Закон рауля математичний вираз

Одеський державний медичний університет фармацевтичний факультет навчально-методичний посібник для студентів 3 курсу V – VI семестрів фармацевтичного факультету заочної форми навчання одеса – 2006

58. Дати визначення основним поняттям розділа «Фазові рівноваги»: фаза, компонент, варіантність (або число термодинамічних ступенів вільності) системи. Навести приклади.

59. Сформулювати, записати математичний вираз і проаналізувати правило фаз Гіббса.

60. Який вид буде мати математичний вираз правила фаз для однокомпонентної системи, на яку впливають тільки два зовнішніх фактори (температура й тиск)?

61. Обчислити максимальне число ступенів вільності у двокомпонентній рівноважній системі за умови, що на неї впливають:

а) один зовнішній фактор (температура);

б) два зовнішніх фактори (температура й тиск).

62. Відомо, що сірка існує у двох твердих модифікаціях. Чи можливо підібрати такі р і Т, щоб домогтися співіснування сірки ромбічної, моноклінної, рідкої й газоподібної? Відповідь мотивувати.

63. Визначити число ступенів вільності системи, у якій водяний розчин KNO3 і NaNO3 перебуває в рівновазі з водяними парами й кристалами KNO3, якщо із зовнішніх факторів на систему впливають температура й тиск.

64. Визначити число ступенів вільності системи, які має рівноважна система, що складається з водяного розчину Na2SO4, кристалів льоду і пару води (із зовнішніх факторів на систему діють тиск і температура).

65. Розрахувати число термодинамічних ступенів вільності для рівноважної системи, що складається з водяного розчину Na2SO4, кристалів льоду, кристалів Na2SO4∙ H2O і парів води, якщо число зовнішніх факторів, що впливають на цю систему, дорівнює двом (температура й тиск).

66. Визначити число ступенів вільності в рівноважній системі, на якій із зовнішніх факторів впливає температура (n = 1) 2Fe ↔ 2Fe + O2.

67. Визначити число ступенів вільності для наступної рівноважної системи:

Число зовнішніх факторів, що впливають на систему n = 1.

68. Зобразити діаграму стану води в координатах р = f (T) при невеликих тисках і проаналізувати її. Чому дорівнює число термодинамічних ступенів вільності в потрійній крапці на цій діаграмі? Чому?

69. Указати максимальне число фаз однокомпонентної системи, які можуть одночасно перебувати в стані термодинамічної рівноваги. Пояснити це за допомогою діаграми стану води, побудованої в координатах рТ.

70. Написати рівняння Клапейрона-Клаузіуса в диференціальній і інтегральній формах. Проаналізувати його й пояснити, які величини можна розрахувати за його допомогою.

71. Як розрахувати теплоту випаровування діетилового ефіру? Якими експериментальними даними необхідно володіти для цього?

72. На якому рівнянні заснований розрахунок теплоти випаровування етилового спирту? Написати відповідну формулу. Які дані необхідні для такого розрахунку?

73. Якими експериментальними даними необхідно володіти для розрахунку теплоти сублімації йоду? Яке рівняння і у якій формі лежить в основі цих розрахунків?

74. У чому сутність термічного аналізу? Яке його практичне значення для фармації? Навести конкретні приклади.

75. Що являє собою діаграма плавлення? Якими експериментальними даними необхідно володіти для її побудови?

76. Чим відрізняються діаграми плавлення бінарних систем, утворених з неізоморфних і ізоморфних речовин? Навести приклади таких діаграм і проаналізувати їх за допомогою правила фаз Гіббса.

77. Навести діаграму плавлення системи, компоненти якої утворюють одну хімічну сполуку, і проаналізувати її за допомогою правила фаз Гіббса.

78. Навести діаграму плавлення системи, компоненти якої утворюють кілька хімічних сполук і проаналізувати її за допомогою правила фаз Гіббса.

79. Сформулювати правило важеля, навести приклад його практичного застосування.

80. Наслідком якого фундаментального закону природи є закон розподілу? Навести математичні вирази закону розподілу і проаналізувати кожен з них.

81. У яких випадках для розрахунку коефіцієнта розподілу використовують рівняння Нернста? Рівняння Шилова-Лепінь? Чому?

82. Як визначити константи рівняння Шилова-Лепінь?

83. Що таке екстракція? Сформулювати оптимальні умови екстракції. Навести приклади використання екстракції у фармації.

84. Навести висновок рівняння одноразової екстракції.

85. Навести висновок рівняння багаторазової екстракції.

86. Коефіцієнти розподілу йоду між сірковуглецем і водою й між тетрахлоридом вуглецю і водою при 298 К дорівнюють відповідно 590 і 85,5. Який з неводних розчинників більш ефективний для екстрагування йоду з водяного розчину?

87. Коефіцієнти розподілу тимолу між хлороформом і водою, тетрахлоридом вуглецю і водою і н-октаном і водою при 20 0 С дорівнюють відповідно 630; 245 і 48. Який з органічних розчинників найбільше повно витягає тимол з його водяного розчину?

88. Дати загальну характеристику розчинів. Які лікарські розчини називають ізо-, гіпо- і гіпертонічними?

89. Які способи виразу концентрації розчинів Ви знаєте? Навести приклади.

90. Навести два формулювання закону Рауля і їх математичний вираз.

91. Коллігативні властивості розчинів. Дати визначення і математичні вирази. Застосування у фармації.

92. Що таке ебуліоскопія? Фізичний зміст ебуліоскопічної постійної. Підвищення температури кипіння розчинів.

93. Що таке кріоскопія? У чому фізичний зміст кріоскопічної постійної. Зниження температури замерзання розчинів.

94. Дати визначення поняттю осмос. Що таке осмотичний тиск? Як його розраховують?

95. Сформулювати закон Вант-Гоффа для розведених електролітів. Роль осмосу в життєдіяльності організмів.

96. Що таке ізотонічний, гіпертонічний і гіпотонічний розчини? Що їх відрізняє? Біологічне значення осмотичного тиску.

97. Який розчин називають ідеальним? Сформулювати закон Рауля для ідеальних газів.

98. Що називається розчином? Яка термодинамічна умова самодовільного утворення істинного розчину із цукру й води при сталості р і Т? Відповідь мотивувати.

99. Для чого використовують кріоскопічний метод у фармації? Сутність методу. Фізичний зміст кріоскопічної постійної.

100. Що таке ебуліоскопія, кріоскопія й осмометрія? Застосування цих методів у фармації.

101. Як змінюється енергія Гіббса системи при розчиненні сахарози у воді при постійних температурі й тиску? Пояснити, чи буде застосований закон Рауля до отриманого розчину і за яких умов.

102. Чому тиск насиченої пари розчинника над розчином нелиткої речовини завжди менше, ніж над чистим розчинником? Сформулювати закон Рауля й написати його математичний вираз.

103. Накреслити графік і записати математичні вирази залежності загального й парціального тисків пари від складу бінарних ідеальних сумішей при даній температурі. Проаналізувати отримані діаграми.

104. Чим обумовлені відхилення від закону Рауля в реальних розчинах? Відповідь проілюструвати графіками.

105. Пояснити I і II закони Коновалова, використовуючи діаграми тиску насиченої пари – склад й температура кипіння — складу.

106. Пояснити принцип фракційної перегонки. Застосування її у фармації.

107. На чому заснована перегонка з водяною парою? Навести приклади її застосування у фармації.

108. Розчинність газів у рідині. Чому іноді розчинення газу в рідині називають адсорбцією газу рідиною? Які фактори впливають на розчинність газу в рідині?

109. Склад пари бінарних розчинів. Які розчини називають азеотропними? Як можна одержати абсолютний етиловий спирт?

110. Сильні й слабкі електроліти. Теорія Аррениуса. Закон розведення Оствальда.

111. Розглянути основні положення теорії електролітичної дисоціації. Які недоліки теорії?

112. Сучасна теорія розчинів. Розглянути механізм розчинення твердих речовин у рідинах. Роль теорії розчинів у фармації.

113. Що називається активністю? За яких умов замість концентрації варто застосовувати активність? Коефіцієнт активності. Іонна сила розчину. Термодинамічна константа рівноваги.

114. Основні положення теорії Дебая-Гюккеля. «Іонна атмосфера». Розрахунок коефіцієнтів активності.

115. Протолітична теорія кислот і основ.

116. Іонні добутки води. Водневий показник. Шкала pН. Розрахунок pН розчинів кислот і основ.

117. Що таке гідроліз? Розрахунок pН гідролізованих розчинів.

118. Дати визначення буферним розчинам. Класифікація буферних розчинів. Механізм дії буферних розчинів. рН буферних розчинів.

119. Написати реакції гідролізу наступних сполук: Na2CO3; CH3COONH4; NaCl; FeCl3 і вказати реакцію середовища.

120. Дати визначення поняттю «буферна ємність». Від чого вона залежить. Механізм дії білкової буферної системи. Значення буферних розчинів для біологічних систем.

121. Питома електрична провідність, залежність її від різних факторів.

122. Молярна електрична провідність, її залежність від різних факторів. Молярна електрична провідність при нескінченному розведенні. Закон Кольрауша.

