1.1 Równowaga reakcji chemicznej (iloraz reakcji, stała równowagi reakcji, standardowa entalpia swobodna reakcji). Podaj wyrażenie na zmianę entalpii swobodnej w następującej reakcji: 2HI = H₂ + I₂

1.2 Równowaga reakcji chemicznej (iloraz reakcji, stała równowagi reakcji, standardowa entalpia swobodna reakcji). Co się zmieni, jeśli do znajdującego się w równowadze układu reakcyjnego 2HI = H₂ + I₂ wprowadzimy pewną ilość H₂ ? Odpowiedź uzasadnij.

1.3 Równowaga reakcji chemicznej (iloraz reakcji, stała równowagi reakcji, standardowa entalpia swobodna reakcji). W temp. 298 K dla reakcji (1): ΔH₁ = -500 kJ/mol oraz K₁ = 10⁵, a dla reakcji (2): ΔH₂ = +700 kJ/mol oraz K₂ = 10⁷. Czy w temp. 500 K stosunek K₁/K₂ ulegnie zmniejszeniu czy zwiększeniu. Odpowiedź uzasadnij.

1.4 Równowaga reakcji chemicznej (iloraz reakcji, stała równowagi reakcji, standardowa entalpia swobodna reakcji). Stała równowagi reakcji A + 2B = C wynosi K = 1250.W którą stronę przebiega ta reakcja w momencie, w którym jej iloraz wynosi Q = 500 ? Odpowiedź uzasadnij.

1.5 Równowaga reakcji chemicznej (iloraz reakcji, stała równowagi reakcji, standardowa entalpia swobodna reakcji). Stała równowagi reakcji AB = A + B wynosi K = 2. Ile wynosi stała równowagi reakcji 2AB = 2A + 2B ?

1.6 Równowaga reakcji chemicznej (iloraz reakcji, stała równowagi reakcji, standardowa entalpia swobodna reakcji). Wyraź stała równowagi, K, reakcji C + O₂ = CO₂ za pomocą stałych równowagi, K₁, reakcji C + 0,5O₂ = CO oraz K₂, reakcji CO + 0,5O₂ = CO₂.

1.7 Równowaga reakcji chemicznej (iloraz reakcji, stała równowagi reakcji, stopień przemiany). Jak się zmieni równowagowy stopień przemiany N₂ w reakcji N₂(g) + 3H₂(g) = 2NH₃(g) jeśli wzrośnie ciśnienie przy stałej temperaturze.

1.8 Iloczyn rozpuszczalności jako stała równowagi. Wykaż na przykładzie procesu Ca(OH)₂(s) = Ca²⁺(aq) + 2OH^-(aq), że iloczyn rozpuszczalności jest stałą równowagi. Podaj jednostki termodynamicznego i praktycznego iloczynu rozpuszczalności.

1.9 Iloczyn rozpuszczalności jako stała równowagi. Na czym polega efekt wspólnego jonu, wyjaśnij na przykładzie.

2.1 Podaj definicję kwasu i zasady według Brønsteda. Co jest zasadą sprzężoną z HCl? Co jest kwasem sprzężonym z NH₃?

2.2 Zdefiniuj iloczyn jonowy wody, pH oraz pOH. Podaj i uzasadnij związek między tymi trzema wielkościami.

2.3. Zdefiniuj stałą kwasową, K_a. Wyprowadź równanie Hendersona-Haselbacha:

2.4 Mamy dwa kwasy, dla których pK_a wynoszą odpowiednio 2,34 oraz 4,75. Który z tych dwóch kwasów jest mocniejszy ? Odpowiedź uzasadnij.

2.5 Podaj i uzasadnij związek pomiędzy iloczynem jonowym wody, K_w, stałą kwasową, K_a oraz stała zasadową, K_b.

2.6 Iloczyn jonowy wody jako stała równowagi. Od czego zależy iloczyn jonowy wody?

3.1 Zdefiniuj przewodnictwo właściwe, przewodnictwo molowe, podaj jednostki tych wielkości oraz związek między nimi.

3.2 Podaj zależność przewodnictwa molowego od stężenia. Czy ta zależność jest taka sama dla elektrolitów mocnych i słabych? Jaki jest sens fizyczny pojęcia „graniczne przewodnictwo molowe”.

