсорбентах. Уравнение Фрейндлиха. Определение постоянных уравнения Фрейндлиха.

9.4. Теория адсорбции мономолекулярного слоя. Уравнение изотермы Лангмюра. Экспериментальное определение постоянных уравнения 10. Коллоидные системы 10.1. Молекулярно-кинетические и оптические свойства коллоидных систем. Методы получения коллоидных систем.

10.2. Мицелла, ее образование и строение. Агрегативная устойчивость коллоидных растворов. Электрокинетический потенциал. Изоэлектрическое состояние. Перезарядка поверхности.

10.3. Коагуляция коллоидных растворов. Порог коагуляции. Защитное число. Эмульсии и пены. Получение и разрушение эмульсий и пен.

Набухание. Виды набухания. Степень набухания.

10.4. Гели (студни). Влияние концентрации, температуры и посторонних электролитов на застудневание.

10.5. Явление синерезиса и тиксотропии.