1. Elektrolity

Elektrolitami mocnymi nazywamy elektrolity, które w roztworze wodnym są całkowicie zdysocjowane. Najbardziej typowymi przedstawicielami elektrolitów mocnych są sole i wodorotlenki litowców (za wyjątkiem litu) i berylowców (za wyjątkiem berylu i magnezu), a także chlorki, bromki, jodki, azotany(V) i chlorany(VII) niektórych metali pozostałych grup. Można do nich zaliczyć również rozcieńczone roztwory niektórych kwasów, np. azotowego(V), chlorowego(VII), siarkowego(VI), chlorowodorowego, bromowodorowego, jodowodorowego oraz i zasad (KOH, NaOH, ...). W przypadku, gdy wiązanie w cząsteczkach elektrolitu posiada charakter wiązania atomowego-spolaryzowanego, w roztworze występują obok siebie zarówno jony, jak i niezdysocjowane cząsteczki. Takie elektrolity nazywamy słabymi.

Stosunek ilości cząsteczek (moli) elektrolitu n, które uległy dysocjacji względnie stężenia c cząsteczek zdysocjowanych do wszystkich cząsteczek (moli) n_o lub wyjściowego stężenia elektrolitu c_o nazywamy stopniem dysocjacji i oznaczamy symbolem α. Stopień dysocjacji zależy od stężenia elektrolitu, od temperatury roztworu, oraz od natury samego elektrolitu. Jest wielkością bezwymiarową, ale często można spotkać się z wyrażaniem go w postaci procentowej (α·100%).

Łatwo zauważyć, że dla elektrolitów mocnych n = n₀ (c = c₀) i stopień dysocjacji osiąga wartość 1. W przypadku elektrolitów słabych otrzymujemy nierówności: n < n₀ (c < c₀), a stopień dysocjacji mieści się w przedziale 0 < α < 1.

Należy w tym miejscu zaznaczyć, że podczas omawiania równowag w roztworach elektrolitów, wszędzie tam, gdzie jest mowa o stężeniu, będziemy rozumieli jego wyrażenie w postaci stężenia molowego.

W przypadku dysocjacji cząsteczek słabych elektrolitów, w każdej temperaturze ustala się stan równowagi pomiędzy cząsteczkami niezdysocjowanymi i jonami, które powstały podczas ich rozpadu.

1. Adsorpcja- wyjaśnić i od czego ona zależy , gdzie występuje

proces zachodzący na powierzchni ciał skondensowanych. Innymi słowy, nagromadzenie się cząsteczek na powierzchni fazy skondensowanej (cieczy, ciała stałego). Adsorbenty są to najczęściej ciała stałe o bardzo dobrze rozwiniętej powierzchni. Na powierzchnię czynną adsorbentu (stałego) składają się również różne pory i kanaliki. Zależnie od stopnia rozdrobnienia adsorbentu zwiększa się jego powierzchnia właściwa.

Cząsteczki lub atomy mogą gromadzić się na powierzchni na dwa sposoby, w procesie adsorpcji fizycznej lub chemicznej.

W procesie adsorpcji fizycznej pomiędzy adsorbatem i adsorbentem zachodzą oddziaływania van der Wasala (w wyniku sił dyspersyjnych lub oddziaływań dipolowych). Siły van der Wasala są słabymi oddziaływaniami, ale o długim zasięgu. Energia uwalniana w trakcie adsorpcji fizycznej jest tego samego rzędu co entalpia kondensacji.

W procesie adsorpcji chemicznej (chemisorpcji) cząsteczki lub atomy łączą się z powierzchnią tworząc wiązania chemiczne (najczęściej kowalencyjne).

Adsorpcja może zachodzić na rożnych granicach faz: ciecz – gaz, ciecz- ciecz, ciało stałe-ciecz lub ciało stałe – gaz.