123. Пояснити як, користуючись кондуктометричним методом, визначити ступінь дисоціації, константу дисоціації, добуток розчинності електроліту.

124. Числа переносу іонів.

125. На чому засноване кондуктометричне титрування? Показати, як визначається точка еквівалентності при кондуктометричному титруванні. Навести приклади його застосування у фармацевтичній практиці.

126. Електроди першого роду. Виведення рівняння для потенціалу електрода першого роду.

127. Принцип роботи водневого електрода. Рівняння для потенціалу водневого електрода. Cтандартний водневий електрод.

128. Електроди другого роду. Виведення рівняння для потенціалу електрода другого роду.

129. Які електроди ставляться до окислювально-відновних? Чим відрізняються прості й складні редокс-електроди?

130. Іонселективні електроди. Яка величина є основною характеристикою ІСЕ? Навести приклади використання ІСЕ в медицині й фармації.

131. Що називається гальванічним елементом? Виведення виразу для ЕРС оборотного гальванічного елемента.

132. Що таке стандартна ЕРС? Записати вираз для ЕРС гальванічного елемента на конкретному прикладі.

133. Чим відрізняються хімічні й концентраційні гальванічні елементи?

134. Чим відрізняються ланцюги без переносу і з переносом? Навести схеми ланцюгів.

135. Чому в ланцюгах з переносом виникає дифузійний потенціал? Вивести рівняння для дифузійного потенціалу.

136. Як визначити тепловий ефект реакції потенціометричним методом?

137. Визначити коефіцієнт активності за даними вимірів ЕРС.

138. Чим відрізняються концентраційна й термодинамічна константи дисоціації? Як визначити термодинамічну константу дисоціації за допомогою ланцюга без переносу?

139. Потенціометричний метод визначення рН як фармакопійний метод.

140. Визначення активності й концентрації іонів за допомогою іонселективних електродів.

141. У чому сутність методу потенціометричного титрування? Навести приклади його використання у фармацевтичній практиці.

142. Який вид мають криві потенціометричного титрування кислот лугом? Суміші кислот лугом? Способи знаходження точки еквівалентності.

143. Визначити константу дисоціації методом потенціометричного титрування. Чому константа дисоціації є важливою характеристикою лікарських і біологічно активних речовин?

144. Практичне застосування потенціометрії у фармації. Навести приклади з Державної фармакопеї.

145. Визначити добуток розчинності методом електропровідності.

146. Дифузійні й мембранні потенціали. Природа біопотенціалів. Потенціал спокою. Потенціал дії. В основі яких методів дослідження лежить реєстрація біопотенціалів?

147. Визначити ступінь й константу дисоціації слабкого електроліту методом потенціометрії.

148. Розрахувати ЕРС гальванічного елемента Fe ‌‌| Fe 2+ (1M) || Pb 2+ (1M) | Pb,

якщо значення стандартних електродних потенціалів напівпара рівні E 0 Fe 2+ / Fe = – 0,44 В, E 0 Pb 2+ / Pb = – 0,13 В. В якому напрямку буде протікати дана окислювально-відновна реакція?

149. Стандартні редокс-потенціали напівпар рівні E o Cl2/2Cl – = 1,36 В и Eo2/2I – = 0,54 В. Скласти сумарні рівняння окислювально-відновної реакції й указати її напрямок.

150. Редокс-потенціал напівреакції 2Br – – 2ē ↔ Br2 дорівнює E o = 1,07 В.

Чи здатний окислити Cl2 бромід іон, якщо E o Cl2/2Cl – = 1,36 В?

151. Швидкість хімічної реакції. Фактори, що впливають на константу швидкості. Написати вираз для швидкості реакції

152. Молекулярність і порядок реакції. Чим відрізняються ці поняття? Пояснити чому вони часто не збігаються? Порядок біохімічних реакцій.

153. Як залежить швидкість реакції 4NO2 (г) + O2 (г) + 2H2O (р) → 4HNO3 (р).

від концентрації реагентів?

154. Міра швидкості реакції. Чим відрізняються статичні хімічні процеси від динамічних? Закон діючих мас. Що таке порядок і молекулярність реакції?

155. Написати вираз для швидкості реакції FeО (тв) + СО (г) → СО2 (г) + Fe (тв)

і пояснити фізичний зміст константи швидкості й від яких факторів вона залежить.

156. Визначити порядок і молекулярність реакції:

СО2 (г) + 2Н2 (г) ↔ СО (г) + Н2О (р), написати вираз для швидкості реакції.

157. Чи залежить швидкість реакції від температури? Правило Вант-Гоффа. Чи може воно бути застосованим до біологічних систем?

158. Енергія активації. Як залежить енергія активації від температури? Метод «прискореного старіння лікарських форм».

159. Як залежить швидкість реакції від температури й природи реагуючих речовин? У чому полягає метод «прискореного старіння лікарських форм»?

160. Класифікація хімічних реакцій.

161. Рівняння кінетики реакції першого, другого й нульового порядку. Визначення порядку реакції.

162. Температурний коефіцієнт швидкості реакції. Прискорені методи визначення строків придатності лікарських речовин.

163. Написати вираз для швидкості хімічної реакції

Як змінюється швидкість реакції під впливом температури?

164. Складні реакції.

165. Енергія активації. Рівняння Арреніуса.

166. Як можна визначити строк придатності лікарської речовини? Які дані для цього необхідні.

167. Гомогенний каталіз. Механізм дії.

168. Ферментативний каталіз.

169. Гетерогенний каталіз.

170. Чому d-метали проявляють каталітичну активність?

Поверхневі явища та адсорбцiя

171. Дати коротку характеристику поверхневим явищам і пояснити, у чому полягає їхнє практичне значення для фармації.

172. Поверхнева енергія. Поверхневий натяг.

173. Які кількісні залежності зв’язують зниження поверхневого натягу розчину з величиною адсорбції та концентрацією розчину? Що таке поверхнева активність? Які методи визначення й розрахунку її?

174. Яка будова поверхнево-активних речовин з несиметричною будовою молекул? Як вони орієнтуються в поверхневому шарі?

175. Які речовини відносять до поверхнево-активних (ПАР)? Навести приклади речовин, які проявляють поверхневу активність на межі поділу водяний розчин — повітря, і схематично представити їхню орієнтацію в поверхневому адсорбційному шарі.

176. Навести рівняння Ленгмюра. На яких допущеннях заснований його висновок? Як розрахувати константи в цьому рівнянні? Як визначити чи підкоряється ізотерма адсорбції рівнянню Фрейндліха або Ленгмюра?

177. Що таке поверхнева активність? Які фактори впливають на її величину? Сформулювати правило Дюкло-Траубе, вказати межі його застосування.

178. Як розрахувати коефіцієнти k і n у рівнянні Фрейндліха.

179. За яким рівнянням можна розрахувати повну поверхневу енергію? Які дані необхідні для такого розрахунку?

180. Поняття про адсорбцію. Як кількісно характеризують адсорбцію? Як змінюється вільна поверхнева енергія в результаті адсорбції й чим це пояснюється?

181. Фізична й хімічна адсорбція. Навести приклади.

182. Написати фундаментальне адсорбційне рівняння Гіббса й дати визначення надлишкової адсорбції.

183. Яке співвідношення між надлишковою Г и абсолютною адсорбціями А? У яких випадках можна прийняти АГ? Що таке негативна гіббсовська адсорбція?

184. Проаналізувати емпіричне рівняння ізотерми адсорбції Фрейндліха, вказати область її застосування. Пояснити, як можна обчислити константи цього рівняння за експериментальним даними.

185. Навести рівняння, які застосовуються для розрахунку величин адсорбції на твердому адсорбенті. Проаналізувати їх. Пояснити, як експериментально визначити адсорбцію валеріанової кислоти з водяного розчину активованим вугіллям?

186. Що таке поверхнева активність? Які речовини називаються поверхнево-активними?

187.Сформулювати основні положення теорії мономолекулярної адсорбції Ленгмюра. Які припущення зроблені в цій теорії? Дати аналіз рівняння Ленгмюра. Як визначити константи рівняння Ленгмюра? Які дані для цього необхідні?

188. Як розрахувати товщину адсорбційного шару й площу, що займається молекулою ПАВ у насиченому мономолекулярному адсорбційному шарі, знаючи залежність поверхневого натягу від концентрації розчину?

189. Чи будуть відрізнятися значення площі, що займається молекулою пропанолу й бутанолу в насиченому мономолекулярному адсорбційному шарі на межі розподілу вода — повітря? Чи однакова товщина цього шару? Відповідь обгрунтувати.

190. Чим зумовлена сферична форма крапель рідини в умовах невагомості?

191. Написати рівняння ізотерми адсорбції теорії мономолекулярної теорії адсорбції Ленгмюра. Пояснити фізичний зміст величин, які входять до нього. При яких умовах це рівняння застосовне?

192. Розказати про орієнтацію молекул аліфатичних спиртів (або кислот) при адсорбції їх з водяних розчинів на активному куті. Чим визначається площа молекули в адсорбційному шарі?

193. Написати і проаналізувати рівняння ізотерми адсорбції Ленгмюра. Пояснити, як за допомогою цього рівняння обчислити величину межової адсорбції Г. Якими експериментальними даними необхідно володіти для цього розрахунку?

