ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Дайте определение «идеальный раствор» и опишите его свойства.

Экзаменационный билет по общей химии №7

Сформулируйте закон сохранения массы – энергии в химических реакциях ( современная формулировка ).

В изолированной термодинамической системе сумма масс и энергий всех её составных частей постоянна.

Знак равенства между реагентами и продуктами отражает закон сохранения массы вещества в химических реакциях и, как следствие, тот факт, что число атомов каждого элемента среди реагентов равно числу таких же атомов среди продуктов. Например, химическое уравнение реакции

2Н2 + О2 = 2Н2О

означает, что 2 молекулы водорода Н2 (4 атома Н) взаимодействуют с одной молекулой О2 (2 атома О) и при этом получается 2 молекулы воды, в которых столько же атомов Н (4) и О (2), сколько их было в реагентах.

2. Поясните (на примере) закон Энштейна: DЕ = ∆m∙c².

Сумма масс протонов и нейтронов атомного ядра всегда несколько больше, чем масса ядра. Например, масса ядра изотопа ⁴₂He, содержащего два протона и два нейтрона, составляет 4,001506 а.е.м., а сумма масс этих четырех нуклонов равна 4,031882. Разница (дефект массы) составляет 0,030376 а.е.м. Дефект массы определяет устойчивость атомных ядер и энергию связи нуклонов в ядре. Он соответствует энергии, которая выделяется при образовании ядра из протонов и нейтронов и может быть рассчитана по уравнению Эйнштейна:

E = mc2, где m - масса (кг), c - скорость света (3·10 м.с-1 ).

Так как 1 а.е.м. = 1,6605655·10-27 кг, то легко подсчитать, что при образовании ядра атома гелия выделяется огромное количество энергии (28,2 МэВ » 2,8.109 кДж/моль ядер), что в миллионы раз больше, чем при образовании химической связи.

Дайте определение «идеальный раствор» и опишите его свойства.

Растворы называют идеальными, если образование таких растворов не сопровождается тепловыми и объемными эффектами (DН = 0, DV = 0), а процесс идет (DG < 0) за счет увеличения энтропии (DS > 0). В таких растворах частицы растворенного вещества находятся на большом расстоянии друг от друга и их взаимное влияние отсутствует, а растворитель не изменяет своих свойств.

Cвойства идеальных жидких растворов зависят только от концентрации растворенного вещества и природы растворителя и практически не зависят от природы растворенных веществ. Такие свойства обычно называют коллигативными (коллективными). Рассмотрим четыре таких свойства.

1. Давление пара растворителя над раствором. Давление насыщенного пара растворителя над раствором (Р1) всегда меньше, чем над чистым растворителем (Р01)
Понижение давления пара будет тем больше, чем больше концентрация (мольная доля χ2) растворенного вещества в растворе:

DР = Р10 · χ2 или , (6.6)

где ,

m1 , m2 - массы растворителя и растворенного вещества (г), соответственно; М1 и М2 - молярные массы (г/моль.

Таким образом, относительное понижение давления насыщенного пара растворителя над раствором равно мольной доле растворенного вещества.

Это и есть первый закон Рауля.

2. Температура кипения (Ткип). Ткип прямо связана с давлением насыщенного пара над жидкостью. Любая жидкость начинает кипеть при температуре, при которой давление ее насыщенного пара достигает величины внешнего давления.

Поскольку давление пара растворов, в соответствии с первым законом Рауля, снижается, то раствор всегда кипит при более высокой температуре, чем чистый растворитель (1-е следствие из закона Рауля).

Второй закон Рауля для кипения раствора: повышение температуры кипения раствора (DТкип) пропорционально моляльности раствора (Сm):

DТкип = Кэ·Сm ,

где DТкип = (Т1 - Т0); Кэ - эбулиоскопическая постоянная растворителя,

где m1 , m2 - массы (г) растворителя и растворенного вещества, соответственно; М2 - молярная масса растворенного вещества, в г/моль.

3. Температура замерзания (Тзам). Температура замерзания Тзам понижается пропорционально (как и Ткип) концентрации: понижение температуры замерзания растворов (DТзам) пропорционально концентрации растворенных веществ.

DТзам = Кк·Сm ,

где DТзам = (Т0 - Т1); Сm – моляльность, Кк - криоскопическая постоянная растворителя, для воды она равна 1,85 К·кГ/моль.

4. Осмос - явление односторонней диффузии через полупроницаемую перегородку, разделяющую раствор и чистый растворитель или два раствора разной концентрации. Такие перегородки (пленки) широко распространены в живой (стенки кишок и мочевого пузыря) и неживой природе (цеолиты); они пропускают молекулы или ионы только определенного размера. Например, тонкие биологические мембраны, отделяющие клетки и разделяющие части клеток, способны пропускать молекулы воды, но не пропускают более крупные молекулы сахара, белков и гидратированные ионы.

Осмотическое давление возрастает с увеличением концентрации растворенного вещества и температуры, если через перегородку диффундирует только растворитель. Голландский физико-химик Вант-Гофф предположил, что для осмотического давления можно применить уравнение состояния идеального газа, а именно: Pосм = CМ·R·T , где СМ - молярная концентрация раствора (число моль вещества на 1 л раствора) ; R - универсальная газовая постоянная; T - абсолютная температура.

4. Рассчитайте концентрацию ионов железа в водной суспензии FeS.

5. Рассчитайте рН раствора 0,5 M ортофосфорной кислоты.