1. zwiazek pomiedzy napięciem powierzchniowym wody a podciąganiem kapilarnym i zwilżaniem

podciąganie kapilarne wody, które jest tym większe, im większy stopień

zwilżania materiału i mniejsze napięcie powierzchniowe cieczy. Jeśli napięcie

powierzchniowe materiału stykającego się z wodą jest zbliżone do wartości napięcia

powierzchniowego wody, wówczas materiał ten jest dobrze zwilżalny. Tak jest

w przypadku materiałów krzemianowych, gdyż ich napięcie powierzchniowe wynosi

około 73 – 74 mN/m, a wody około 72 mN/m.

1. Kapilarnosc w gruntach i wyjasnic kapilarność czynna i bierna

Pory gruntu tworzą naczynia kapilarne, w których woda podnosi się ponad zwierciadło wody podziemnej. Wysokość podnoszenia zależy bezpośrednio od frakcji gruntu (mniejsze ziarna tworzą kanaliki o mniejszej średnicy). Rozróżniamy kapilarność czynną i bierną.

• Kapilarność czynna to wysokość, na jaką woda podnosi się ponad poziom zwierciadła wody podziemnej przy podsiąkaniu od dołu

• Kapilarność bierna to wysokość, na jakiej woda utrzymuje się ponad poziomem zwierciadła wody podziemnej przy jego obniżeniu. Wówczas powstaje woda zawieszona w strefie aeracji – jest to tzw. "woda kapilarna zawieszona".

1. Napiecie powierzchniowe i od czego zalezy

Napięcie powierzchniowe – zjawisko fizyczne występujące na styku powierzchni cieczy z ciałem stałym, gazowym lub inną cieczą, dzięki któremu powierzchnia ta zachowuje się jak sprężysta błona. Napięciem powierzchniowym nazywa się również wielkość fizyczną ujmującą to zjawisko ilościowo: jest to energia przypadająca na jednostkę powierzchni, lub praca potrzebna do rozciągnięcia powierzchni o tę jednostkę.

Przyczyną istnienia napięcia powierzchniowego są siły przyciągania pomiędzy molekułami cieczy. Napięcie powierzchniowe na granicy dwóch faz termodynamicznych (np. dwóch niemieszających się ze sobą cieczy) nazywane jest również napięciem międzyfazowym. Wysokie napięcie powierzchniowe na granicy faz A i B oznacza, że siły spójności (kohezji) wewnątrz faz A-A i B-B są większe niż siły przylegania (adhezji) na granicy faz A-B.

Napięcie powierzchniowe silnie zależy od temperatury cieczy. Zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury i spada do zera w temperaturze krytycznej.

Napięcie powierzchniowe na granicy dwóch faz może być zmniejszone poprzez dodanie do nich substancji powierzchniowo czynnych, tzw. surfaktantów. Surfaktantami są m.in. mydła, emulgatory oraz detergenty. Cząsteczki surfaktantów gromadzą się na granicy faz ułatwiając ich kontakt. Są one zbudowane z dwóch części, z których każda odpowiada za łatwe mieszanie się z odrębną fazą. Przykładowo, cząsteczka surfaktantu zmniejszającego napięcie międzyfazowe na granicy wody i oleju musi zawierać część hydrofilową, ułatwiającą kontakt z wodą, oraz część hydrofobową, łatwo przylegającą do niepolarnego oleju.

1. jak wpływa cisnienie na stałą szybkosci reakcji w oparciu o regule przekory.

Reguła przekory (reguła przekory Le Chateliera i Brauna) – jedna z podstawowych reguł dotyczących równowag dynamicznych, mówiąca, że układ, na który działa jakiś bodziec, odpowiada w taki sposób aby przeciwdziałać bodźcowi. Reguła przekory dotyczy układów w stanie równowagi, na które działa czynnik zewnętrzny. W postaci ilościowej reguła ta jest wyrażona przez prawo działania mas Guldberga i Waagego.

Układ gazowy w zamkniętym pojemniku z tłokiem: gdy naciskamy na tłok, układ odpowiada zwiększaniem ciśnienia, aż do uzyskania równowagi sił.