194. Сформулювати правило Дюкло-Траубе й пояснити його фізичний зміст. При якій будові поверхневих плівок дотримується це правило? У чому полягає оборотність цього правила?

195. Що таке хроматографія? Розглянути фізико-хімічні принципи хроматографічного поділу.

196. Сутність і основні положення теорії полімолекулярної адсорбції БЕТ.

197. Яке поверхневе явище варто враховувати при виборі допоміжних речовин для таблетирування лікарських препаратів? Чому?

198. Яке фізико-хімічне явище впливає на терапевтичну активність порошків, що містять екстракт беладони й активоване вугілля? Відповідь пояснити.

199. У чому полягає сутність і практичне значення капілярної конденсації?

200. Дати характеристику й навести приклади гідрофільних і гідрофобних поверхонь. Як можна вплинути на змочування твердої поверхні?

201. Змочування. Критерії змочування.

202. Вільна поверхнева енергія й поверхневий натяг.

203. Орієнтація молекул у поверхневому шарі. Визначення довжини й площі, що займає одна молекула.

204. У чому сутність методів хроматографічного аналізу? Як класифікують хроматографічні методи за механізмом процесу поділу й за агрегатним станом нерухомої й рухомої фаз?

205. Чим поняття «абсорбція» відрізняється від поняття «адсорбція»?

206. Теорія адсорбції на твердих тілах. Адсорбент, адсорбтив, адсорбційна рівновага.

207. Що таке ступінь дисперсності? Що таке питома поверхня й у яких одиницях виміряються її величини?

208. Що таке солюбілізація?

209. Що таке критична концентрація міцелоутворення і як її визначити?

210. Іонообмінна адсорбція. Правило Панета-Фаянса.

211. Види сорбції: адсорбція, абсорбція, хемосорбція, капілярна конденсація. Еквівалентна й вибіркова адсорбція сильних електролітів.

212. Як пов’язана питома поверхня часток з їхнім розміром?

213. На чому заснована адсорбційна, розподільна й іонообмінна хроматографії?

214. Фактори, що визначають величину адсорбції на нерухомій поверхні розподілу.

215. Ізотерма адсорбції. Рівняння ізотерми адсорбції Ленгмюра, фізичний зміст констант у рівнянні й їхнє обчислення за експериментальним даними.

216. Чим зумовлене поліпшення змочування водою гідрофобних поверхонь при введенні в неї ПАР?

217. Як впливає додавання електролітів на поверхневий натяг води? Навести приклади.

218. Поверхнево-активні речовини. Поверхнева активність. Правило Дюкло-Траубе.

219. Викласти основні положення теорії мономолекулярної адсорбції Ленгмюра.

219. Іонний обмін, його сутність і практичне застосування.

220. Сутність хроматографії. Класифікація хроматографічних методів. Навести приклади практичного застосування хроматографічних методів у фармації.

221. Що вивчає колоїдна хімія і які ознаки її об’єктів?

222. По яких ознаках класифікують об’єкти колоїдної хімії? Навести приклади дисперсних систем.

223. Дати загальну характеристику дисперсних систем. Пояснити поняття: дисперсна фаза, дисперсійне середовище, ступінь дисперсності. Навести приклади твердих лікарських форм із розмірами часток дисперсної фази 10 -6 – 10 -5 м.

224. Класифікувати дисперсні системи за ступенем дисперсності. Який зв’язок питомої поверхні дисперсних систем із ступенем дисперсності? Навести приклади дисперсних систем з різною питомою поверхнею.

225. Якими параметрами характеризують ступінь роздробленості і який зв’язок між ними?

226. Класифікувати дисперсні системи за агрегатним станом дисперсної фази й дисперсійного середовища. Навести приклади лікарських форм, що відповідають даній класифікації.

227. Класифікувати дисперсні системи за відсутністю або наявністю взаємодії між частками дисперсної фази. Навести приклади лікарських форм, що належать до вільнодисперсних і зв’язо-дисперсних систем.

228. Класифікувати дисперсні системи за взаємодієї між дисперсною фазою й рідким дисперсійним середовищем. Навести приклади лікарських форм, що належать до ліофільних й ліофобним дисперсним системам.

229. Які дисперсні системи відносять до ліофобних? Навести приклади таких систем. Як відбувається формування часток дисперсної фази в ліофобних системах?

230. Чим зумовлений броунівський рух часток дисперсних систем? У яких системах можливий броунівський рух? Навести приклади.

231. Що таке діаліз, електродіаліз і ультрафільтрація і як їх використовують для очищення золя іодида срібла від примісних іонів?

232. Яка природа молекулярно-кінетичних явищ і чому вони поширюються переважно на колоїдно-дисперсні системи, а не на всі дисперсні системи? Дати їхню загальну характеристику.

233. Розказати про основні положення теорії будови подвійного електричного шару. Яке співвідношення лежить в основі цієї теорії?

234. Перелічити електрокінетичні явища й пояснити, чим вони обумовлені.

235. Вказати причини броунівського руху. Як визначити середнє зрушення часток і який його зв’язок з коефіцієнтом дифузії? В яких дисперсних системах неможливий броунівський рух? Навести приклади.

236. Методи одержання дисперсних систем.

237. Молекулярно-кінетичні та оптичні властивості колоїдів (броунівський рух, дифузія, осмос, розсіювання й поглинання світла).

238. Седиментаційна рівновага й седиментаційна стійкість.

239. У чому сутність гіпсометричного розподілу часток дисперсної фази по висоті? Як визначити радіус часток методом підрахунку часток на двох рівнях?

240. Особливості осмотичного тиску золів. Чому осмометрію не можна застосувати для визначення розміру часток дисперсної фази ліофобних золів?

241. Визначення розмірів і маси колоїдної частки за оптичними властивостями (ультрамікроскопія, нефелометрія, електронна мікроскопія).

242. Сформулювати принципи седиментаційного аналізу дисперсних систем. Навести приклади його застосування.

243. Дати загальну характеристику оптичних властивостей дисперсних систем. Проаналізувати рівняння Релея і вкажіть практичні аспекти його використання у фармацевтичному аналізі.

244. Яку будову має подвійний електричний шар міцели? Що таке границя ковзання та дзета-потенціал подвійного електричного шару міцели?

245. Чим обумовлене світлорозсіювання в дисперсних системах? Якими параметрами кількісно характеризують розсіювання світла в системі? Для яких дисперсних систем застосовне рівняння Релея?

246. Що називають электрокінетичним потенціалом? Які фактори впливають на ς-потенціал? Як змінюється ς-потенціал негативно заряджених часток при введенні в золь нітратів калію, барію та лантану?

247. Яке явище називається солюбілізацією? Чим обумовлене це явище? Яке практичне значення цього явища?

248. Розказати про практичне застосування ПАР. На чому засноване використання ПАР в якості стабілізаторів дисперсних систем? У чому полягає механізм миючої дії розчинів ПАР?

249. Дати загальну характеристику явища електрофорезу. Вказати практичні аспекти використання електрофорезу у фармації.

250. Дати загальну характеристику електроосмосу. Вказати практичні аспекти використання електроосмосу у фармації.

251. Що називається потенціалом седиментації та потенціалом перебігу, чим вони обумовлені? Навести рівняння для кількісного розрахунку цих величин. Вказати фактори, що впливають на величину потенціалів.

252. Що варто розуміти під терміном агрегативна стійкість дисперсних систем? Назвати фактори агрегативної стійкості дисперсних систем. Як зв’язані між собою агрегативна стійкість і дзета-потенціал?

253. Що таке стійкість і в чому особливості седиментаційної (кінетичної) і агрегативної стійкості колоїдно-дисперсних систем?

254. Чим обумовлена агрегативнаа нестійкість ліофобных дисперсних систем? Які процеси самодовільно відбуваються в цих системах?

255. Якими методами одержують ліофобні дисперсні системи? Навести приклади.

256. Назвати види стійкості дисперсних систем відповідно до класифікації

Н. П. Пєскова. Дією яких факторів забезпечується агрегативна стійкість ліофобних дисперсних систем? Які речовини використовують як стабілізатори цих систем?

257. Який процес називають коагуляцією? Чим завершується процес коагуляції? Якими способами можна викликати коагуляцію ліофобної колоїдної системи?

258. Що називається швидкою та повільною коагуляцією? Який взаємозв’язок між швидкістю коагуляції та видом потенційної кривої взаємодії часток?

259. Виникнення електричного заряду колоїдних часток і будова подвійного електричного шару.

260. Будова колоїдної частки (міцели).

261. Електродинамічний і електрокінетичний потенціали. Вплив електролітів. Перезарядження частки.

262. Електрокінетичні явища. Електрофорез, електроосмос, потенціали протікання й осідання. Рівняння Гельмгольца-Смолуховського.

263. Кінетична, агрегативна, конденсаційна стійкість.

264. Коагуляція. Фактори, що її викликають, види коагуляції.

265. Правило Шульца — Гарді. Поріг коагуляції.

266. Чергування зон коагуляції, коагуляція сумішами електролітів.

