* Co składa się na energię wewnętrzną układu?
ΔU= Q + W.
* Co charakteryzuje reakcje pierwszego rzędu?
Stęż substratów maleje wykładniczo w czasie, k,τ0,5 nie zależy od stężenia.
* Co i dlaczego decyduje o efektywności procesu ekstrakcji?
Krotność wytrząsania, ilość rozpuszczalnika..
* Co jest miarą powinowactwa chemicznego?
-Powinowactwo chem. to siła napędowa każdego, zarówno samorzutnego jak i wymuszonego procesu chem., także procesów fazowych i dyfuzyjnych. (∂G/∂ξ)T,p= -A
A= -Σνiμi >0 ; A- powinowactwo chem.
* Co jest miarą szybkości reakcji chemicznych?
-Zmiana molowego stężenie substratu lub produktu w jednostce czasu.
* Co określa cząsteczkowość i rzędowość reakcji?
-Liczba cząsteczek biorących udział w elementarnej reakcji.
Rzędowość - suma wykładników potęgowych w iloczynie reakcji.
* Co przedstawiają linie wykresu obrazującego prawo Raoulta dla układów dwuskładnikowych?
- Przedstawiają zależność prężności par obu cieczy wchodzących w skład roztworu oraz prężności sumarycznej od ułamka molowego jednej z nich.
* Co składa się na stan równowagi termodynamicznej?
- Równowaga sił, termiczna , chemiczna.
* Co to jest ciepło spalania, tworzenia, rozpuszczania, zobojętniania, topnienia, parowania?
-Ciepło spalania- ilość ciepła jaką trzeba dostarczyć do1 g subst. aby ją spalić.
-Ciepło tworzenia- ciepło reakcji syntezy 1g substancji z pierwiastków w swych najtrwalszych postaciach fazowych,
-c. rozpuszczania - efekt energetyczny jaki towarzyszy reakcji rozp.1 g substancji
-c. zobojętniania- (jak wyżej)
-c. topnienia- ilość ciepła jaką należy dostarczyć aby 1g substancji w stałej temp. uległ stopieniu.
-c. parowania- ilość ciepła jaką należy dostarczyć cieczy ogrzanej do temp. wrzenia aby 1g tej substancji przeszedł w stan pary.
* Co to jest energia wewnętrzna?
- Energia wew. jest funkcją stanu układu, zmiana ΔU nie zależy od rodzaju (drogi) procesu. Suma energii kinetycznej i potencjalnej.
* Co to jest entalpia — podać słownie i za pomocą wzoru.
- Entalpia - funkcja stanu, zawartość ciepła w układzie czyli całkowita ilość energii h=U+pV.
* Co to jest entalpia swobodna?
-Część energii przekazywanej przez układ do otoczenia, która może być wykorzystana do wykonania pracy.
* Co to jest i dzięki czemu powstaje chmura jonowa?
-Otoczenie jonu składające się z jonów o przeciwnym znaku, których sumaryczny ładunek elektr. jest równy co do wielkości ładunkowi jonu centralnego. Powstaje wskutek istnienia sił przyciągania elektrostatycznego.
* Co to jest potencjał chemiczny-podać jego zastosowanie.
-Miara zdolności subst. do wywołania procesów fiz. lub reakcji chem. Służy do ilościowego opisywania procesów zachowawczych w roztworach gaz. lub ciekłych.
* Co to jest standardowa entropia molowa?
-Entropia czystych substancji pod ciśnieniem1 bara.
* Co to jest standardowa molowa entalpia?
- Standardowa molowa entalpia - jest to ciepło reakcji syntezy 1 mola tego związku z pierwiastków w swych najtrwalszych postaciach fazowych.
* Co to są potencjały termodynamiczne?
- Potencjał termodynamiczny fazy - liniowa homogeniczna funkcja potencjałów chemicznych poszczególnych składników fazy. G=Σi=1αμi*mi
* Co znamionuje reakcje łańcuchowe ?
-W każdym etapie powstaje substrat dla następnego etapu.
* Czemu równa się współczynnik aktywności dla roztworów elektrolitów w różnych obszarach stężeń?
Log fm±= −A*z+*z−*√ I -do c=0,01;
log fm± =(−A*z+*z−*√ I) /(1+a*B*√ I)+C*I
(C*I) -dla stęż.>0,1.
* Czy równanie Clausiusa-Clapeyrona można uznać jako konsekwencję reguły przekory?
-Tak , ponieważ Vo wiąże w stanie równowagi wartości temp. i ciśnienie i otrzymuje się relację między t, p obliczając jak jedno wpływa na drugie .
* Czym charakteryzuje się stan gazowy w porównaniu do innych stanów skupienia materii?
