Типы ОВР.

Межмолекулярные — реакции, в которых окисляющиеся и восстанавливающиеся атомы находятся в молекулах разных веществ, например:

Н₂S + Cl₂ → S + 2HCl

Внутримолекулярные — реакции, в которых окисляющиеся и восстанавливающиеся атомы находятся в молекулах одного и того же вещества, например:

2H₂O → 2H₂ + O₂

Диспропорционирование (самоокисление-самовосстановление) — реакции, в которых один и тот же элемент выступает и как окислитель, и как восстановитель, например:

Cl₂ + H₂O → HClO + HCl

Репропорционирование (конпропорционирование) — реакции, в которых из двух различных степеней окисления одного и того же элемента получается одна степень окисления, например:

NH₄NO₃ → N₂O + 2H₂O

Определение окислительно-восстановительных свойств элементов.

Металлы обладают восстановительными свойствами, неметаллы окислительными. Если говорить упрощенно, то элементы в верхнем левом углу(таблицы Менделеева) обладают наиболее ярко выраженными восстановительными свойствами, а в диаметрально противоположном(т.е. левом нижнем) - окислительными. Есть также элементы обладающими и теми и другими свойствами в зависимости от условий реакции.

77)

n (SiC) = m/M = 200кг/40г/моль = 200000г/40г/моль = 5000 моль

Уравнение реакции: SiO2+3C = SiC+2CO

по уравнению р-ии n (SiO2) = n (SiC) = 5000 моль, n( C) = 3n (SiC) = 15000 моль, n( чист С) = n (C)/ w (C)*100% = 15000 моль/95%*100% = 15000 моль/0,95 = 15789,47 моль

Ответ: 15000 моль; 15789,47 моль.

Билет 28

78)

Раствор – это однородная система, образованная веществами, между которыми нет поверхности раздела. Вещества, образующие раствор, называют компонентами рас-твора, один из компонентов – растворитель, другое растворяемое или растворенное вещество, и продукта их взаимодействия. Отсутствие поверхности раздела между компонентами раствора отличает раствор от механической смеси веществ.

Раствор – это однородная система, состоящая из частиц растворенного вещества, растворителя и продуктов их взаимодействия.

При растворении многих веществ их молекулы (или ионы) связываются с молекула-ми растворителя, образуя соединения, называемые сольватами (solvere — раство-рять); этот процесс называется сольватацией.

В частном случае, когда растворителем (вещество, способное растворять другие ве-щества) является вода, эти соединения называются гидратами, а самый процесс их образования — гидратацией.

Гидраты, как правило, нестойкие соединения, во многих случаях разлагающиеся уже при выпаривании растворов. Но иногда гидраты настолько прочны, что при выделении растворенного вещества из раствора вода входит в состав его кристаллов. Вещества, в кристаллы(твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно) которых входят молекулы воды, называются кристаллогидратами, а содержащаяся в них вода — кристаллизационной.

Растворимость вещества – его качественная и количественная способность образо-вывать раствор при смешивании с другим веществом (растворителем). Раствори-мость вещества зависит от его природы и агрегатного состояния до растворения, а также от природы растворителя и температуры приготовления раствора.

79)

Большая часть металлов присутствует в природе в виде руд и соединений. Они образуют оксиды, сульфиды, карбонаты и другие химические соединения. Для получения чистых металлов и дальнейшего их применения необходимо выделить их из руд и провести очистку. При необходимости проводят легирование и другую обработку металлов. Изучением этого занимается наука металлургия. Металлургия различает руды чёрных металлов и цветных.

Многие металлы широко распространены в природе. Так, содержание некоторых металлов в земной коре следующее:

алюминия — 8,2%

железа — 4,1%

кальция — 4,1%

натрия — 2,3%

магния — 2,3%

калия - 2,1 %

титана — 0,56%

80)

Билет 29.

81)

По агрегатному состоянию растворы могут быть газообразными, жидкими и твердыми.

Любой раствор состоит из растворенных веществ и растворителя, хотя эти понятия в известной степени условны. Например, в зависимости от соотношения количества спирта и воды эта система может быть раствором спирта в воде или воды в спирте.

Обычно растворителем считают тот компонент, который в растворе находится в том же агрегатном со–стоянии, что и до растворения.

Растворы веществ с молярной массой меньше 5000 г/моль называются растворами низкомолекулярных со–единений (НМС), а растворы веществ с молярной мас–сой больше 5000 г/моль – растворами высокомолекулярных соединений (ВМС).