267. Що таке нейтралізаційна й концентраційна коагуляція ліофобних золів електролітами? Як впливає заряд іона, що коагулює, на поріг швидкої коагуляції?

268. Що таке коагуляція ліофобних золів? Які причини можуть викликати коагуляцію? Які способи захисту ліофобних золів лікарських речовин від коагуляції використовують у фармації?

269. Який процес називають коагуляцією? Чим завершується процес коагуляції? Якими способами можна викликати коагуляцію ліофобних золів, інших високодисперсних систем?

270. Що називають порогом коагуляції? Як залежить поріг коагуляції від заряду іона електроліту — коагулятора? Сформулювати правило Шульца-Гарді. Навести приклади.

271. Пояснити явище взаємної коагуляції і колоїдного захисту високодисперсних систем. Навести приклади.

272. Що таке прихована і явна, швидка й повільна коагуляція ліофобних золів? Теорія швидкої коагуляції Смолуховського.

273. Навести класифікацію емульсій залежно від концентрації дисперсної фази. Яку структуру мають висококонцентровані емульсії?

274. Що таке прямі та зворотні емульсії? Як здійснюється обіг фаз емульсій, визначення типу емульсій? Навести приклади.

275. У чому спільність і відмінність емульсій від золів як дисперсних систем? Навести приклади використання емульсій у фармацевтичній практиці.

276. За якими ознаками роблять підбір ПАР для стабілізації прямих і зворотних емульсій і що таке гідрофільно-ліпофільний баланс? Навести приклади.

277. Охарактеризувати суспензію як дисперсну систему. Чим обумовлена седиментаційна нестійкість і низька агрегативна стійкість суспензій? Як можна стабілізувати суспензію? Навести приклади суспензій з лікарськими речовинами.

278. Охарактеризувати піну як дисперсну систему. Якими параметрами характеризується стійкість пін? Шляхи підвищення стійкості пін. Аспекти практичного використання пін у фармації.

279. Охарактеризуйте аерозолі як дисперсні системи. Що таке дим, пил, туман, смог? У чому причина агрегативної нестійкості цих систем?

280. Охарактеризувати порошки як дисперсне середовище. Перелічити основні властивості та показники, що грають найбільш важливу роль у виробництві фармацевтичних препаратів.

281. Як класифікують поверхнево-активні речовини? Чим відрізняються колоїдні ПАР від істинно розчинних ПАР? Навести приклади.

282. Що таке критична концентрація міцелоутворюванняя (ККМ)? Як вона визначається? Намалювати будову міцел колоїдних ПАР при концентрації ПАР, рівної ККМ і концентрації ПАР, значно більшій, ніж ККМ.

283. Які фактори впливають на ККМ? Як впливає довжина вуглеводневого радикала на ККМ у різних по полярності розчинниках?

284. Якими методами одержують колоїдні системи? Умови утворення колоїдних систем при конденсаційних методах одержання.

285. Чим викликана необхідність очищення колоїдних систем? Які методи очищення антибіотиків Ви знаєте?

286. У чому полягає принцип дії “штучної нирки”?

287. Дифузія. Закон Фіка. Визначення розміру колоїдних часток.

288. Осмос. Осмотичний тиск.

289. Седиментація. Седиментаційно-дифузна рівновага. Визначення радіуса часток.

290. Порівняти оптичні властивості дійсних і колоїдних розчинів. Ефект Тиндаля. Рівняння Релея.

291. Визначення розміру часток методом нефелометрії.

292. Утворення подвійного електричного шару. Правило виборчої адсорбції. Умови утворення колоїдної частки.

293. Чому дзета-потенціал є важливою характеристикою колоїдної системи? Від яких факторів він залежить?

294. Що таке колоїдна міцела? Яка її будова? Де виникають термодинамічний і дзета-потенціали?

295. Що таке агрегат, ядро, гранула, міцела? Чому гранула має заряд, а міцела — ні? Відповідь мотивувати.

296. Яке явище колоїдних часток лежить в основі утворення тромбів у судинах організму людини? Як його можна запобігти? Відповідь мотивувати.

297. На мікстурах часто написано “Перед вживанням збовтати!”. Чим викликаний цей надпис? Які фактори й види цього явища колоїдних систем Ви знаєте?

298. Явище звикання золів. Колоїдний захист і сенсибілізація.

299. Значення электрокінетичних явищ. Электрофорез. Його застосування у фармації й медицині.

300. Які речовини відносять до високомолекулярних? Яке застосування вони знаходять у медицині та фармації? Навести конкретні приклади природних і синтетичних ВМР.

301. Які Ви знаєте методи одержання та виділення ВМР, як вони класифікуються?

302. Що таке полідисперсність ВМР? Середньочислена й середньомасова молекулярна маса. Методи визначення молекулярної маси ВМР.

303. Класифікувати синтетичні ВМР по взаємодії з біологічними середовищами. Їхнє застосування в медицині.

304. Структура ВМР. Чим обумовлені специфічні властивості ВМР?

305. Обмежене і необмежене набрякання ВМР. Які фактори впливають на процес набрякання біополімерів?

306. Катіонна, аніонна й поліамфолітна форми існування білків. Вплив рН.

307. Як впливає рН розчину на форму молекул поліамфоліта? Що таке ізоелектрична точка білка?

308. Чи є розходження в розчиненні низькомолекулярних і високомолекулярних речовин? Дати обґрунтовану відповідь.

309. З яких стадій складається процес взаємодії ВМР з розчинником? Розгляенути вплив природи розчинника і ВМР на цей процес. Навести конкретні приклади.

310. Пояснити яким рівнянням описується кінетика набрякання ВМР. Якими способами і як можна розрахувати константу набрякання ВМР?

311. Порівняти властивості розчинів ВМР із властивостями колоїдних і істиних розчинів.

312. Охарактеризувати в’язкість розчинів ВМР, залежність в’язкості від різних факторів. Чи можливо застосовувати рівняння Ньютона — Пуазейля для характеристики розчинів ВМР?

313. Рівняння Штаудингера. Що таке питома, наведена, характеристична в’язкості?

314. Узагальнене рівняння Штаудингера. Який фізичний зміст константи α в цьому рівнянні? Яке мінімальне й максимальне значення α, від чого це залежить?

315. Визначення молекулярної маси ВМР вискозиметричним методом.

316. Які ВМР називають поліелектролітами? Описати властивості розчинів поліелектролітів на прикладі молекул білків. Де знаходять застосування поліелектроліти?

317. Який стан білка називають ізоелектричним? Охарактеризувати методи визначення ізоелектричної точки білків.

318. Який вплив оказують рН середовища на форму макромолекул білків і в’язкість розчинів? Яка електрофоретична рухливість білка в ізоелектричному стані?

319. З якою метою в колоїдні розчини додають ВМР? Поясніть дію ВМР на прикладі бактерицидних препаратів срібла (коларгол, протаргол).

320. Процес застуднівання і вплив на нього різних факторів (температури, концентрації, рН середовища, введення електролітів).

321. Охарактеризувати основні властивості студнів. Яке застосування вони знаходять у фармації?

322. Що відбувається при додаванні до розчинів ВМР електролітів? Порівняти цей процес із поведінкою колоїдних розчинів при введенні в них електролітів.

323. Що являє собою процес коацервації? Як він використовується у фармацевтичній практиці?

324. Класифікація ВМР. Методи одержання.

325. Структура ВМР (форма макромолекул, типи зв’язків, внутрішнє обертання ланок, гнучкість макромолекул).

326. Полімерні електроліти й неелектроліти. Поліамфоліти. Ізоелектрична точка і методи її визначення.

327. Набрякання й розчинення ВМР. Термодинаміка й механізм. Вплив різних факторів. Ліотропні ряди.

328. В’язкість розчинів ВМР. Відхилення від рівняння Ньютона — Пуазеля. Методи виміру в’язкості. Питома, наведена і характеристична в’язкість. Рівняння Штаудингера і його модифікація.

329. Стійкість розчинів ВМР і її порушення. Висолювання. Залежність порогів висолювання поліамфолітів від рН середовища.

330. Мікрокапсулювання, коацервація, мікрокоацервація. Біологічне значення.

331. Студні. Сінерезис, студні у фармації.

332. Якими факторами забезпечується стійкість білкових розчинів? Денатурація. Висолювання.

333. Оборотна й необоротна денатурація. Вплив електролітів на процес осадження білків. Ліотропні ряди Гофмейстера.

334. Тіксотропія. Сінерезис. Біологічне значення сінерезису.

Перший закон термодинаміки та його застосування у фізиці

Зміст:

Визначення першого закону термодинаміки

Просте формулювання першого закону термодинаміки може звучати приблизно так: зміна внутрішньої енергії тієї чи іншої системи можливо виключно при зовнішньому впливі. Тобто іншими словами, щоб в системі відбулися якісь зміни необхідно докласти певних зусиль ззовні. У народній мудрості своєрідним вираженням першого закону термодинаміки можуть служити прислів’я – «під лежачий камінь вода не тече», «без праці не витягнеш рибку зі ставка», тощо. Тобто на прикладі прислів’я про рибку і працю, можна уявити, що рибка і є наша умовно закрита система, в ній не відбудеться ніяких змін (рибка сама себе не витягне зі ставка) без нашого зовнішнього впливу та участі (праці).