-Mała gęstość, duża ściśliwość, duża energii kinetycznej cząstki (oscylacji, translacji, rotacji); cząsteczki poruszają się chaotycznie, oddziaływują na siebie poza zderzeniami, duże odległości międzycząsteczkowe, są w nieustannym ruchu.
* Czym jest molowe napięcie powierzchniowe i w jaki sposób zależy ono od temperatury?
σ*Vm2/3=k*(Tc-T)
* Czym jest ogniwo i w jaki sposób mierzy się jego siłę elektromotoryczną?
-Układ składający się z 2 półogniw tak skonstruowane aby zmiana entalpii swobodnej zachodzącej w nim reakcji chem. mogła być odebrana w postaci pracy elektr. SEM oblicza się przez sumowanie skoków potencjałów na granicach faz i roztworów.
* Czym różnią się ciała stałe i ciała bezpostaciowe?
Ciała bezpostaciowe stanowią stan pośredni między stanem krystalicznym a ciekłym materii nietrwały pod względem termodynamicznym. Ciała stałe posiadają stały kształt i objętość.
* Czym są przewodnictwa molowe i jak zależą one od stężenia?
Λ=κ/C ; [m2/Ω*mol].
* Dlaczego katalizatory zmieniają szybkość reakcji a nie zmieniają stanu równowagi?
-Wartość K określona jest różnicą standardowych entalpii swobodnych prod. i substr., która jest niezależna od sposobu w jaki realizuje się przebieg reakcji.. Katalizator obniża energię aktywacji.
* Dlaczego nie można oznaczyć potencjału chemicznego i współczynnika aktywności jednego z jonów?
-Potencjał nie jest wielkością termod. określoną ponieważ oznaczałby on zmianę entalpii swobodnej spowodowaną dodaniem do roztworu 1 mola jonów, co zakłóciłoby elektroobojętność roztworu.
* Dlaczego w niskich temperaturach samorzutnie przebiegają reakcje egzotermiczne?
A + B = C + Q. Zgodnie z regułą przekory obniżenie temp. przesuwa stałą równowagi reakcji w prawo.
* Do badania jakich procesów nadaje się najlepiej energia wewnętrzna a do jakich entalpia?
- Energia wew. - do badań procesów izochorycznych (( ∂u/∂ t)v=( Cv).
- Entalpia - do badań proc. izobarycznych: ((∂H/∂ t)p=Cp).
* Jak oblicza się zmiany energii wewnętrznej, entalpii i entropii w wyniku zmiany temperatury?
ΔU= CVΔT, ΔH=CPΔT
ΔS= CVln TK/TP
* Jak oznacza się liczby przenoszenia jonów i co one charakteryzują?
-Ilość elektryczności, która określa ładunek przeniesiony w stosunku do sumarycznego ład. t±
* Jak przedstawia się równanie na stałą równowagi reakcji przebiegających w układach heterofazowych?
Ka=Πi aiνi -dla czystych cieczy i ciał stałych.
* Jak rozdzielić roztwory o nieograniczonej mieszalności składników na czyste ciecze, gdy nie tworzą się azeotropy?
-Poprzez destylację .
* Jak stała szybkości reakcji zależy od temperatury?
-Maleje z temperaturą. k=A*e-Ea/RT
* Jak zmienia się entropia układu i otoczenia dla przemian odwracalnych a jak dla samorzutnych?
ΔS=q odwr/T= nR lnVK/VP, ΔS=ΔSotocz.+ΔSukł. -samorzutne.
* Jak zmienia się przewodnictwo właściwe wraz ze zmianą stężenia?
κ=ΛC [1/Ω*m].
* Jak, opierając się na prawie podziału trzeciego składnika, można określić jego stopień asocjacji w jednej z faz ciekłych?
mA = n√(mAn/KA1) ~ n√m ;
(mn(1-α))/(n√m) = K(T).
* Jaka jest zależność między ciepłem molowym pod stałym ciśnieniem i w stałej objętości?
CP= CV + R.
* Jaka jest zależność polaryzacji molowej od temperatury?
-Π0 = 4/3 ΠN0(αe+αa)+(4ΠN0*μ2)/ρκ
* Jaki jest cel wprowadzenia zredukowanego równania van der Waalsa?
-Do porównywania własności fiz. gazów znajdujących się pod tym samym ciśnieniem zredukowanym i w tej samej temperaturze zredukowanej.
* Jaki jest sens fizyczny polaryzowalności i jaki jest jej związek z rozmiarami i kształtem cząsteczek?
-Polaryzowalność - miara elektrycznego momentu dipolowego jakie indukuje w cząsteczce jednostkowe pole elektryczne. Mała cząsteczka - mała polaryzowalność; duże atomy - duża polaryzowalność. Zależy od orientacji cząsteczki względem pola elektr.