Woda nasycona dwutlenkiem węgla pod ciśnieniem (np. woda mineralna): po otwarciu naczynia ciśnienie p dwutlenku węgla nad roztworem gwałtownie spada – układ przeciwdziała zmianie wydzielając z roztworu gazowy dwutlenek węgla (po ponownym zamknięciu naczynia ustala się nowy stan równowagi).

1. Napisz konkretny przykład reakcji egzo i endotermicznej

Reakcja egzotermiczna − reakcja chemiczna, która ma dodatni bilans wymiany ciepła z otoczeniem. Można też powiedzieć, że jest to reakcja, w której ciepło znajduje się po stronie produktów, albo inaczej która emituje ciepło. KOH + HNO₃ → KNO₃ + H2O; 2Mg + O₂ → 2MgO;

Reakcja endotermiczna to reakcja chemiczna, dla której bilans wymiany ciepła z otoczeniem jest ujemny. Można też powiedzieć, że jest to reakcja, w której ciepło znajduje się po stronie substratów, albo inaczej która pochłania ciepło z otoczenia. NH₄HCO₃ → NH₃ + CO₂ + H₂O

1. Reakcje hetero i homogeniczne

Z kinetycznego punktu widzenia celowy jest podział reakcji na jednorodne (homogeniczne), które zachodzą całkowicie w jednej fazie (ciekłej, gazowej) oraz na niejednorodne heterogeniczne, które przebiegają zawsze na granicy rozdziału faz.

Przykłady reakcji homogenicznych:

 w stanie gazowym (g)

w roztworze (r):

Przykłady reakcji heterogenicznych:

1. Wyprowadź wzór równowagi chemicznej dowolnej substancji/ stała równowagi reakcji

Stała równowagi chemicznej, stała równowagi reakcji chemicznej, K, stosunek iloczynu równowagowych ułamków molowych (lub stężeń albo ciśnień cząstkowych) produktów reakcji chemicznej (podniesionych do potęg równych ich współczynnikom stechiometrycznym) do iloczynu równowagowych ułamków molowych (lub odpowiednio: stężeń albo ciśnień cząstkowych) substratów (w odpowiednich potęgach).

CH₃COOH <=> CH₃COO^- + H^{+ ;}

1. Reakcje analizy, syntezy, wymiany - podać przykłady

Reakcja syntezy to typ reakcji w którym z kilku substratów powstaje dokładnie jeden produkt.
Wzór ogólny reakcji: A + B → AB (lub A + B + C → ABC itd.)

Reakcja analizy to typ reakcji, w którym z dokładnie jednego substratu powstaje kilka produktów.
Wzór ogólny reakcji: AB → A + B (lub ABC → A + B + C itd.)

Reakcja wymiany to typ reakcji, w którym z kilku substratów powstaje kilka produktów. Wyróżniamy:
pojedynczej:

Podwójnej:

1. Od czego zależy szybkość reakcji chemicznych?

Szybkość reakcji chemicznej wyraża szybkość przybywania lub ubywania składnika w wyniku przebiegu reakcji chemicznej.

Szybkość reakcji zależy od :
- rodzaju reakcji i rodzaju substancji reagujących,
- stopnia rozdrobnienia substancji reagujących,
- temperatury,
- katalizatorów,
- ciśnienia lub stężenia substratów.