По наличию или отсутствию электролитической диссоциации растворы НМС подразделяют на два класса – растворы электролитов и неэлектролитов.

Растворы электролитов – растворы диссоциирующих на ионы солей, кислот, оснований, амфолитов. Например, растворы KNО₃, HCl, КОН, Аl(ОН)₃ , глицина.

Электрическая проводимость растворов электролитов выше, чем растворителя.

Растворы неэлектролитов – растворы веществ, практически не диссоциирующих в воде. Например, растворы сахарозы, глюкозы, мочевины. Электриче–ская проводимость растворов неэлектролитов мало отличается от растворителя.

Растворы НМС (электролитов и неэлектролитов) называются истинными в отличие от коллоидных растворов. Истинные растворы характеризуются гомогенностью состава и отсутствием поверхности раздела между растворенным веществом и растворителем. Раз–мер растворенных частиц (ионов и молекул) меньше 10^-9м.

Большинство ВМС – полимеры, молекулы которых (макромолекулы) состоят из большого числа повторяющихся группировок или мономерных звеньев, со–единенных между собой химическими связями. Растворы ВМС называются растворами полиэлектролитов.

К полиэлектролитам относятся поликислоты (гепарин, полиадениловая кислота, полиаспарагиноваякис–лота и др.), полиоснования (полилизин), полиамфолиты (белки, нуклеиновые кислоты).

Концентрация — величина, характеризующая количественный состав раствора.

концентрацией растворённого вещества (не раствора) называют отношение количества растворённого вещества или его массы к объёму раствора (моль/л, г/л), то есть это отношение неоднородных величин.

Те величины, которые являются отношением однотипных величин (отношение массы растворённого вещества к массе раствора, отношение объёма растворённого вещества к объёму раствора), правильно называть «долями». Однако на практике для обоих видов выражения состава применяют термин «концентрация» и говорят о концентрации растворов

Молярная концентрация — количество растворённого вещества (число молей) в единице объёма раствора. Молярная концентрация в системе СИ измеряется в моль/м³, однако на практике её гораздо чаще выражают в моль/л или ммоль/л. Также распространено выражение в «молярности». Возможно другое обозначение молярной концентрации , которое принято обозначать М. Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/л называют 0,5-молярным.

Примечание: единица «моль» не склоняется по падежам. После цифры пишут «моль», подобно тому, как после цифры пишут «см», «кг» и т. п.

,

где:

· ν — количество растворённого вещества, моль;

· V — общий объём раствора, л.

Массовая доля (Процентная концентрация)— отношение массы растворённого вещества к массе раствора. Массовая доля измеряется в долях единицы или в процентах:

,

где:

· m₁ — масса растворённого вещества, г;

· m — общая масса раствора, г .

Массовое процентное содержание компонента, m%

m_%=(m_i/Σm_i)*100

Нормальная концентрация — количество эквивалентов данного вещества в 1 литре раствора. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или г-экв/л (имеется в виду моль эквивалентов). Для записи концентрации таких растворов используют сокращения «н» или «N». Например, раствор, содержащий 0,1 моль-экв/л, называют децинормальным и записывают как 0,1 н.

,

где:

· ν — количество растворённого вещества, моль;

· V — общий объём раствора, л;

· z — число эквивалентности (фактор эквивалентности ).

Нормальная концентрация может отличаться в зависимости от реакции, в которой участвует вещество. Например, одномолярный раствор H₂SO₄ будет однонормальным, если он предназначается для реакции со щёлочью с образованием гидросульфата калия KHSO₄, и двухнормальным в реакции с образованием K₂SO₄.

Моляльность — количество растворённого вещества (число моль) в 1000 г растворителя. Измеряется в молях на кг, также распространено выражение в «моляльности». Так, раствор с концентрацией 0,5 моль/кг называют 0,5-мольным.

,

где:

· ν — количество растворённого вещества, моль;

· m₂ — масса растворителя, кг.

Следует обратить особое внимание, что, несмотря на сходство названий, молярная концентрация и моляльность — величины различные. Прежде всего, в отличие от молярной концентрации, при выражении концентрации в моляльности расчёт ведут на массу растворителя, а не на объём раствора. Моляльность, в отличие от молярной концентрации, не зависит от температуры.

Мольная доля — отношение количества молей данного компонента к общему количеству молей всех компонентов. Мольную долю выражают в долях единицы.

,

где:

· ν_i — количество i-го компонента, моль;

· n — число компонентов;

Титр раствора — масса растворённого вещества в 1 мл раствора.