Цікавий факт: саме перший закон термодинаміки встановлює, чому зазнали невдачі всі численні спроби вчених, дослідників, винахідників винайти «вічний двигун», адже його існування є абсолютно неможливим згідно з цим самим законом, чому, дивіться абзац вище.

На початку нашої статті було максимального просте визначення першого закону термодинаміки, в дійсності в академічній науці існує цілих чотири формулювання суті даного закону:

  • Енергія нізвідки не з’являється і ні куди не пропадає, вона лише переходить з одного виду в інший (закон збереження енергії).
  • Кількість теплоти, отриманої системою, йде на здійснення її роботи проти зовнішніх сил і зміну внутрішньої енергії.
  • Зміна внутрішньої енергії системи при переході її з одного стану в інший дорівнює сумі роботи зовнішніх сил і кількості теплоти, переданої системі, і не залежить від способу, яким здійснюється цей перехід.
  • Зміна внутрішньої енергії неізольованою термодинамічною системою дорівнює різниці між кількістю теплоти, переданої системі, і роботою, досконалої системою над зовнішніми силами.

Формула першого закону термодинаміки

Формулу першого закону термодинаміки можна записати таким чином:

Кількість теплоти Q, що передається системі дорівнює сумі зміни її внутрішньої енергії ΔU і роботи A.

Процеси першого закону термодинаміки

Також перший закон термодинаміки має свої нюанси залежно від наявних термодинамічних процесів, які можуть бути ізохронними і ізобарними, і нижче ми детально опишемо кожний з них.

Перший закон термодинаміки для ізохорного процесу

Ізохорним процесом в термодинаміці називають процес, що відбувається при постійному об’ємі. Тобто, якщо будь-якому в газі або рідині нагріти речовину в посудині, відбудеться ізохорний процес, так як обсяг речовини залишиться незмінним. Ця умова має вплив і на перший закон термодинаміки, що проходить при ізохорному процесі.

У ізохорному процесі об’єм V є константою, отже, газ роботи не робить A = 0

З цього виходить наступна формула:

Q = ΔU = U (T2) – U (T1).

Тут U (T1) і U (T2) – внутрішні енергії газу в початковому і кінцевому станах. Внутрішня енергія ідеального газу залежить тільки від температури (закон Джоуля). При ізохорному нагріванні тепло поглинається газом (Q> 0), і його внутрішня енергія збільшується. При охолодженні тепло віддається зовнішнім тілам (Q 0 – тепло поглинається газом, і газ здійснює позитивну роботу. При ізобарному стисненні Q

Застосування першого закону термодинаміки

Перший закон термодинаміки має практичне застосування до різних процесів у фізиці, наприклад, дозволяє обчислити ідеальні параметри газу при різноманітних теплових і механічних процесах. Крім суто практичного застосування можна цьому закону знайти застосування і філософське адже що не кажіть, але перший закон термодинаміки є виразом одного з найбільш загальних законів природи – закону збереження енергії. Ще Еклезіаст писав, що ніщо нізвідки не з’являється і нікуди не йде, все перебуває вічно, постійно трансформуючись, в цьому і криється вся суть першого закону термодинаміки.

Перший закон термодинаміки, відео

І на завершення нашої статті вашій увазі освітнє відео про перший законі термодинаміки і внутрішню енергію.

Міністерство освіти І науки, молоді та спорту україни

^ Закон Гесса і наслідки з нього.

Теплохімія базується на законі Гесса: сумарний тепловий ефект даного хімічного процесу не залежить від того, вівся цей процес в одну стадію або в декілька проміжних стадій.
С + О2 = СО2 + Q ккал – 1 стадія

С + 1/2О2 = CO + Q1 ккал

CO + 1/2О2 = СО2 + Q2 ккал 2 стадія

Н = Н1 + Н2
^ З закону Гесса витікає декілька наслідків :

1) Теплота утворення складної речовини з простих дорівнює теплоті розкладання цієї складної речовини на прості, але з протилежним знаком.

^ Теплота утворення — це те тепло, яке виділяється при утворенні 1 моля складної речовини.

Теплота розкладання — це те тепло, яке виділяється або поглинається при розкладанні 1 моля речовини.
С + О2 = СО2 + Н — теплота утворення

СО2 = С + О2 — Н — теплота розкладання
Теплота утворення простих речовин дорівнює нулю. Теплоту утворення складних речовин находять за таблицею.
2) Якщо декілька хімічних реакцій виходять з різних речовин, внаслідок реакції утворюється одна і та ж речовина, то тепловий ефект переходу дорівнює різниці між відповідними реакціями.

Сгр + О2 = СО2 + Н3
Наприклад, тепловий ефект переходу вугілля в алмаз дорівнює:
Нпер = Н1 — Н2
3) Тепловий ефект реакції дорівнює різниці між сумами теплоти утворення речовин, які стоять в правій та лівій частинах хімічного рівняння.
АВ + СД = EM + NF  Н

^ II закон термодинаміки.

II закон термодинаміки встановлює напрямки і межі самовільного процесу. Вперше II закон сформулював у 1747 р. М.В.Ломоносов. Формулювання підтвердив Клаузіус, яке формулюється так: тепло завжди самовільно переходить від гарячого тіла до холодного до тих пір, доки у системі не настане рівновага.

У випадку тепла фактором інтенсивності є температура. У випадку дифузії – концентрація, у випадку газів – тиск, у випадку електрики — потенціали.

Всю внутрішню енергію системи розглядають як суму двох додатків цільної енергії і зв’язаної.
U= G+ g
^ Вільна енергія — це та енергія, за рахунок якої система здійснює роботу -G.

Зв’язана — це та енергія, яка розсіюється у навколишнє середовище — g.
Н = U + pV

H= G + pV+ g
Потенціал Гельмгольца — вільна енергія для конденсованих систем F.

Зв’язана енергія дорівнює g = Т ∙ S.

Ентропія – міра зв’язаної енергії необратимості S. Змінення енергії Гіббса позначається G.

Для самовільного процесу рухомою силою є ентальпія H, ентропія S, або енергія Гіббса G.

1) Якщо Н = 0 ( процес невиділення і непоглинання енергії ), то самовільно буде йти той процес, який буде супроводжувати збільшення ентропії.

2) Якщо S = 0, то самовільно буде йти той процес, який супроводжує зменшення внутрішньої енергії, а саме зменшення ентальпії.

3) Якщо ні S, ні Н = 0, то силою, яка керує процесом, буде G

а) якщо G  0, буде йти прямий процес;

б) якщо G  0, буде йти зворотний процес;

в) якщо G= 0, система буде у рівновазі.

Запитання до семінару.
1. Що вивчає термодинаміка?

2. В яких випадках система називається ізольованою?

3. Чим визначається стан термодинамічної системи?

4. Який закон в термодинаміці являється основним?

5. Від чого залежить внутрішня енергія?

6. Як називається кількість теплоти, яка виділяється або поглинається при реакції?

7. Від чого залежить тепловий ефект реакції?

8. Який процес здійснюються при зміні параметрів системи?

9. Що таке теплота утворення?

10. Що таке теплота розкладання?

11. Хто першим заклав основу другого закону термодинаміки?

12. Від чого залежить здійснена системою робота?

13. Що визначає другий початок термодинаміки?

14. Які термодинамічні фактори визначають напрям хімічних реакцій?

15. В якому співвідношенні знаходяться ентальпія і внутрішня енергія системи?

16. Як зв’язані зміни внутрішньої енергії і ентальпії з тепловим ефектом реакції?

17. Як змінюються ізобарно-ізотермічний і ізохорно-ізотермічний потенціали в самовільному процесі?

18. Які потрібні довідкові величини для розрахунку теплового ефекту реакції?

19. Як називається перехід системи із одного стану в інший?

20. Яка з величин відноситься до термодинамічного потенціалу?

21. Визначити теплоту згорання спирту

22. Тепловий ефект згорання нафталіну до диоксиду вуглецю і води (у рідкому стані) при постійному об’ємі і 18 0 С дорівнює 5162 кДж/моль. Визначити тепловий ефект горіння нафталіну при постійному тиску та цій ж температурі.

23. Визначте тепловий ефект реакції Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 + Q, якщо теплоти утворення FeO та Fe3O4 дорівнюють 26,37 і 1117,7 кДж/моль, а теплоти згорання оксиду вуглецю 283,4 кДж/моль. Розрахувати тепловий ефект цієї реакції.

24. Обчислити теплоту утворення аміаку, виходячи з рівняння реакції:

2NH3 + 1 O2 = N2 + 3H2O (р)

 Н = — 766 кДж/моль

Теплота утворення Н2О (р) дорівнює – 286,2 кДж/моль.

25. Обчислити кількість теплоти, яка виділилась при отриманні 360 г метафосфорної кислоти із оксиду фосфору (5), якщо теплоти утворення Р2О5, НРО3 і Н2О відповідно дорівнюють – 1554, 949,2 і –286,2 кДж/моль.

26. Обчислити тепловий ефект реакції між оксидом заліза (3) і алюмінієм, якщо теплота утворення першого – 821,5 кДж/моль, а другого – 1675,7 кДж/моль.