* Jaki jest wpływ ciśnienia na stałą równowagi chemicznej?
-Kc nie zmienia się .
* Jaki jest wpływ temperatury na stałą równowagi chemicznej?
Kc i Kp maleje ze wzrostem temp. - reakcja egzotermiczna (ΔH<0); Kc i Kp rośnie ze wzrostem temp. - reakcja endotermiczna (ΔH>0).
* Jaki jest związek potencjału chemicznego ze zmianami energii wewnętrznej, entalpii, energii swobodnej i entalpii swobodnej?
dU= TdS-pdV+∑μdm , dH= TdS+Vdp+∑μdm ,
dF= -SdT-pdV+∑μdm ,
dG= -SdT+Vdp+∑μdm.
* Jaki jest związek powinowactwa chemicznego ze zmianami potencjałów termodynamicznych?
(∂G/∂ ξ)T,p= -A
* Jakie wnioski można wysnuć z ogólnego równania określającego powinowactwo chemiczne na temat pracy ogniw?
A=u - ΔG; u= zFE ; ΔG= u dlaA=0 (stan równowagi).
* Jakie korzyści pozwala osiągnąć prawo niezależnej wędrówki jonów?
-Pozwala obliczyć przewodnictwo graniczne słabych elektrolitów.
* Jakie są główne przyczyny odchyleń od prawa podziału?
-Roztwory są słabo rozcieńczone lub gdy substancja rozpuszczona ulega dysocjacji lub asocjacji.
Kanody się nie przecinają , ciecze 1 i 2 wykazują częściową mieszalność, dysocjacja układu w jednym z roztworów.
* Jakie są przyczyny dodatnich i ujemnych odchyleń od prawa Raoulta?
Ujemne - siły przyciągania między różnymi cząstkami dwóch cieczy są większe niż siły przyciągania w czystych cieczach, cząstki są silniej zatrzymywane w fazie ciekłej. (na odwrót dla dodatnich).
* Jakie są przyczyny reakcji wybuchowych ?
Rozgałęzione łańcuchy i występowanie reakcji następczych.
* Jakie wielkości wylicza się w oparciu o cykl Borna-Habera?
Energia sieci jonowych , dlaczego substancja ma taki a nie inny wzór , model wiązań jonowych i kowalencyjnych.
* Jakie wnioski wynikają z równania izotermy van't Hoffa?
-Jeżeli na układ znajdujący się w stanie równowagi działa jakiś czynnik zewnętrzny to powoduje on naruszenie stanu równowagi w taki sposób, który częściowo osłabia działanie czynnika.
* Jakie znasz metody wyznaczania rzędowości reakcji?
Podstawienie do wzoru, całkowa, różnicowa van't Hoffa, izolacyjna Ostwalda, graficzna.
* Jakie znasz rodzaje katalizy?
Homogeniczna, heterogeniczna, autokataliza.
* Jakie znasz termodynamiczne i klasyczne stałe równowagi chemicznej?
kt= x1*x2*x3...xr ; kp=p1*p2*p3...pr ; kc= c1*c2*... cr ; ln k1= -ΔG/RT
* Jaki jest sens fizyczny stałych „a" i „b" z równania van der Waalsa?
a- siły spójności, b- współczynnik proporcjonalności między zmniejszeniem objętości w jakiej odbywa się ruch cząsteczek a ich ilością.
* Kiedy ciecz zwilża, a kiedy nie zwilża powierzchni ciała stałego?
Zwilża gdy- kąt Θ < 90o
Nie zwilża gdy - kąt Θ >90o
* Kiedy pojawiają, się i czemu są, równe potencjały dyfuzyjne?
W ogniwie w którym stykają się 2 roztwory różnych elektrolitów lub2 roztwory tego samego elektrolitu różniące się stężeniami. Jest to różnica potencjałów panujących po obu stronach granicy faz. Jest tylko w elektrolitycznych ogniwach stężeniowych.
* Kiedy reakcje jednocząsteczkowe są pierwszego, a kiedy drugiego rzędu?
I rzędu gdy tL>> tZ, II rzędu gdy tL<<tZ
* Które parametry opisują termodynamiczny stan układu heterofazowego?
(∂δ/∂P)T=V; (∂δ/∂T)P= -S
* Na czym polega efekt elektroforetyczny i efekt relaksacyjny?
-Efekt relaksacyjny - wpływ asymetrii chmury jonowej na prędkość jonu;
-Elektroforetyczny- poruszający się jon centralny znajduje się pod działaniem dodatkowej siły hamującej. Likwidowanie - przyłożenie potencjału ok.20tys.[V/cm] - efekt Wiena.
* Na czym polega efekt orientacji, indukcyjny i dyspersyjny?