1. podzial ukladow rozproszonych

Podział układów rozproszonych:

1. gruboziarnisty - rozmiary cząstek większe od około 500 nm czyli widoczne przynajmniej pod mikroskopem optycznym, lupą lub gołym okiem

2. zawiesina (ciało stałe rozproszone w cieczy)

3. dym (ciało stałe rozproszone w gazie)

4. emulsja (ciecz rozproszona w cieczy)

5. mgła (ciecz rozproszona w gazie)

6. piana (pęcherzyki powietrza rozproszone w gazie)

7. koloidy (rozmiary cząstek mniejsze od 500 nm a większy od 1 nm)

8. roztwór właściwy ( cząstki mniejsze niż 1 nm, pojedyncze drobiny)

1. Wiązania jonowe

Wiązanie jonowe (inaczej elektrowalencyjne, heteropolarne lub biegunowe) – rodzaj wiązania chemicznego, którego istotą jest elektrostatyczne oddziaływanie między jonami o różnoimiennych ładunkach. Wiązanie to powstaje najczęściej między metalem a niemetalem. Różnica elektroujemności w skali Paulinga jest większa lub równa 1,7. Największy udział tego rodzaju wiązania można zaobserwować w związkach litowców z fluorowcami. Teoretycznie najsilniejszym wiązaniem jonowym charakteryzuje się fluorek fransu – FrF, gdyż posiada największą różnicę elektroujemności. Związki, w których ono występuje, są zdolne do dysocjacji elektrolitycznej, tzn. do rozpadu na wolne jony. Stopy i roztwory związków chemicznych, w których występuje wiązanie jonowe są elektrolitami, tzn. są zdolne do przewodzenia prądu elektrycznego. W kryształach substancji jonowych, nośniki ładunku (jony) są "więźniami" sieci krystalicznej. W stopionych lub rozpuszczonych kryształach jony są z niej uwolnione i są zdolne przewodzić prąd elektryczny. Trzeba pamiętać, że pojedyncze cząsteczki jonowe występują tylko w stanie gazowym.

1. Jakie sieci krystaliczne występują w układzie regularnym, heksagonalnym, trygonalnym

Układ krystalograficzny – system klasyfikacji kryształów ze względu na układ wewnętrzny cząsteczek w sieci krystalicznej. Układ krystalograficzny definiuje się także jako zespół klas symetrii, których elementy powodują jednakowe ograniczenia stałych sieciowych komórki elementarnej sieci przestrzennej^[1]. System wyróżnia siedem układów, w których wyróżnia się 32 klasy krystalograficzne

• układ regularny, np. sól kamienna, diament, magnetyt, spinel

• układ tetragonalny, np. kasyteryt, cyrkon, wezuwian, szelit, wulfenit

• układ heksagonalny, np. beryl, pirotyn, apatyt, cynkit, nefelin, grafit

• układ trygonalny, np. romboedr, skalenoedr, kalcyt, korund, kwarc

• układ rombowy, np. siarka, baryt, oliwin, struwit, hemimorfit

• układ jednoskośny, np. wolframit, gips, tytanit, augit, ortoklaz

• układ trójskośny, np. chalkantyt, dysten = cyanit, aksynit, rodonit, albit

Istnieją minerały nie mające struktury krystalicznej – amorficzne (bezpostaciowe), zwane też szkłami, np. opal.

Z reguły jednemu związkowi chemicznemu odpowiada jedna klasa krystalograficzna, chociaż niektóre minerały o jednakowym składzie chemicznym mają różną budowę wewnętrzną i należą do różnych klas krystalograficznych. Zjawisko to definiuje się jako polimorfizm.

1. Napisz reakcje hydrolizy kwasowej

tłuszcz + woda → kwas tłuszczowy + gliceryna; hydroliza kwasowa

(RCOO)₃C₃H₅ + 3H₂O → 3RCOOH + C₃H₅(OH)₃

1. Korozja kwasowa - przebieg, przyczyny, mechanizm

Korozja kwasowa występuje w wyniku reakcji zarówno mocnych, jak i słabych kwasów mineralnych oraz kwasów organicznych z wodorotlenkiem wapniowym. W wyniku tych reakcji powstają związki łatwo rozpuszczalne, np. chlorki, które są następnie wymywane.

Proces ten powoduje zwiększenie porowatości betonu i obniżenie jego wytrzymałości. Kwasy reagują również z węglanem wapniowym,powstającym w wyniku karbonatyzacji betonu lub stanowiącym składnik kruszyw węglanowych.