27. Визначити тепловий ефект реакції розкладу карбоната кальція:

Якщо теплота утворення оксиду кальція, СО2 і карбоната кальція ії простих речовин відповідно дорівнюють (кДЖ/моль): 636,9, 394 і 1208,6.

28. Визначити тепловий ефект горіння метана:

Якщо теплота утворення СО2 дорівнює 94 ккал/моль; теплота утворення водяного пару 57,8 ккал/моль і теплота утворення метана 17,9 ккал/моль.
Семінар № 3
Тема: Фазові рівноваги. Розчини, їх властивості.

Мета: Вивчити властивості розчинів, основні типи розчинів за агрегатним станом розчинника та розчиненої речовини, вміти користуватися формулами для визначення масової частки речовини, молярної та моляльної концентрації.

Вивчити властивості розчинів електролітів та неелектролітів, навчитися визначати осмотичний тиск та залежність його від концентрації, температури, ступеню дисоціації. Навчитися визначати тиск розчину, температуру замерзання та кипіння, ізотонічний коефіцієнт, ступінь дисоціації, вплив концентрації на тиск та температуру. Визначати молекулярну вагу кріоскопічним та ебуліоскопічним методом.
Методичні вказівки.

Фаза — це сукупність тіл системи однорідних за своїм складом та за своїми властивостями і відділених від інших частин системи межею розподілу.

Компонентом системи є така частина системи, яка може бути виділена системи, не змінюючи своїх властивостей. Кожна система завжди має якусь кількість параметрів для даних умов, які можливо змінювати у даних межах, не змінюючи кількість фаз у системі. Такі термодинамічні параметри називають ступені вільності.

Кількість ступенів вільності визначають правилом фаз.

^ Правило фаз чи закон фаз був відкритий американським вченим Гіббсом:
С = К + 2 — Ф
де, С — кількість ступенів вільності

К — кількість компонентів

Ф — кількість фаз
^ Загальна характеристика і властивості розчинів

Існують два види розчинів: дійсні та дисперсні.

Розчинами називають багатокомпонентні системи, в яких одна або декілька речовин розподіляються в іншій речовині — розчиннику. Фізична хімія вивчає властивості дійсних розчинів.

Дійсними називають розчини, в яких речовина розчиняється до молекул та іонів.

Якщо речовина розчиняється до іонів, то такі розчини називають розчини електролітів.

Якщо речовина розчиняється до молекул, то такі розчини називають розчинами неелектролітів.

Розчини електролітів проводять електричний струм, а неелектроліти не проводять. До електролітів відносяться розчини кислот, солей та гідроксидів. До неелектролітів — органічні розчини: цукру, крохмалю, карбонових кислот.

^ Дисперсними системами називають розчини, в яких речовина розчиняється до колоїдних часток — міцел. Дисперсні системи поділяють на грубодисперсні (крейда, борошно у воді, цементний розчин) і колоїдно-дисперсні (AgСІ, Fe(ОН)3) .
^ Способи вираження концентрації.

1. Масова доля речовини — це безрозмірна фізична величина, яка дорівнює підношенню маси речовини до загальної маси розчину.

= 100% (в %)

2. Молярна концентрація виражається числом молей розчиненої речовини в 1 дм 3 .

СМ = (г/моль)

3. Еквівалентна концентрація (концентрація еквівалентів) виражається числом моль-еквівалентів розчиненої речовини в 1 дм 3 розчину.

Сэ = (моль  екв/дм 3 )

^ Фізичні властивості розчинів, дифузія, осмос.

Дифузія — це самодовільне проникнення молекул одної речовини між молекулами іншої речовини. Дифузія краще за все проходить в газах, гірше — у рідинах. Рушійною силою дифузії є кінетична енергія молекул чи ентропійний фактор. З підвищенням температури дифузія збільшується. Дифузія має велике значення для харчової промисловості. Дає можливість забезпечити повноту смаку, кольору, аромату харчових продуктів. Велике значення має однобічна дифузія — дифузія крізь проникливу перегородку, що називається осмосом.

Напівпроникними називають мембрани, які пропускають маленькі частки (іони), а великі молекули не пропускають. Вони бувають: природні і синтетичні. Природні — оболонки клітин організмів. Штучні — пергамент, целофан.

Коли осмотичний тиск підвищується — це явище називають гіпертонією, такий тиск називають гіпертонічним.

Коли осмотичний тиск знижується — це явище називається гіпотонією, тиск — гіпотонічним.

Рівняння для визначення осмотичного тиску:
ПV = nRT

П = nRT/V
де, n — кількість молей розчиненої речовини

V — об’єм розчину

R — газова постійна

Т — температура по Кельвіну

П — осмотичний тиск.

Для розчинів електролітів в рівнянні Вант-Гоффа використовують ізотонічний коефіцієнт:
П = іnRT/V
^ Закони Рауля для відносного зниження тиску над розчином

Тиск пари над чистим розчинником буде вище, а над розчином нижче. Це було доказано французьким вченим Раулем.

^ Закон Рауля: « Відносне зниження тиску пари над розчином дорівнює молярній концентрації розчиненої речовини».

Математичний вираз закону:

де, Ро-тиск пари над чистим розчинником

Р — тиск пари над розчином

n — кількість молей розчиненої речовини

N — кількість молей розчинника.

^ Концентрація в молярних частках — це відношення кількості молів розчиненої речовини до суми кількості молів розчиненої речовини і розчиннику:
n / N + n
У теорію розчинів Вант — Гофф вводить поняття ізотонічного коефіцієнту і, який показує, у скільки разів часткова концентрація електроліту більша, ніж часткова концентрація еквімолекулярного розчину неелектроліту.


де, n- чаткова концентрація електроліту

n- часткова концентрація неелектроліту;

Ізотонічний коефіцієнт показує, у скільки разів усі фізичні властивості розчинів електролітів яскравіше виражені, ніж фізичні властивості неелектролітів.
і= n/n; і= П/П; і= Р/Р; і= tк/tk; і= tз/tз.
Ізотонічний коефіцієнт знаходиться у такій залежності із ступенем електролітичної дисоціації.
∙ 100%
k – величина, яка показує на скільки іонів дисоціює молекула.
Оскільки цей закон використовують для розведених розчинів електролітів, то

n – має маленьке значення і закон Рауля записується так :

Р- зниження тиску пари над розчином:
Р = Р0 – Р
Для розв’язання задач використовують:

^ Закон Рауля для підвищення температури кипіння і зниження

Усі розчини киплять при більш високій температурі, ніж чисті розчинники, а замерзають при більш низькій температурі. Це пов’язано з тиском пари над розчинам.

^ Закон Рауля: «Підвищення t кипіння розчину і зниження t замерзання пряме пропорційні молярній концентрації розчину» :
tк = E ∙ C

t3 = К ∙ С
де, С — моляльна концентрація, яка виражається кількістю молів розчиненої речовини у 1000 г. розчинника.

де, n — кількість молів розчиненої речовини

L — кількість розчинника


де, Е — ебуліоскопічна постійна величина, яка показує на скільки градусів підвищилась t кипіння розчинника, якщо в ньому присутній 1 моль речовини.

К — кріоскопічна постійна, яка показує на скільки градусів знизиться t замерзання розчинника, якщо у ньому розчинити 1 моль речовини, якщо: n = m / М, то отримаємо:



tk = 100 + tk
tз = 0 — tз
^ Визначення молекулярної ваги речовини методами кріоскопії і ебуліоскопії.

1) Якщо кріоскопічна константа К даного розчинника відома, то використовуючи формулу, можна знайти дослідним шляхом молекулярну масу розчинених речовин:

2) Пристрій для кріоскопічних вимірів.

У широкий товстостінний стакан з мішалкою, оточений зверху для термоізоляції ватою, кладуть охолоджену суміш з снігу або льоду і повареної солі. У цю суміш крізь кришку склянки опускають широку пробірку, в яку на пробці встановлюють більш вузьку пробірку, яка має боковий тубус, необхідний для введення наважки досліджуваної речовини. Пробірка закривається пробкою, крізь яку проходять термометр та мішалка.

3) Можна розрахувати молекулярну вагу, використовуючи ебуліоскопічну константу К:


Використовуючи цю формулу, визначають молекулярну вагу розчинених речовин по підвищенню точки кипіння розчину:
; ; ; .
З цих формул видно, що всі фізичні властивості речовин неелектролітів залежать від кількості молів розчиненої речовини (n), а саме від часткової концентрації розчину, так як по кількості молів розчиненої речовини можливо знайти кількість молекул або часткову концентрацію розчину, яка виражається кількістю частин розчиненої речовини у визначеному об’ємі розчинника.

