R4-R5

1. Jakie konsekwencje wynikają z różnych przebiegów zależności entalpii swobodnych dla ciała w formie gazowej, cieczy i ciała stałego? Narysować wykres.

2. Co różni samorzutność przemiany od szybkości przemiany?

3. Co to są linie równowagi na wykresach fazowych?

4. W jaki sposób można wyznaczyć ciśnienie pary nasyconej nad cieczą, a w jaki sposób nad ciałem stałym?

5. Na czym polega analiza termiczna?

6. Dlaczego na wykresie fazowym linia równowagi ciecz-para „urywa się”?

7. W jakich warunkach (T,p) mogą ze sobą współistnieć: lód, woda i para wodna?

8. Jakie dwa punkty wyznaczają zakres istnienia fazy ciekłej?

9. Co oznacza „anomalne nachylenie linii topnienia”?

10. O czym mówi reguła faz Gibbsa?

11. Dlaczego dla chlorku amonu w wyewakuowanym pojemniku liczba składników niezależnych wynosi jeden?

12. Co to jest układ inwariantny?

13. Skąd się bierze nazwa „suchy lód”?

14. Wymienić trzy odmiany alotropowe węgla

15. Jaka jest jedyna niezwykła właściwość helu?

16. Jak się definiuje: stężenie molowe, molalność i ułamek molowy?

17. Podać algorytm postępowania potrzebny do obliczenia objętości roztworu powstałego ze zmieszania równych mas dwu cieczy (A,B)

18. Jaka jest inna pełna nazwa potencjału chemicznego składnika J?

19. Podać wzór i opis słowny prawa Raulta

20. Jakie roztwory spełniają w całym zakresie stężeń prawo Raulta?

21. Podać wzór na potencjał chemiczny rozpuszczalnika dla roztworu rozcieńczonego

22. Dla jakich roztworów spełnione jest prawo Henry'ego?

23. Wymienić zjawiska spokrewnione. Od czego zależą (jaka jest ich wspólna cecha) zjawiska spokrewnione?

24. Posługując się wykresem potencjał chemiczny-temperatura wykazać, że temperatura wrzenia roztworu jest wyższa od temperatury wrzenia czystego rozpuszczalnika

25. Posługując się wykresem potencjał chemiczny-temperatura wykazać, że temperatura krzepnięcia roztworu jest niższa od temperatury krzepnięcia czystego rozpuszczalnika

26. Na czym polega osmoza? Od czego zależy ciśnienie osmotyczne? Podać równanie van't Hoffa

27. Co to jest linia koniugacji?

28. Na wykresie temperatura-skład przedstawić destylację frakcjonowaną i krótko opisać

29. Jakie konsekwencje dla przebiegu destylacji ma występowanie maksimum lub minimum na wykresie temperatura-skład?

30. O czym mówi reguła dźwigni? Podać wzór i rysunek

31. Podać przykład układu wykazującego jednocześnie dolną i górna krytyczną temperaturę rozpuszczalności. Pokazać obszary występowania faz

32. Pokazać linie stygnięcia stopów: o składzie eutektycznym i składzie różnym od eutektycznego

33. Jakiemu punktowi leżącemu na linii równowagi ciecz-ciało stałe (linia liquidus) odpowiada punkt na linii stygnięcia stopu?

34. Na czym polega metoda oczyszczania nazywana topieniem strefowym?

35. Podać wymiar aktywności i współczynnika aktywności

36. O czym informuje wartość stałej równowagi?

37. W jakich warunkach jest ryzykowne zastąpienie aktywności stężeniami molowymi?

38. Jakie pary kwasowo-zasadowe istnieją w równowadze ustalającej się w wodnym roztworze kwasu octowego?

39. Wartość pH czystej wody w t=25°C wynosi 7.00, a w t=37°C wynosi 6.82. Ustalić, czy reakcja autoprotolizy wody jest egzo- czy endotermiczna

40. Napisać wzór na stałą kwasową kwasu HA

41. Napisać wyrażenie przedstawiające stałą kwasową HPO₄^2-

42. Jak w teorii Brønsteda-Lowry'go definiuje się stopień jonizacji?

43. Wyprowadź wzór umożliwiający obliczenie pH roztworu słabego kwasu

44. Podać algorytm postępowania przy obliczaniu pH dowolnego kwasu

1. Jeżeli kwas jest mocny, przyjmujemy całkowitą jego jonizację w roztworze i obliczamy pH według wartości stężenia kwasu, gdzie [H₃O⁺]=[HA]

2. Jeżeli kwas jest słaby, sprawdzamy według równania: x=√(K_a/A) gdzie x-stopień jonizacji, czy w danym stężeniu i dla wartości K_a stopień jonizacji jest mniejszy od 0,05

3. Jeżeli stopień jonizacji jest większy od 0,05, układamy tablicę równowagi i obliczamy ,,dokładną” wartość x, a stąd pH

4. Jeżeli stopień jonizacji nie przekracza 0,05, obliczamy pH korzystając ze wzoru przybliżonego: pH= 0,5pKa - 0,5logA

45. Dlaczego w przypadku enzymów różnice między wartościami kolejnych stałych kwasowych są mniejsze niż w przypadku wieloprotonowych kwasów mineralnych?