3.3 Jak pomiary przewodnictwa elektrolitów można wykorzystać do wyznaczenia stałej równowagi dysocjacji kwasu? Wzór Arrheniusa, prawo rozcieńczeń Ostwalda.

3.4 Podaj I i II prawo elektrolizy Faradya. Co to jest stała Faradya i w jakich jednostkach się wyraża?

3.5 Zdefiniuj pojęcia: liczba przenoszenia jonu i ruchliwość jonu. Podaj ich jednostki. Czy ruchliwości poszczególnych jonów w roztworach wodnych bardzo się od siebie różnią?

3.6 Miareczkowanie konduktometryczne, wyjaśnij na przykładzie miareczkowania kwasu solnego, HCl, zasadą sodową, NaOH. Co się zmieni jeśli kwas solny (mocny) zastąpimy słabym kwasem octowym ?

3.7 Miareczkowanie konduktometryczne, wyjaśnij na przykładzie miareczkowania azotanu srebra, AgNO₃, chlorkiem sodu, NaCl.

3.8 Co to jest stała naczynka konduktometrycznego i jak można ją wyznaczyć?

3.9 Jakie założenia trzeba poczynić, aby pomiar przewodnictwa wykorzystać do wyznaczenia rozpuszczalności soli trudno-rozpuszczalnej?

3.10 Co to są liczby przenoszenia? Od czego zależą?

4.1 Wyprowadź związek pomiędzy średnią jonową aktywnością, a_±, i molalnością, m, dla Na₂SO₄.

4.2 Zdefiniuj średnią jonową aktywność, średni jonowy współczynnik aktywności oraz średnią jonową molalność. Podaj związek między tymi wielkościami.

4.3 Podaj założenia teorii mocnych elektrolitów Debye'a-Hückela. Objaśnij poszczególne symbole w równaniu:

4.4 Zdefiniuj siłę jonową. Podaj jej jednostkę. Co mówi prawo siły jonowej Lewisa-Randalla?

4.5 Wpływ wspólnego jonu. Omów na przykładzie z uwzględnieniem współczynników aktywności.

5.1 Zdefiniuj reakcje utleniania i reakcje redukcji. Podaj trzy przykłady.

5.2 Wykaż, że następująca reakcja jest reakcją przeniesienia elektronu: C + O₂ = CO₂.

5.3 Rozłóż każdą z poniższych reakcji na połówkowe reakcje utleniania i redukcji:

Mg + CuSO₄ Ⴎ MgSO₄ + Cu

FeCl₂ + CeCl₄ → FeCl₃ + CeCl₃

5.4 Podaj schemat ogniwa, w którym może przebiegać reakcja:

FeCl₂ + CeCl₄ → FeCl₃ + CeCl₃

Od czego zależy SEM tego ogniwa ?

5.5 Czy się różnią pojęcia „napięcie ogniwa” i „siła elektromotoryczna ogniwa, SEM” ? Od czego zależy SEM ?

5.6 Czy można wyznaczyć bezwzględną wartość potencjału półogniwa ? Co oznaczają wartości potencjałów redukcji półogniw zgromadzone w tabelach fizykochemicznych ?

5.7 Co oznaczają pojęcia „standardowa siła elektromotoryczna” oraz „standardowy potencjał półogniwa” ? Podaj związek między potencjałami półogniw a SEM złożonego z nich ogniwa.

5.8 Czym się różnią ogniwa chemiczne i ogniwa stężeniowe (przykłady, wzór Nernsta na siłę elektromotoryczną takich ogniw)

5.9 Podaj związek między siłą elektromotoryczną ogniwa a stała równowagi reakcji zachodzącej w ogniwie.

5.10 Zaproponuj sposób wyznaczania pH z wykorzystaniem pomiaru SEM

5.11 Co to są ogniwa redoksowe ? Podaj przykłady.

5.12 Co to są pomiary potencjometryczne? Podaj przykłady ich zastosowania.

5.13 Na czym polega proces korozji elektrochemicznej ?

5.14 Czy to prawda, że w roztworze wodnym jony żelaza(II) redukują jony cyny(II) ?

Odpowiedź uzasadnij.