  • Чим відрізняється гомогенна система від гетерогенної?
  • Що називають фазою?
  • Що називають компонентом?
  • Що характеризує фазова діаграма?
  • Яка залежність між температурою плавлення і тиском найбільш типічна для більшості речовин?
  • Що називають розчином?
  • Як пояснити зниження розчинності газу з підвищенням температури?
  • На чому заснована екстракція речовини із розчину?
  • Який може бути тепловий ефект при розчинені рідини в рідині?
  • Від чого залежить осмотичний тиск розчину?
  • Як змінюється склад рідкої фази при замерзанні розчину?
  • Який вид прийме рівняння Гіббса, якщо на рівновагу подіє інший фактор?
  • Обчислити тиск пара 20 %-ного розчину глюкози при 25 0 С. Тиск пара води при даній температурі дорівнює 3167,73 Н/м 2 .
  • Обчислити тиск пара розчину 6,4 г нафталіна в 90 г бензола при 20 0 С. Тиск пара бензола при даній температурі дорівнює 9953,82 Н/м 2 .
  • В 200 г розчину нафталіна в бензолі містить 60 г нафталіна. Обчислити тиск пара розчину при 40 0 С. Тиск пара бензола при 40 0 С дорівнює 24144,6 Н/м 2 .
  • При розчинені 2,05 їдкого натрію в 100 г води температура кипіння підвищилась на 0,496 0 С. Визначте ступінь дисоціації NaOH в розчині.
  • Знайти осмотичний тиск розчину сахарози при 0 0 С, якщо відомо що при 20 0 С осмотичний тиск цього розчину дорівнює 1,066 бар.
  • Знайти молекулярну вагу мочевини, якщо водний розчин містить 0,368 г мочевини в 200 см 3 води при 20 0 С,а осмотичний тиск дорівнює 74630 Н/м 2 .
  • Визначте температуру замерзання водного розчину СаСІ2, якщо ступінь дисоціації солі в розчині дорівнює одиниці. Концентрація розчину 0,5 % СаСІ2.
  • Температура замерзання чистого бензола 5,500 0 С, а розчину, який містить 0,2242 г камфори в 30,55 г бензола, 5,25 0 С. Визначте молекулярну вагу камфори в бензолі.
  • Обчислити тиск пара 1 % розчину хлористого натрія при 100 0 С. Ступінь дисоціації солі в розчині дорівнює – 1 %. При 100 0 С для води Ро= 101325 Н/м 2 .
  • Семінар № 4
    Тема: Хімічна кінетика, хімічна рівновага, каталіз.

    Мета: Вивчити основні поняття хімічної кінетики, навчитися визначати швидкість прямої та зворотної реакції, хімічну рівновагу, користуватися принципом Ле-Шательє, визначати умови перебігу прямої та зворотної реакції. Вивчити класифікацію хімічних реакцій: молекулярні реакції, сполучені, ланцюгові та каталітичні. Навчитися відрізняти гомогенні та гетерогенні каталітичні реакції, вплив ферментів на проходження каталітичних реакцій.
    Методичні вказівки.

    Сутність хімічної реакції зводиться до розриву зв’язків у вихідних речовинах та виникнення нових зв’язків в продовженні реакції. Утворення зв’язків проходить з виділенням теплоти, розрив з поглинанням теплоти. З швидкістю хімічної реакції пов’язані уявлення про перетворення речовин. Вчення про швидкість хімічної реакції називається хімічною кінетикою.

    Під швидкістю хімічної реакції розуміють зміну концентрації одної з реагуючих речовин за одиницю часу при незмінному об’ємі системи.

    Практика показує, що при збільшенні концентрації реагуючих речовин швидкість реакції збільшується. К. Гульдберг та П.Bare ( І867p.) відкрили основний закон хімічної кінетики — закон діючих мас: при постійній температурі швидкість хімічної реакції прямо пропорційна добутку концентрації реагуючих речовин.
    Н2 + І2  2НІ, V = k[H2][I2],
    2NO + О2  2NO2, V = k[NO] 2 [О2]
    V = k[A] m  [B] n
    для реакції типу mA + nB  С — це гомогенні реакції
    k — коефіцієнт пропорційності чи const швидкості реакції

    [ А ] [ В ] — молярні концентрації речовин А та В

    m та n — стехіометричні коефіцієнти.
    V = kCa m ∙ Св n
    ^ Фізична суть k: якщо концентрація кожної з реагуючих речовин дорівнює

    1 моль/л, тоді V = k, кінетичне рівняння реакції.

    В кінетичне рівняння не включають речовини, які знаходяться в твердому стані, оскільки вони реагують поверхнево, а не всім об’ємом.
    С + О2 = СО2 V = k [О2]
    Реакція протікає тим швидше, чим більше концентрація О2. Це гетерогенні реакції. Для них треба враховувати 3 стадії:

    1) вступ реагуючих речовин до поверхні;

    2) хімічна взаємодія на поверхні;

    3) звільнення поверхні від продукту реакції.

    ^ Хімічна рівновага. Принцип Ле – Шательє

    Необоротні реакції після завершення реакції не можуть утворювати вихідні речовини Zn + 2HNO3  Zn (NO3)2 + H2. Більшість відомих реакцій є оборотними.
    N2 + 3H2  2NH3
    На початку швидкість прямої реакції (V1) велика, a V2 = 0, з часом V1 зміщується, a V2 збільшується. Коли V1 = V2 ( при t = const) наступає хімічна рівновага.
    V1 = k1 [N2] [H2] 3
    V2 = k2 [NH3] 2

    V1 = V2
    k1 [N2] [H2] 3 = k2 [NH3] 2

    — константа хімічної рівноваги
    mA + nB = pС + qD
    — математичний вираз закону діючих мас.
    Направлення зміщення рівноваги в загальному вигляді визначається

    принципом Ле — Шатальє. Якщо змінити одну з умов, при яких система знаходиться в рівновазі, то рівновага буде змінюватися у напрямку реакцій, протилежних зовнішніх дій.

    ^ Типи хімічних реакцій

    Молекулярність та порядок реакції
    Молекулярність визначається mіn числом молекул.

    3 молекули А + В + С = Д + Е + FV = kC1C2C3

    ^ Сполучені реакції — чи індуцировані реакції. Деякі хімічні взаємодії не протікають за сумарним рівнянням, а проходять через ряд проміжних процесів.
    HBrO3 + 3H2SO3 = 3H2SO4 + HBr

    в окислювальне — відновних процесах
    ^ Ланцюгові реакції : протікають через ряд зв’язаних між собою елементарних процесів. Кожний такий процес викликається активною часткою (збуджена молекула, вільний атом, радикал, позитивний чи негативний — іон.) Довжина ланцюга вимірюється числом ланок.

    Швидкість реакції збільшується, може привести до вибуху, горіння:

    СІ2 + nV = СІ . + СІ .

    Н . + СІ2 = КСІ + СІ .

    Н . + Н . = Н2
    ^ Каталітична реакція

    Каталізатором називається речовина, яка прискорює реакцію, беручи участь в елементарній стадії, але виходить з такої взаємодії хімічно незмінною.

    ^ Радикальні реакції перебігають через проміжне утворення вільних радикалів та атомів. Вільними радикалами є частинки, які характеризуються наявністю неспарених електронів. Вільними радикалами можуть бути вільні атоми (Н, СІ∙), а також молекули NO, NO2.

    ^ Фотохімічні реакції – хімічні реакції, зумовлені поглинанням реагуючими речовинами світлової енергії. Фотохімічною реакцією є реакція утворення озону з кисню. Також прикладом фотохімічної реакції є реакція синтезу хлороводню з водню та хлору; синтез рослинами складних органічних речовин в процесі їх життєдіяльності (фотосинтез).
    Каталіз.

    Зміну швидкості хімічної реакції у присутності додаткових речовин – каталізаторів, називають каталізом.

    Каталізатором називається речовина, яка прискорює реакцію, беручи участь в елементарній стадії, але виходить з такої взаємодії хімічно незмінною. Каталізатори частіше за все прискорюють реакцію. У цьому випадку каталіз називають позитивним. Каталізатори, які уповільнюють хід хімічного процесу, називають інгібіторами.

    Каталізатор відрізняються вибірковою дією, тому їх називають специфічними, тому що даний каталізатор може впливати тільки певний вид реакції.

    ^ Три види каталізу:

    При гомогенному каталізі реагуючі речовини і каталізатор знаходяться в одній фазі. Дія каталізатора заклечається в тому, що він з вхідними речовинами утворює нестійкі проміжні сполуки. Наприклад:

    в присутності каталізатора К можна представити як процес, який протікає по наступним стадіям:

    1. А + К = АК (проміжна сполука);

    Приклад утворення складного ефіру: С2Н5ОН + СН3СООН = СН3СООС2Н5 + Н2О йде роки. Якщо використовувати розчинену НСІ чи H2SO4 + t, то реакція відбувається в 2 — 3 години.

    ^ При гетерогенному каталізі реакції протікають на поверхні каталізатора площа поверхневого шару каталізатора та його будова визначає активність каталізатора. Для збільшення площі поверхневого шару каталізатора звичайно придають пористу структуру або його наносять тонким шаром на другу хімічно нейтральну речовину (пензу, азбест). Каталізатори другого типу називають нанесеними, а нейтральну речовину — носієм. Каталітичною активністю володіє не вся площа, а тільки її активні центри. Наявність активних центрів на поверхні каталізатора підтверджується високою чутливістю каталізатора. Весь каталітичний процес розбивають на 5 послідовно протікаючи стадій:

    1. дифузія молекул реагуючих речовин до поверхні каталізатора;
    2. адсорбція молекул реагуючих речовин на поверхні каталізатора;
    3. хімічна реакція;
    4. десорбція молекул продуктів реакції;
    5. дифузія молекул продуктів реакції з поверхні каталізатора в рідку або газову фазу.
    6. Всі ці стадії можуть відбуватися з різними швидкостями, тому швидкість всього каталітичного процесу визначається його найбільш повільною стадією. Наприклад: контактний спосіб отримання H2SO4 (SO2 окислюють О2 за участю V2 O5 в суміші з H2SO4 ).