Orientacji- polega na korzystnej wzajemnej orientacji cząsteczek dipolowych.;
-Indukcyjny- występuje gdy jedna z dwóch oddziaływujących cząsteczek jest dipolowa;
-Dyspersyjny- nie są potrzebne cząsteczki dipolowe.
* Na czym polega podział wielkości termodynamicznych na intensywne i ekstensywne? Podaj przykłady tych wielkości .
- intensywne - są to parametry niezależne od ilości materii w układzie, np.:p,t,ρ,x;
-ekstensywne - to parametry (wartości) proporcjonalne do ilości materii w układzie, np.: objętość układu
* Podać drugą zasadę termodynamiki używając dwóch różnych sformułowań.
Żaden z silników cieplnych pracujących w sposób ciągły nie może pobranego ciepła całkowicie zamienić na pracę. Entropia wszechświata ma tendencje do zwiększania się.
* Podać termodynamiczny warunek równowagi fazowej.
d(ln p)/dT=ΔH/RT2
* Podaj definicje i przykłady cząstkowych wielkości molowych.
- Cząstkowe wielkości molowe - pochodne wielkości ekstensywnych roztworu , względem liczby moli 1 składnika przy stałym ciśnieniu, temp., i składzie ogólnym. V, H.
* Podaj przykłady przemian, w których dla tej samej zmiany energii wewnętrznej wymieniane są różne jej ilości na sposób ciepła i pracy.
- Przemiana adiabatyczna:
du= -pdv(Qel=0), Przemiana izochoryczna: dU=(Qel)v (v=const.).
* Podaj regułę faz i objaśnij znaczenie występujących w niej wielkości.
s+f=n+2, f- liczba faz, n- liczba składników niezależnych, s- liczba stopni swobody
* Podaj równanie Gibbsa-Duhema.
SdT - Vdp+∑md μ= 0, x1dlnp1+x2d ln p2 =0
* Podaj równanie kinetyczne dla reakcji odwracalnej typu A = B + C.
dx/dt= k*(a-x)2-k1x .
* Podaj równanie określające wartość potencjału elektrody.
Π = Π0+(RT/zF)* ln a kation
* Porównaj okresy połowicznej przemiany dla reakcji różnych rzędów.
I rzędu τ= ln2/k, II rzędu τ=1/k*a, 0-rzędu τ=a/2k
* Prawo Hessa — sformułować słownie i za pomocą wzoru.
Zmiana entalpii podczas reakcji chem. zależy jedynie od stanu początkowego i końcowego reagentów, a nie zależy od drogi na jakiej reakcja została przeprowadzona.
ΔH298=∑(nΔH0298tw)prod - ∑(nΔH0298tw)substr.
* Przedstaw mechanizm działania ogniwa Daniella.
Składa się z elektrody miedzianej w roztworze siarczanu miedzi i elektrody cynkowej w roztworze siarczanu cynku. Parą redox jednego półogniwa jest Cu 2+ /Cu, a drugiego Zn 2+ /Zn
* Przedstaw równanie kinetyczne dla reakcji równoległych.
-dCA/dT=(k1+k2+k3)*CA
* Przedstaw związek funkcjonalny parametrów krytycznych ze stałymi „a" i „b" z równania van der Waalsa.
VK=3b, pK=a/27b2, TK=8a/27bR
* Przedstaw, według konwencji sztokholmskiej siłę elektromotoryczną ogniwa.
SEM jest dodatnia gdy w ogniwie przebiega reakcja samorzutna a ujemna gdy reakcja jest wymuszona. E=Πpr - Π l .
* W jaki sposób energia swobodna i entalpia swobodna zależą od temperatury?
F= U - Ts ; G= H - Ts.
* W jaki sposób entropia reakcji, zależy od temperatury?
dS=dq/T - podczas ogrzewania dS>0, a chłodzenia dS<0; S=∫(Cv(T)/T)dt+RlnV+S0
* W jaki sposób od kształtu powierzchni cieczy zależy jej prężność pary nasyconej?
-Prężność pary nasyconej nad małymi kroplami jest większa niż nad cieczą o powierzchni płaskiej: ln pr/p∞ = 2δVn/RTr
* W jaki sposób powstają potencjały elektrod i siła elektromotoryczna ogniwa?
-Potencjał elektrody powstaje przez zanurzenie metalowej płytki do roztworu własnych jonów; jest to różnica między potencjałem wewnętrznym metalu i roztworu a SEM powstaje przez zestawienie 2 półogniw tak, że po połączeniu mogą być źródłem pracy elektromotorycznej.
* Z czym związane są międzycząsteczkowe siły wzajemnego odpychania i przyciągania?
-Z występowaniem trwałych i indukowanych momentów dipolowych w cząsteczkach.