5.15 Czym różni się standardowy potencjał redukcji chemiczny od biologicznego ?

5.16 Jaka jest różnica między miareczkowaniem pehametrycznym a konduktometrycznym ?

5.17 Dlaczego elektrodę szklana trzeba często kalibrować ? Omów zasadę jej działania.6.1 Adhezja i kohezja (m.in. definicja, podać polskie odpowiedniki tych pojęć, podać przykłady zjawisk i/lub właściwości wynikających z działania sił adhezji i kohezji)

6.2 Napięcie powierzchniowe (definicja, jednostki, opisać jedną z metod wyznaczania)

6.3 Środki powierzchniowo czynne, czyli surfaktanty (związek między ich budową a wpływem na napięcie powierzchniowe)

6.4 Napięcie powierzchniowe a adsorpcja, nadmiar powierzchniowy.

6.5 Adsorpcja (definicja zjawiska, podział ze względu na siły wiążące)

6.6 Izotermy adsorpcji (co opisują, podać przykład jednej z nich)

6.7 Jak temperatura wpływa na zjawisko adsorpcji? (uwzględnij różne typy adsorpcji)

7.1 Opisz na czym polega reakcja chemiczna.

7.2 Co to jest równanie kinetyczne reakcji? Zdefiniuj jego elementy składowe.

7.3 Podaj definicje i jednostki następujących wielkości: szybkość reakcji, stała szybkości reakcji, rząd reakcji.

7.4 Rząd i cząsteczkowość pewnej reakcji są zgodne. Jaki wniosek można z tego wyciągnąć?

7.5 Metody wyznaczania rzędu reakcji (m.in. wymienić elementy równania kinetycznego, definicja rzędu reakcji, omówić jedną z metod)

7.6 Wpływ temperatury na szybkość reakcji (m.in. wyjaśnić pojęcie energii aktywacji, podać równanie Arrheniusa oraz równanie Eyringa z teorii stanu przejściowego)

7.7. Kataliza kwasowo-zasadowa (m.in. na czym polega, podać przykłady np. znane z laboratorium chemii fizycznej)

7.8. Reakcje odwracalne a stała równowagi

7.9 Reakcje odwracalne termodynamicznie a reakcje odwracalne kinetycznie

7.10 Reakcje kontrolowane przez dyfuzję i reakcje kontrolowane przez aktywację

7.11 Reakcje złożone (podaj przynajmniej dwa typy reakcji złożonych)

7.12 Zaproponuj eksperyment, w którym można wyznaczyć stałą szybkości reakcji
A + B = C. Nie wiadomo, czy reakcja jest I czy II rzędu.

7.13 Podaj jednostki stałych szybkości reakcji rzędu zerowego, pierwszego, drugiego i trzeciego.

7.14 Co oznacza pojęcie pseudo-rzędowości reakcji? Wyjaśnij na przykładzie reakcji pseudo-pierwszego rzędu (metoda izolacyjna, kataliza homogeniczna).

7.15 Na czym polega metoda izolacyjna badania kinetyki reakcji (pseudo-rzędowość).

8.1 Na czym polega zjawisko dyfuzji, jakim parametrem mozna je opisać?

8.2 Co to jest lepkość (zwróć uwagę na niejednoznaczność tego słowa)?

8.3 Jak zależy lepkość cieczy i gazów od temperatury? Podaj krótkie wyjaśnienie tych zależności.

8.4 Czy lepkość i dyfuzja są ze sobą powiązane? Wyjaśnij jak.

8.5 Wymień kilka czynników wpływających na szybkość rozpuszczania się ciała stałego w cieczy.

8.6 Co to jest strumień materii i od czego zależy?

8.7 Co to jest strumień pędu i od czego zależy?

Egzamin z chemii fizycznej czerwiec/wrzesień 2009

---