,

где:

· m₁ — масса растворённого вещества, г;

· V — общий объём раствора, мл;

В аналитической химии обычно концентрацию титранта пересчитывают применительно к конкретной реакции титрования таким образом, чтобы объём использованного титранта непосредственного показывал массу определяемого вещества; то есть титр раствора показывает, какой массе определяемого вещества (в граммах) соответствует 1 мл титрованного раствора.

82)

Таблица.Типы химической связи и их основные отличительные признаки.

83)

Билет 30

1. Неэлектролиты. Законы Рауля (тонометрический, криометрический, эбу-лиометрический) и осмотический закон Вант-Гоффа, характеризующие свойства разбавленных растворов неэлектролитов.

НеэлектролитыЭто вещества, растворы или расплавы которых не проводят электрический ток. К ним относятся: кислород, водород, многие органические вещества (сахара, эфиры, бензол и др.). В молекулах этих веществ существуют ковалентные не полярные или малополярные связи.

Первый закон Рауля связывает давление насыщенного пара над раствором с его составом; он формулируется следующим образом:

· Парциальное давление насыщенного пара компонента раствора прямо пропорционально его мольной доле в растворе, причём коэффициент пропорциональности равен давлению насыщенного пара над чистым компонентом.

Для бинарного раствора, состоящего из компонентов А и В (компонент А считаем растворителем) удобнее использовать другую формулировку:

· Относительное понижение парциального давления пара растворителя над раствором не зависит от природы растворённого вещества и равно его мольной доле в растворе.

Растворы, для которых выполняется закон Рауля, называются идеальными. Идеальными при любых концентрациях являются растворы, компоненты которых очень близки по физическим и химическим свойствам (оптические изомеры, гомологи и т. п.), и образование которых не сопровождается изменением объёма и выделением либо поглощением теплоты. В этом случае силы межмолекулярного взаимодействиямежду однородными и разнородными частицами примерно одинаковы, и образование раствора обусловлено лишь энтропийным фактором.

Второй закон Рауля[править | править исходный текст]

Тот факт, что давление паров над раствором отличается от давления паров над чистым растворителем, существенно влияет на процессы кристаллизации и кипения. Из первого закона Рауля выводятся два следствия, касающиеся понижения температуры замерзания и повышения температуры кипения растворов, которые в объединённом виде известны как второй закон Рауля.

Понижение температуры кристаллизации растворов(Криометрический Закон)

Условием кристаллизации является равенство давления насыщенного пара растворителя над раствором давлению пара над твёрдым растворителем. Поскольку давление пара растворителя над раствором всегда ниже, чем над чистым растворителем, это равенство всегда будет достигаться при температуре более низкой, чем температура замерзания растворителя. Так, океанская вода начинает замерзать при температуре около минус 2 °C.

Разность между температурой кристаллизации растворителя T°_fr и температурой начала кристаллизации раствора T_fr есть понижение температуры кристаллизации.

· Понижение температуры кристаллизации бесконечно разбавленных растворов не зависит от природы растворённого вещества и прямо пропорционально моляльной концентрациираствора.

Поскольку по мере кристаллизации растворителя из раствора концентрация последнего возрастает, растворы не имеют определённой температуры замерзания и кристаллизуются в некотором интервале температур.

Повышение температуры кипения растворов(Эбулиометрический закон)

Жидкость кипит при той температуре, при которой общее давление насыщенного пара становится равным внешнему давлению. Если растворённое вещество нелетуче (то есть давлением его насыщенных паров над раствором можно пренебречь), то общее давление насыщенного пара над раствором равно парциальному давлению паров растворителя. В этом случае давление насыщенных паров над раствором при любой температуре будет меньше, чем над чистым растворителем, и равенство его внешнему давлению будет достигаться при более высокой температуре. Таким образом, температура кипения раствора нелетучего вещества T_b всегда выше, чем температура кипения чистого растворителя при том же давлении T°_b.

· Повышение температуры кипения бесконечно разбавленных растворов нелетучих веществ не зависит от природы растворённого вещества и прямо пропорционально моляльной концентрации раствора

Закон Вант-Гоффа.Осмотическое давление раствора равно газовому давлению, которое производило бы растворенное вещество, находясь в газообразном состоянии и занимая объем, равный объему раствора.

,

где Р_осм – осмотическое давление, кПа;

с – молярная концентрация растворенного вещества, моль/л;

R – универсальная газовая постоянная, 8,314 Дж/(мольК);

Т – абсолютная температура, К;

V(р-ра) – объем раствора, л.