W przypadku enzymów różnice miedzy wartościami kolejnych stałych kwasowych są znacznie mniejsze, gdyż cząsteczka enzymu jest tak duża, że odczepienie protonu na jednym jej końcu ma niewielki wpływ na łatwość, z jaką może być odczepiony inny, odległy proton.

46. Wykazać, że stężenie molowe jonów CO₃^2- w roztworze kwasu węglowego jest równe stałej kwasowej K_a,2

Jon CO₃^2-, będący sprzężoną zasadą kwasu HCO₃^-, powstaje w reakcji:

O stałej równowagi:

Zatem:

Ponieważ stężenia molowe jonów HCO₃^- i H₃O⁺ są w przybliżeniu równe, możemy przyjąć żew przybliżeniu równe są również ich aktywności a(HCO₃^-)≈a(H₃O⁺). Daje nam to końcowy efekt:

47. Podać, jak określamy stałą zasadową na przykładzie amoniaku

48. Podać definicję stopnia sprotonowania

Stopień sprotonowania= (stężenie molowe sprzężonego kwasu)/(początkowe stężenie molowe zasady)

49. Wykazać, że dla wodnego roztworu słabej zasady, gdy stopień sprotonowania jest mały, mamy: pOH≈pK_w-0.5pK_b+0.5logB

50. Wykazać, że K_a*K_b=K_w

Aby to udowodnić prawdziwość tego równania pomnożymy przez siebie ułamki wyrażające te stałe:

Jak widać, nie wprowadzamy tu przybliżenia związanego z zastąpieniem aktywności stężeniami molowymi i otrzymana zależność jest ściśle spełniona.

51. Co jest zasada sprzężoną z amoniakiem pełniącym funkcję kwasu?

Zasadą tą jest jon NH₂^-

52. Wyjaśnić w oparciu o teorię Brønsteda-Lowry'go (nie posiłkować się hydrolizą), dlaczego roztwory chlorku amonu mają odczyn kwaśny?

Roztwory te mają odczyn kwaśny, ponieważ jon NH₄⁺ jest kwasem sprzężonym ze słabą zasadą i chociaż jest dość słabym kwasem, wykazuje jednak wyraźne właściwości protodonorowe(kwasowe). Jon Cl^- jest zasadą sprzężoną z mocnym kwasem, zatem jego charakter zasadowy jest bardzo słaby. Roztwór zawiera więc słaby kwas i bardzo słabą zasadę i wykazuje odczyn kwaśny.

53. W jakim punkcie podczas miareczkowania zachodzi równość pH≈pK_a?

Równość ta zachodzi w połowie drogi do punktu równoważnikowego - w punkcie połowicznego zobojętnienia- gdy dodaliśmy ilość zasady wystarczającą do zobojętnienia połowy pierwotnej ilości kwasu, wtedy stężenia kwasu i zasady są równe i zachodzi ta nierówność.

54. W oparciu o teorię Brønsteda-Lowry'go wyjaśnić, dlaczego podczas miareczkowania słabego kwasu mocną zasadą, roztwór w punkcie równoważnikowym ma odczyn zasadowy?

W punkcie tym w roztworze znajduje się słaba zasada(zasada sprzężona z miareczkowanym kwasem) i obojętne(w sensie właściwości kwasowo-zasadowych) kationy. Wartość pH zwiększa się w stosunku do początkowej wartości, przechodzi przez obszar opisany równaniem pH≈pK_a, aż do okolicy punktu równoważnikowego. W pobliżu tego punktu pH zmienia się gwałtownie, przechodząc przez wartość określoną równaniem: pH=0,5pK_w+0,5pK_a+0,5logB, odpowiadającą pH roztworu słabej zasady(sprzężonej z miareczkowanym kwasem)

55. Narysować krzywe: (1) miareczkowania słabej zasady (roztwór analizowany) mocnym kwasem (titrant), (2) miareczkowania mocnego kwasu mocną zasadą i (3) miareczkowania słabego kwasu (roztwór analizowany) mocną zasadą (titrant). Okreslić pH w punkcie równoważnikowym

56. Jaka funkcję spełniają w roztworze buforowym jony A^- pochodzące od soli słabego kwasu?

Może on usuwać jony H₃O⁺ wprowadzone wraz z dodanym do roztworu mocnym kwasem.

57. Jaka funkcję spełnia w roztworze buforowym kwas HA?

duża ilość cząsteczek HA zapewnia źródło jonów H₃O⁺ reagujących z dodaną do buforu mocną zasadą.

58. Dlaczego w pobliżu punktu połowicznego zobojętnienia pH zmienia się nieznacznie?

59. Jaka jest różnica między punktem równoważnikowym i punktem końcowym miareczkowania?

60. Czym jest fenoloftaleina, skoro się o niej mówi: „Fenoloftaleina jak dziewczyna, w zasadzie się rumieni”?

61. Jakiego z poniższych dwóch wskaźników należy użyć do miareczkowania słabego kwasu mocną zasadą, skoro pK_In=3.4 (dla oranżu metylowego) i pK_In=9.4 (dla fenoloftaleiny)

62. Napisać wyrażenie na iloczyn rozpuszczalności kalomelu Hg₂Cl₂

63. Co to jest efekt wspólnego jonu?

64. Dlaczego pewne proste na wykresie Ellinghama wykazują nachylenie dodatnie, a inne ujemne?

---