      ^ Ферментативний каталіз — під дією ферментів. Наприклад: обмін речовин в організмі.

      Для каталізаторів характерна специфічність дії: кожний каталізатор здатний впливати не на будь-яку реакцію, а лише на певну, або на групу реакцій, схожих за механізмом.

      Запитання до семінару.

      1. Що називають швидкістю хімічної реакції?
      2. Як залежить швидкість хімічної реакції від концентрації реагуючих речовин?
      3. Як залежить швидкість реакції від температури?
      4. Що називають молекулярністю і порядком реакції?
      5. Які відомі типи складних реакцій?
      6. Від чого залежить константа швидкості реакції і які фактори впливають на неї?
      7. Що таке кінетичне рівняння реакції?
      8. Що таке енергія активації?
      9. Як впливає енергія активації на швидкість реакції?
      10. Які особливості протікання ланцюгових реакцій?
      11. Що таке радіоліз?
      12. Що називаються каталізом?
      13. Що називають каталізатором?
      14. Як класифікуються каталітичні реакції?
      15. Що таке інгібітори?
      16. Що таке антиоксиданти?
      17. Із яких стадій складається реакція при гомогенному каталізі?
      18. Які основні положення теорії гетерогенного каталізу?
      19. Що таке ферменти?
      20. В чому заклечається специфічність дії ферментів?

      21. В яку сорону зміщується рівновага реакції:

      а) при підвищенні температури;

      б) при підвищенні тиску.

      22. В яку сторону зміщується рівновага в реакції:

      а) при зниженні температури? Чому?

      б) при підвищенні тиску? Чому?

      23. В яку сторону зміщується рівновага в реакції: N2 + O2  2NO при підвищенні тиску? При зменшенні концентрації СО2 в реакції: СаСО3  СаО + СО2.

      24. Визначте оптимальні умови для отримання хлористого водню по реакції:

      В яку сторону зміщується рівновага в реакції:

      NH4CI  NH3 + HCI при зменшенні концентрації NH3 і чому?

      25. В скільки раз збільшується швидкість прямої реакції 2SO2 + O2  2SO3, яка відбувається у закритому сосуді, якщо підвищити тиск в 5 раз без змінення температури.

      26. Як зміниться швидкість прямої або зворотної реакції 2NO + O2  2NO2 при збільшенні тиску в три рази при постійній температурі?

      27. В розчині, який містить 1 моль хлорида олова (ІІ) і 2 моль хлорида заліза (ІІІ) відбувається по рівнянню реакції: SnCI2 + 2FeCI3  SnCI4 + 2FeCI2

      В скільки раз зменшиться швидкість прямої реакції, якщо прореагувало 0,65 моль SnCI2 ?

      28. В якому напрямку зміщується рівновага реакції при зменшенні об’єму в 4 рази? 2NO + O2  2NO2.

      29. Як вплине підвищення тиску на рівновагу реакцій:

      Мета: Вивчити основні типи електропровідності: загальну, питому, еквівалентну, також залежність електропровідності від концентрації та ступеню дисоціації. Вміти керуватися факторами, які впливають на електропровідність, визначати еквівалентну електропровідність при безмежному розбавленні.

      Навчитися складати гальванічні елементи, визначати електродні потенціали, ЕРС гальванічних елементів. Користуватися рядом напруги металів. Вивчити і навчитися визначати рН середовища потенціометричним методом, визначити переваги і недоліки водневого, каломельного, скляного електроду. Навчитися вирішувати задачі за першим та другим законами Фарадея.
      Методичні вказівки.
      Загальну електропровідність визначають її можливістю проводити електричний струм. Вона являється величиною зворотною електричному опору.

      ^ Електропровідність залежить від:

      1) Довжини провідника (оборотна залежність);

      2) Від поперечного перерізу провідника (пряма залежність).
      L = S/l

      χ- питома електропровідність — це електропровідність 1 см 3 провідника.

      3) Від швидкості руху іонів.

      Чим швидше рухаються іони, тим краще електропровідність. А швидкість руху іонів залежить від природи іонів. Самі швидкорухомі є іони Н + і ОН — ( сильні електроліти -це кислоти і луги). Швидкість залежіть від температури. Чим вище температура, тим більше електропровідність.

      4) Від в’язкості середовища. Чим менш в’язкість, тим краще електропровідність.

      5) Від валентності іону. Чим більше валентність, тим краще електропровідність.

      Відрізняють питому і еквівалентну електропровідності.

      Еквівалентна електропровідність — електропровідність електроліту з концентрацією 1 г/екв., який знаходиться у посудині з дном 1см 2 . Обидві стінки сосуду зроблено з платини і є одночасно електродами і знаходяться на відстані 1см. Дві інші стінки зроблені з скла і також знаходяться на відстані 1см. одна від одної. Відрізняють еквіваленту електропровідність при даному розбавленні і при безмежному розбавленні.

      За еквівалентною електропровідністю можна визначити ступінь дисоціації — формула Арреніуса:

      де, λv – при даному об’ємі

      λ — при безмежному розведенні
      λ = λК + λА – формула Кольрауша
      ^ Електрорушійні сили. Гальванічний елемент.

      Гальванічний елемент, в якому джерелом енергії є не хімічна реакція, а робота вирівнювання іонів називається концентраційним. Він складається з двох однакових електродів, занурених в розчини з різною концентрацією іонів.

      Електролізом називається електронний хімічний процес, який спостерігається при проходженні постійного електричного струму через електроліти. При електролізі на електроліті безперервно протікають окислювально-відновні процеси: на катоді – процес відновлення, на аноді – окислення. Продукти цих реакцій відкладаються на електроді, або вступають у повторні реакції (взаємодіють поміж собою з молекулами речовини електрода), або накопичуються в розчині електродів. Протікання первинних анодних і катодних процесів підпорядковуються законом, встановленим англійським вченим М.Фарадеєм (1834):

      1. Маса речовини m, виділена на електроді електричним струмом, прямо пропорційна кількості електрики Q, яка пройшла через електроліт:
      2. m = K  Q

        де: І – сила струму, А

         — час пропускання струму, сек

        К – електрохімічний еквівалент, який дорівнює кількості речовини (кг), виділеного при проходженні 1 кулона (Кл), або 1 ампер  секунди (1 А  с) електрики.

        m = K  І  

        1. Вага різних речовин, виділенні одною і тією ж кількістю електрики, прямо пропорційна їх хімічним еквівалентам (Е):
        2. Смотрите так же:

          • Приказ 1071 фтс Приказ Федеральной таможенной службы от 29 августа 2008 г. № 1071 “О внесении изменений в приказ ФТС России от 13 марта 2006 г. № 193” В целях исполнения решения протокола Организационно-структурной комиссии от 22 июля 2008 г. N 4/2008 приказываю: 1. Внести […]
          • Пособие биржа труда москва Пособие по безработице в Москве в 2018 году Пособие по безработице имеют право получать только граждане, которые официально являются безработными, получившими такой статус в соответствии с Законом № 1032-1 от 19.04.1991 «О занятости населения». В 2018 году […]
          • Пособие до 15 лет на двойню Какие выплаты положены родителям при рождении двойни У каждой женщины есть право на оформление декретного отпуска и получение его оплаты в соответствии с действующим законодательством. Основная цель таится в восстановительном периоде после родов и возмещении […]
          • Запись об увольнении по совместительству кто вносит Запись в трудовую книжку Работник одновременно 9 января 2012 г был принят работу бухгалтером в в две организацию, условно организацию «А» и организацию «Б». Причем в организацию «А» на полную ставку, а в организацию «Б» по совместительству на 0,5 ставки. […]
          • Кто может стать помощником прокурора Как стать прокурором Куда поступить, чтобы стать прокурором Первый шаг – это осознанный выбор ВУЗа, в котором Вам предоставят возможность получить подходящее для работы в данной области образование. Именно таким является высшее юридическое образование, для […]
          • Почему необходимы налоги Зачем государству необходимы налоги Ответ на вопрос заголовка кроется в понимании самой сути государства и базовых основ его функционирования. Государство – это образование на карте мира, имеющее свои границы, территорию и население. Кроме того, государством […]
          • Саф пособие dragonsheavens Оси Saf Инструкция По Ремонту Каждый клиент, покупающий оси SAF, получает бесплатное руководство по ремонту. Также компания SAF-HOLLAND успешно сотрудничает с. Управляемая ось SAF со стабилизирующим амортизатором. Описание Инструкция по […]
          • Новый бланк договора купли продажи Бланк договора купли-продажи автомобиля 2018 года Каждый автолюбитель хоть однажды, но сталкивался с покупкой автомашины. Для этого требуется оформить договор купли-продажи (ДКП), благодаря которому обеспечивается юридическая передача транспорта от первого […]