1. Reakcje hydratacji i hydrolizy trojwapnia glinu i krzemu

Hydroliza alitu Ca3SiO5

2(3CaO.SiO2) + 7H2O→3 CaO.2SiO2.4 H2O + 3Ca(OH)2

Hydratacja belitu

2CaO.SiO2+ nH2O →2CaO.SiO2.nH2O

1. wpływ wzrostu ciśnienia na reakcje tworzenia amoniaku 

Rozważymy wpływ temperatury na stan równowagi reakcji syntezy amoniaku:

indeks (p) oznacza że reakcja biegnie przy stałym ciśnieniu.

Jest to reakcja egzotermiczna (ciepło wydziela się w czasie reakcji).

Wzrost temperatury w myśl reguły przekory przesuwa równowagę w kierunku kompensacji wzrostu temperatury – w kierunku pochłaniania ciepła, czyli z prawej strony na lewą. Oznacza to, że ze wzrostem temperatury wydajność procesu (ilość amoniaku) maleje.

Zmiana ciśnienia wywiera wpływ na wydajność reakcji jedynie wtedy, gdy liczba moli produktów reakcji jest różna od liczby substratów Δn € 0, np. w reakcji syntezy amoniaku:

1. uzupełni wsplółczynniki stechiometryczne nast reakcji KM4O8 = K2M4O8 + M4O4 + O4 napisz jak zmieniła sie elektroujemność i napisz rakcje utleniania i redukcji

2. Koloidy- czym one sie roznia od pozostałych roztworów (rozmiary tych czastek o granice faz itp)

3. Koloidy-wyjaśnić i przedstawić ich podział (np. ze względu na stan skupienia)

Koloidy można podzielić ze względu na budowę fazy rozproszonej na trzy grupy:

- koloidy fazowe – są zbudowane z wielkich cząstek, powstałych przez rozdrobnienie jeszcze większych cząstek, zaś sam koloid jest stabilizowany przez ładunek elektryczny, jaki gromadzi się na powierzchniach poszczególnych faz.  Np. zole niektórych metali

- koloidy cząsteczkowe – są zbudowane z pojedynczych cząsteczek, o bardzo dużych rozmiarach, z tego względu zalicz się je do koloidów, a nie do roztworów właściwych. Koloid jest stabilizowany poprzez solwatację cząsteczek.Np. białka w wodzie

- koloidy micelarne (asocjacyjne) – w koloidach takich tworzą się micele (agregaty), czyli skupiska wielu drobnych cząsteczek , które zawierają część hydrofobową i hydrofilową. Np. mydła, detergenty

1. Co to są koloidy liofilowe, podaj właściwości koloidów

koloid liofilowy, roztwór koloidowy (zol), w którym cząstki fazy rozproszonej oddziałują z cząsteczkami rozpuszczalnika (gromadzą je na swojej powierzchni, uzyskując ochronną warstewkę, tzw. solwatacyjną).

1. koloidy liofobowe

koloidy liofobowe (jeżeli w roztworze koloidalnym fazą rozpraszająca jest woda, układy takie nazywa się hydrofobowymi) – nie tworzą powłoczki hydralizacyjnej, ze względu na słabe oddziaływanie między obiema fazami. Np. zole niektórych  metali (Ag, Au)

1. spoiwa wapienne, otrzymywanie, gaszenie, wiązanie

2. Napisz reakcje powstawania, wiązania i twardnienia wapna

przez karbonatyzację, czyli łączenie się z dwutlenkiem węgla, woda w reakcji odgrywa rolę katalizatora, po wyschnięciu zaprawy proces ten zachodzi znacznie wolniej. Proces jest reakcją chemiczną
Ca(OH)₂ + nH₂O + CO₂ = CaCO₃ + (n+1)H₂O

Wodorotlenek wapnia otrzymuje się na skalę przemysłową w reakcji gaszenia wapna palonego, czyli reakcji tlenku wapnia z wodą:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