Зависимость скорости реакции оттемпературу выражается правилом Вант-Гоффа: При увеличении температуры на каждые 10 градусов скорость химической реакции увеличивается в 2-4 раза

Разбавленные растворы неэлектролитов обладают. [1]

Разбавленные растворы неэлектролитов обладают рядом свойств ( коллигативные свойства), количественное выражение которых зависит только от числа находящихся в растворе частиц растворенного вещества и от количества растворителя. Некоторые коллигативные свойства растворов используются для определения молекулярной массы растворенного вещества. [2]

Свойства разбавленных растворов неэлектролитов, относящихся к нелетучим веществам, описываются следующими законами. [3]

Для разбавленного раствора неэлектролита, согласно ( 103) ( гл. [4]

Поведение разбавленных растворов неэлектролитов как идеальных разбавленных растворов обусловливает их так называемые общие свойства растворов, которые не зависят от природы растворенного вещества, а только от его долевой мольной концентрации. [5]

Для разбавленных растворов неэлектролитов все эти величины находятся в простой пропорциональной зависимости от числа молекул растворенного вещества. [6]

В разбавленном растворе неэлектролита число частиц совпадает с числом молекул, в то время как в разбавленном растворе электролита число частиц увеличивается в результате диссоциации и во столько же раз возрастает депрессия. [7]

В умеренно разбавленных растворах неэлектролитов коэффициент активности заметно отличается от единицы. [8]

В разбавленных растворах неэлектролитов молекулы растворенного вещества практически не взаимодействуют друг с другом из-за большого расстояния между ними. Поведение этих молекул в растворе аналогично поведению молекул идеального газа. Если, например, налить в стакан концентрированный раствор сахарозы, а сверху слой чистой воды, то через некоторое время концентрация молекул сахарозы станет одинаковой во всем объеме раствора. Такое взаимное проникновение молекул называется диффузией. В данном случае имеет место встречная, или двусторонняя, диффузия молекул сахарозы в воду и молекул воды в сахарозу. [9]

В разбавленных растворах неэлектролитов молекулы растворенного вещества практически не взаимодействуют друг с другом из-за большого расстояния между ними. Поведение этих молекул в растворе аналогично поведению молекул идеального газа. Действительно, если, например, налить в стакан концентрированный раствор сахарозы, а сверху слой чистой воды, то через некоторое время концентрация молекул сахарозы станет одинаковой во всем объеме раствора. Такое взаимное проникновение молекул называется диффузией. В данном случае имеет место встречная или двусторонняя диффузия молекул сахарозы в воду и молекул воды в сахарозу. [10]

Исследование свойств разбавленных растворов неэлектролитов показало, что понижение давления пара, повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания обусловлены только числом растворенных частиц в определенном объеме данного растворителя и не зависят от природы растворенного вещества. В этом заключается сущность законов Рауля. [11]

Некоторые свойства разбавленных растворов неэлектролитов могут быть описаны количественно и выражены в виде законов. [12]

Исследование свойств разбавленных растворов неэлектролитов показало, что понижение давления пара, повышение температуры кипения и понижение температуры замерзания обусловлены только числом растворенных частиц в определенном количестве данного растворителя и не зависят от природы растворенного вещества. В этом заключается сущность законов Рауля.

2. Химические электроды. Электродные потенциалы. Ряд стандартных электродных потенциалов, его особенности. Формула Нернста.

ЭЛЕКТРОДЫ в электрохимии, электронно-проводящие фазы, контактирующие с ионным проводником (электролитом). Часто под электродом понимают лишь одну электронно-проводящую фазу. При пропускании тока от внеш. источника через систему из двух электродов, соединенных друг с другом через электролит, на электродах протекают два процесса: заряжение двойного электрического слоя и электрохим. р-ция. В отличие от фазовых контактов металл-металл, металл-полупроводник, полупроводник-полупроводник и т. п. на фанице фаз, составляющих электрохим. систему, вид носителей тока меняется, т. к. в электролите ток переносится ионами, а в электронно-проводящей фазе - электронами. Непрерывность прохождения тока через фаницу фаз в этом случае обеспечивается электродной р-цией. Электрод наз. анодом, если на его пов-сти преобладает р-ция, приводящая к генерированию электронов, т. е. происходит окисление в-в, содержащихся в электролите, либо ионизация металла анода. Электрод наз. катодом, если с его пов-сти электроны металла переходят на частицы реагирующих в-в, к-рые при этом восстанавливаются.

Электро́дныйпотенциа́л — разность электрических потенциалов между электродом и находящимся с ним в контакте электролитом (чаще всего между металлом и растворомэлектролита)