wersja 2012/2013

Zagadnienia egzaminacyjne z przedmiotu

Chemia Fizyczna

dla studentów kierunku FARMACJA CM, UMK

1. Jaką jednostkę fizyczna mają następujące wielkości:

różne przykłady

?

2. Proszę zinterpretować znak wielkości definiujących bilans energetyczny układu
termodynamicznego (I zasada termodynamiki)

różne przykłady

.

3. Proszę podać mikroskopową interpretację temperatury oraz wskazać jakie molekularne
skutki wywołuje ogrzewanie układów chemicznych.
4. Proszę sformułować różniczkę zupełną energii wewnętrznej (

entalpii, entalpii swobodnej

)

oraz zinterpretować sens zawartych w niej pierwszych pochodnych. Jak doświadczalnie
wyznaczyć zmianę energii wewnętrznej dowolnego układu termodynamicznego?
5. Proszę uzasadnić, że praca i ciepło nie są funkcjami stanu.
6. O ile różni się zmiana energia wewnętrznej od zmiany entalpii? Proszę uzasadnić
odpowiedź na wybranych przez siebie przykładach (

alternatywnie: o ile różni się zmiana

energia swobodnej od zmiany entalpii swobodnej lub o ile różni się zmiana powinowactwa
chemicznego wyznaczonego w warunkach izotermiczno-izochorycznych od tego
wyznaczonego w warunkach izotermiczno-izobarycznych

)

7. Proszę podać sens fizyczny następujących wielkości: entropia, produkcja entropii,
pojemność cieplna, potencjał chemiczny, powinowactwo chemiczne
8. Proszę sformułować termodynamiczne sposoby wyznaczania stałej równowagi procesu
chemicznego.
9. Proszę zwerbalizować sens podanego wyrażenia (

różne przykłady

).

10. Na wybranym przez siebie przykładzie proszę w sposób graficzny zilustrować regułę
przekory pokazując zmiany powinowactwa chemicznego, powinowactwa chemicznego
czystych składników oraz stężenia w funkcji czasu. Proszę uwzględnić wszystkie istotne
bodźce termodynamiczne: stężenie reagenta, stężenie substancji nie biorącej udział w reakcji,
ciśnienie oraz temperaturę.
11. Czy temperatura i ciśnienie przejścia fazowego są niezależne. Odpowiedź proszę
uzasadnić na przykładzie diagramu fazowego wody oraz równania Claussiusa-Clapeyrona.
12. Korzystając z postaci matematycznej izotermy Van Laara-Plancka (lub izobary van’t
Hoffa) proszę ocenić wpływ ciśnienia (temperatury) na zmiany wartości stałej równowagi dla
trzech jakościowo różnych przykładów (wybranych przez siebie).
13. Czy wszystkie procesy egzotermiczne są spontaniczne a endotermiczne niesamorzutne?
Odpowiedź proszę uzasadnić na wybranych przez siebie przykładach.
14. Co to jest powinowactwo chemiczne układu termodynamicznego wyznaczone w
warunkach izotermiczno-izochorycznych. Proszę odpowiedź zilustrować na wybranej przez
siebie przykładowej reakcji chemicznej.
15. Zinterpretuj korelacje pomiędzy powinowactwem chemicznym, postępem reakcji
chemicznej wynikające z reguły de Dondera.
16. Jaka jest liczba stopni swobody w układzie zawierającym w połowie wypełnione
naczyńko Dewara zawierające nasycony roztwór soli kuchennej. Proszę podać szczegółową
interpretację.
17. Co to jest potencjał chemiczny i od czego zależy jego wartość dla danej substancji?
18. Proszę zilustrować na wykresie oraz zinterpretować wpływ temperatury oraz ciśnienia na
zmianę entalpii swobodnej. Korzystając z tych trendów proszę sformułować kryterium
stabilności faz termodynamicznych.
19. Na wybranych przez siebie trzech jakościowo różnych przykładach proszę zilustrować
wpływ zmian stężenia obojętnego składnika (nie występującego w równaniu chemicznym) na
stan równowagi termodynamicznej układu.
20. Czy wartość stałej szybkości zależy od stężenia początkowego?
21. Kinetyka reakcji pierwszorzędowych jest wykorzystywana podczas datowania skał lub
materiału pochodzenia bioorganicznego. Proszę wyjaśnij tę możliwość.

22. Proszę zaproponować ilościowy opis kinetyki procesu złożonego na przykładzie
wskazanej reakcji (

przykładowo: odwracalnej reakcji typu A = B, odwracalnej reakcji typu

2A = B, równoległych typu A → 2B, A → 2C, równoległych typu 2A → B, A → C,
następczych typu A → 2B → C, następczych typu A → B → 2C,

)

23. Naszkicuj przebieg kinetyki reakcji następczych typu A → B → C zakładając, że stała
szybkości pierwszego etapu jest wielokrotnie większa od stałej szybkości etapu drugiego (

lub

naszkicuj przebieg kinetyki reakcji następczych typu A → B → C zakładając, że stała
szybkości pierwszego etapu jest wielokrotnie mniejsza od stałej szybkości etapu drugiego.

24. W jaki sposób teoria zderzeń aktywnych tłumaczy wpływ temperatury oraz ciśnienia na
szybkość procesów chemicznych?
25. Zilustruj graficznie podejścia Michaelis-Menten do opisu kinetyki procesów
enzymatycznych. Proszę podaj sens fizyczny stałej Michaelisa oraz szybkości maksymalnej.
26. Zinterpretuj znak elektrody zanurzonej do roztworu soli na podstawie wartości potencjału
standardowego.
27. W którą stronę będą przebiegały następujące reakcje elektrodowe. Odpowiedź proszę
uzasadnić.

różne przykłady

28. Na wybranym przez siebie przykładzie proszę podać od czego zależy wartość potencjału
półogniwa pierwszego rodzaju.
29. Jakie będą produkty elektrolizy oraz co pozostanie w elektrolizerze jeśli będzie
poddawany elektrolizie roztwór:

różne przykłady

30. Oblicz wartość współczynnika rozszerzalności oraz współczynnika ściśliwości
izotermicznej dla gazów doskonałych. Proszę zinterpretować sens otrzymanych relacji kreśląc
stosowny wykres.
31. Proszę udowodnij podaną tożsamość termodynamiczną (

różne przykłady patrz zbiór

zadań pod redakcją Atkinsa

).

32. Proszę zinterpretować krzywą równowag fazowych dwóch niemieszających się cieczy w
przypadku występowania: (przykłady: górnej krytycznej temperatury homogenizacji, dolnej
krytycznej temperatury homogenizacji, górnej oraz dolnej krytycznej temperatury
homogenizacji).
33. Zilustruj użyteczność destylacji termicznej cieczy wykazujących ograniczoną mieszalność.
Czy można destylować mieszaninę homogenną a otrzymać destylat niehomogenny?
34. Co to jest logP oraz logD ? W jaki sposób można wykorzystać tę wartość do oceny
wchłanialności leków?
35. Na diagramie fazowym proszę zinterpretować równowagę ciecz-ciało stałe w idealnym
układzie dwuskładnikowym.