1. Podział emulsji

Podziału emulsji można dokonać ze względu na:

• charakter chemiczny faz

• rozmiar kropli fazy wewnętrznej

• stabilność emulsji

• trwałość emulsji

Przyjmując za kryterium podziału charakter chemiczny, emulsje możemy podzielić na:

• proste

• podwójne

• wielokrotne

Gdy emulgatorami są surfaktanty, które lepiej rozpuszczają się w wodzie, to utworzy się emulsja typu O/W (emulsja oleju w wodzie), natomiast gdy emulgator jest lepiej rozpuszczalny w oleju utworzy się emulsja typu W/O (emulsja wody w oleju)^[2]. Emulsje podwójne są te emulsje, w których faza wewnętrzna (np. olej) zawiera w sobie kropelki fazy zewnętrznej (np. wody). W tym przypadku można mówić o emulsjach typu O/W/O lub W/O/W. Emulsje wielokrotne są krotnościami emulsji prostych i podwójnych, np. W/O/W/O.
Ze względu na rozmiar kropli fazy wewnętrznej emulsje można podzielić na:

• makroemulsje - rozmiar kropel 200-500 nm

• mikroemulsje - rozmiar kropel 10-200 nm

Przy podziale ze względu na wielkość kropel fazy wewnętrznej należy również brać pod uwagę trwałość termodynamiczną emulsji, która określa stan, w którym stabilność ich właściwości fizycznych jest niezmienna w czasie i po nieskończenie długim okresie układ emulsyjny ma minimalną energię swobodną. Makroemulsje nie są układami trwałymi w sensie termodynamicznym, ponieważ nie znajdują się w stanie o możliwie najmniejszej energii swobodnej.
Biorąc pod uwagę, jako kryterium podziału, stabilność emulsji, emulsje możemy podzielić na:

• emulsje ścisłe

• emulsje luźne

Emulsje ścisłe posiadają małe, blisko siebie położone krople, które trudno rozbić, w przeciwieństwie do emulsji luźnych posiadających duże, oddalone od siebie krople^[3].

1. Jaki będzie odczyn hydrolizy słabego kwasu i mocnej zasady, napisać taką reakcję

Octan sodowy jest solą słabego kwasu octowego i mocnej zasady sodowej NaOH. Hydroliza tej soli przebiega zgodnie z reakcjami:

(5.79a)

1. Entalpia reakcji

zmiana entalpii układu, spowodowana przebiegiem reakcji chemicznej pod stałym ciśnieniem i w stałej temperaturze, odniesiona do liczby postępu reakcji równej jeden. Wartość entalpii reakcji jest równa wartości ciepła reakcji pod stałym ciśnieniem (Q_p), jeżeli w czasie reakcji nie jest wykonywana inna praca poza pracą zmiany objętości. W przypadku reakcji elektrochemicznych, zachodzących w ogniwach galwanicznych lub w elektrolizerach, entalpia reakcji jest równa sumie ciepła Q_p i pracy prądu elektrycznego – wykonanej przez układ (ujemna) lub na układzie (dodatnia)

1. Równanie Gibssa

Równanie adsorpcji Gibbsa wiąże adsorpcję cząstek substancji rozpuszczonej na powierzchni rozpuszczalnika ze zmianą napięcia powierzchniowego. Gdy cząsteczki substancji rozpuszczonej gromadzą się na powierzchni swobodnej roztworu, powodują obniżenie napięcie powierzchniowe rozpuszczalnika, tj, gdy

natomiast cząsteczki substancji podwyższających napięcie powierzchniowe „uciekają” z powierzchni do wnętrza cieczy.

1. Nadmiar powierzchniowy

wyraża różnicę między liczbą moli substancji nagromadzonej w fazie powierzchniowej o jednostkowej powierzchni, a ilością tejże substancji zawartej w równoważnej ilości fazy objętościowej.